SolidWorks 2014中文版机械设计从入门到精通
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第1章 认识SolidWorks

本章主要介绍SolidWorks 2014中文版的基础知识,包括软件的背景、特点、常用的名词解释、文件的基本操作、常用的命令栏和工具栏、操作环境的设置以及参考几何体的使用方法。基本操作命令的熟练程度直接关系到软件使用的效率,也是以后学习的基础。

重点与难点

■ 文件操作

■ 常用工具命令

■ 操作环境设置

■ 参考几何体的使用

1.1 SolidWorks概述

本章首先对SolidWorks的背景及其主要设计特点进行简单介绍,让读者对该软件有个大致的认识。

1.1.1 软件背景

20世纪90年代初,国际微型计算机(简称微机)市场发生了根本性的变化,微机性能大幅提高,而价格却一路下滑,微机卓越的性能足以运行三维CAD软件。为了开发世界空白的基于微机平台的三维CAD系统,1993年PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁成立SolidWorks(美国)公司,并于1995年成功推出了SolidWorks软件。在SolidWorks软件的促动下,原来运行在UNIX操作系统的工作站CAD软件,也从1999年开始,被逐渐移植到Windows操作系统中。

SolidWorks采用的是智能化的参变量式设计理念以及Microsoft Windows图形化用户界面,具有表现卓越的几何造型和分析功能,操作灵活,运行速度快,设计过程简单、便捷,被业界称为“三维机械设计方案的领先者”,受到广大用户的青睐,在机械制图和结构设计领域已经成为三维CAD设计的主流软件。利用SolidWorks,设计师和工程师可以更有效地为产品建模以及模拟整个工程系统,加速产品的设计和生产周期,从而完成更加富有创意的产品制造。

1.1.2 软件主要特点

SolidWorks是一款参变量式的CAD设计软件。所谓参变量式设计,是将零件尺寸的设计用参数描述,并在设计修改的过程中通过修改参数的数值改变零件的外形。

SolidWorks在3D设计中的特点如下。

● SolidWorks提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制。

● 用SolidWorks资源管理器可以方便地管理CAD文件。

● 配置管理是SolidWorks软件体系结构中非常独特的一部分,涉及零件设计、装配设计和工程图环节。

● 通过eDrawings方便地共享CAD文件。

● 从三维模型中自动产生工程图,包括视图、尺寸和标注。

● RealView图形显示模式:以高清晰度直观显示设计和进行交流。

● 钣金设计工具:可以使用折叠、折弯、法兰、切口、标签、斜接、放样的折弯、绘制的折弯、褶边等工具从头创建钣金零件。

● 焊件设计:绘制框架的布局草图,并选择焊件轮廓,SolidWorks将自动生成3D焊件设计。

● 模具设计工具:使用SolidWorks时,可以导入IGES、STEP、Parasolid®、ACIS®和其他格式的零件几何体来开始进行模具设计。

● 装配体建模:当创建装配体时,可以通过选取各个曲面、边线、曲线和顶点来配合零部件;创建零部件间的机械关系;进行干涉、碰撞和孔对齐检查。

● 仿真装配体运动:只需单击和拖动零部件,即可检查装配体运动情况是否正常,以及是否存在碰撞。

● 材料明细表:可以基于设计自动生成完整的材料明细表(BOM),从而节约大量的时间。

● 零件验证:SolidWorks Simulation工具能帮助新用户和专家确保其设计具有耐用性、安全性和可制造性。

● 标准零件库:通过SolidWorks Toolbox、SolidWorks Design ClipArt和3D ContentCentral,可以即时访问标准零件库。

● 照片级渲染:使用PhotoView 360来利用SolidWorks 3D模型进行演示或虚拟及材质研究。

● 步路系统:可使用SolidWorks Routing自动处理和加速管筒、管道、电力电缆、缆束和电力导管的设计过程。

1.1.3 启动SolidWorks

启动SolidWorks 2014有两种方式。

(1)双击桌面的快捷方式图标

(2)选择【开始菜单】|【所有程序】|【SolidWorks 2014】命令。

启动后的SolidWorks 2014界面如图1-1所示。

图1-1 SolidWorks 2014界面

1.1.4 界面功能介绍

SolidWorks 2014用户界面包括菜单栏、工具栏、管理区域、图形区域、任务窗格以及状态栏。菜单栏包含了所有SolidWorks命令,工具栏可根据文件类型(零件、装配体、工程图)来调整、放置并设定其显示状态,而SolidWorks窗口底部的状态栏则可以显示设计人员正执行的有关功能的信息,操作界面如图1-2所示。

图1-2 操作界面

1.菜单栏

菜单栏显示在界面的最上方,如图1-3所示,其中最关键的功能集中在【插入】与【工具】菜单中。

图1-3 菜单栏

对应于不同的工作环境,SolidWorks中相应的菜单以及其中的选项会有所不同。当进行一定任务操作时,不起作用的菜单命令会临时变灰,此时将无法应用该菜单命令。以【窗口】菜单为例,选择【窗口】|【视口】命令,单击【四视图】按钮,如图1-4所示,此时视图切换为多视口查看模型,如图1-5所示。

图1-4 多视口选择

图1-5 四视口视图

2.工具栏

SolidWorks 2014工具栏包括标准主工具栏和自定义工具栏两部分。其中【前导视图工具】工具栏如图1-6所示,它以固定工具栏的形式显示在绘图区域的正中上方。

图1-6 【前导视图工具】工具栏

(1)自定义工具栏的启用方法为:选择菜单栏中的【视图】|【工具栏】命令,或者在视图工具栏中单击鼠标右键,将显示【工具栏】菜单项,如图1-7所示。

图1-7 【工具栏】菜单项

从图中可以看到,SolidWorks 2014提供了多种工具栏,使用方便。

打开某个工具栏(例如【参考几何体】工具栏),它有可能默认排放在主窗口的边缘,可以拖动它到图形区域中成为浮动工具栏,如图1-8所示。

图1-8 【参考几何体】工具栏

在使用工具栏或是工具栏中的命令时,当指针移动到工具栏中的图标附近,会弹出一个窗口来显示该工具的名称及相应的功能,如图1-9所示,显示一段时间后,该内容提示会自动消失。

图1-9 消息提示

(2)Command Manager(命令管理器)是一个上下文相关工具栏,它可以根据要使用的工具栏进行动态更新,默认情况下,它根据文档类型嵌入相应的工具栏。Command Manager下面有4个不同的选项卡:【特征】、【草图】、【评估】和【Dim Xpert】,如图1-10所示。

图1-10 Command Manager工具栏

● 【特征】、【草图】选项卡提供【特征】、【草图】的有关命令。

● 【评估】选项卡提供测量、检查、分析等命令或在【插件】选择框中选择的有关插件。

● 【Dim Xpert】选项卡提供有关尺寸、公差等方面的命令。

3.状态栏

状态栏位于图形区域底部,显示当前正在窗口中编辑的内容的状态,以及指针位置坐标、草图状态等内容,如图1-11所示。

图1-11 状态栏

状态栏中典型的信息包括如下几类。

● 重建模型图标:在更改了草图或零件而需要重建模型时,重建模型符号会显示在状态栏中。

● 草图状态:在编辑草图过程中,状态栏会出现5种状态,即完全定义、过定义、欠定义、没有找到解、发现无效的解。在零件完成之前,最好完全定义草图。

● 快速提示帮助图标:它会根据SolidWorks的当前模式给出提示和选项,方便快捷,对于初学者来说很有用。

4.管理区域

文件窗口的左侧为SolidWorks文件的管理区域,也称为左侧区域,如图1-12所示。

图1-12 管理区域

【管理区域】包括特征管理器(Feature Manager)设计树、属性管理器(Property Manager)、配置管理器(Configuration Manager)、标注专家管理器(DimXpert Manager)和外观管理器(Display Manager)。

单击【管理区域】窗口顶部的标签可以在应用程序之间进行切换,单击【管理区域】右侧的箭头可以展开【显示窗格】,如图1-13所示。

图1-13 展开【显示窗格】

5.确认角落

确认角落位于视图窗口的右上角,如图1-14所示。利用确认角落可以接受或取消相应的草图绘制和特征操作。

图1-14 确认角落

● 当进行草图绘制时,可以单击确认角落里的【退出草图】图标来结束并接受草图绘制,也可以单击【删除草图】图标来放弃草图的更改。

● 当进行特征造型时,可以单击确认角落里的【退出草图】图标来结束并接受特征造型,也可以单击【删除草图】图标来放弃特征造型操作。

6.任务窗格

图形区域右侧的任务窗格是一个与管理SolidWorks文件有关的工作窗口,任务窗格带有SolidWorks资源、设计库、和文件探索器等标签,如图1-15所示。通过任务窗格,用户可以查找和使用SolidWorks文件。

图1-15 任务窗格

1.1.5 Feature Manager设计树

特征管理器(Feature Manager)设计树位于SolidWorks窗口的左侧,是SolidWorks软件窗口中比较常用的部分,如图1-16所示。它提供了激活的零件、装配体或工程图的大纲视图,可以很方便地查看模型或装配体的构造情况,或者查看工程图中的不同图纸和视图。

图1-16 Feature Manager设计树

Feature Manager设计树用来组织和记录模型中的各个要素及要素之间的参数信息和相互关系,以及模型、特征和零件之间的约束关系等,几乎包含了所有设计信息。

Feature Manager设计树的功能主要有以下的几种。

(1)以名称来选择模型中的项目,即可以通过在模型中选择其名称来选择特征、草图、基准面及基准轴。SolidWorks在这一项中很多功能与Window操作界面类似,如在选择的同时按住Shift键,可以选取多个连续项目;在选择的同时按住Ctrl键,可以选取非连续项目。

(2)确认和更改特征的生成顺序。在Feature Manager设计树中利用拖动项目可以重新调整特征的生成顺序,这将更改重建模型时特征重建的顺序。

(3)通过双击特征的名称可以显示特征的尺寸。

(4)如要更改项目的名称,可在名称上缓慢单击两次以选择该名称,然后输入新的名称即可。

(5)在装配零件时压缩和解除压缩零件特征和装配体零部件是很常用的。同样,如要选择多个特征,可在选择的时候按住Ctrl键。

(6)用右键单击清单中的特征,然后选择父子关系,以便查看父子关系。

(7)单击右键,在树显示里还可显示特征说明、零部件说明、零部件配置名称、零部件配置说明等。

(8)将文件夹添加到Feature Manager设计树中。

Feature Manager设计树提供下列文件夹和工具。

(1)使用“退回控制棒”暂时将模型退回到早期状态,如图1-17所示。

图1-17 拖动退回控制棒

可使用Feature Manager退回控制棒来临时退回到早期状态或吸收的特征,往前推进,回退到以前的状态。当模型处于退回控制状态时,可以增加新的特征或编辑已有的特征。

(2)通过用右键单击方程式文件夹并选择所需操作来添加新的方程式,编辑或删除方程式(当将第一个方程式添加到零件或装配体时,方程式文件夹出现)。

(3)通过用右键单击注解文件夹来控制尺寸和注解的显示。

(4)记录设计日志并添加附加件到设计活页夹文件夹

(5)通过用右键单击材质图标来添加或修改应用到零件的材质。

(6)查阅文档在实体文件夹中所包含的所有实体。

(7)查阅文档在曲面实体文件夹中所包含的所有曲面实体。

(8)查阅基准面、基准轴以及插入的零件的草图

(9)添加自定义文件夹,并将特征拖动到文件夹以减小Feature Manager设计树的长度。

(10)可在图形区域中从弹出的Feature Manager设计树查阅并进行操作,左窗格中有Property Manager出现。

(11)通过选择左侧窗格顶部的标签,可以在Feature Manager设计树、Property Manager、Configuration Manager、DimXpert Manager及Display Manger之间切换,如图1-18所示。

图1-18 切换标签

(12)若想切换Feature Manager设计树的显示状态,可按F9键或单击视图、Feature Manager树区域,此方法在全屏模式中尤其有用。

1.2 SolidWorks的文件操作

1.2.1 新建文件

在SolidWorks的主窗口中单击窗口左上角的【新建】图标,或者选择菜单栏中的【文件】|【新建】命令,即可弹出图1-19所示的【新建SolidWorks文件】窗口,在该窗口中选择【零件】按钮,即可得到SolidWorks 2014典型用户界面。

图1-19 【新建SolidWorks文件】窗口

【零件】按钮:双击该按钮,可以生成单一的三维零部件文件。

【装配体】按钮:双击该按钮,可以生成零件或其他装配体的排列文件。

【工程图】按钮:双击该按钮,可以生成属于零件或装配体的二维工程图文件。

单击按钮,此时的【新建SolidWorks文件】窗口如图1-20所示。

图1-20 【新建SolidWorks文件】窗口

SolidWorks软件可分为零件、装配体以及工程图3个模块,针对不同的功能模块,其文件类型各不相同,如果准备编辑零件文件,可在【新建SolidWorks文件】窗口中,单击【零件】按钮,再单击按钮,即可打开一张空白的零件图文件,后续存盘时,系统默认的扩展名为列表中的.sldprt。

1.2.2 打开文件

单击【新建SolidWorks文件】窗口中的【零件】按钮,可以打开一张空白的零件图文件,或者单击【标准】工具栏中的【打开】按钮,打开已经存在的文件并对其进行编辑操作,如图1-21所示。

图1-21 【打开】窗口

在【打开】窗口里,系统会默认前一次读取的文件格式,如果想要打开不同格式的文件,可打开“文件类型”下拉列表,然后选取适当的文件类型即可。

对于SolidWorks软件可以读取的文件格式以及允许的数据转换方式,综合归类如下。

● SolidWorks零件文件,扩展名为.prt或.sldprt。

● SolidWorks组合件文件,扩展名为.asm或sldasm。

● SolidWorks工程图文件,扩展名为.drw或.slddrw。

● DXF文件,AutoCAD格式,包括DXF3D文件,扩展名为.dxf。在工程图文件中,AutoCAD格式可以输入几何体到工程图纸或工程图纸模板中。

● DWG文件,AutoCAD格式,扩展名为.dwg。

● AdobeIllustrator文件,扩展名为.ai。此格式可以输入到零件文件,但不能输入到装配体草图。

● LibFeatPart文件,扩展名为.lfp或.sldlfp。

● IGES文件,护展名为.igs。可以输入IGES文件中的3D曲面作为SolidWorks3D草图实体。

● StepAP203/214文件,扩展名为.step及.stp。SolidWorks支持StepAP214文件的实体、面及曲线颜色转换。

● ACIS文件,扩展名为.sat。

● VDAFS文件,扩展名为.vda。VDAFS是曲面几何交换的中间文件格式,VDAFS零件文件可转换为SolidWorks零件文件。

● VRML文件,扩展名为.wrl。VRML文件可在互联网上显示3D图像。

● Parasolid文件,扩展名为.x_t、.x_b、.xmt_txt或.xmt_bin。

● Pro/ENGINEER文件,扩展名为.prt、.xpr或.asm、.xas。SolidWorks支持Pro/ENGINEER 17到2001的版本以及Wildfire版本1和2。

● UnigraphicsII文件,扩展名为.Prt。SolidWorks支持UnigraphicsII 10及以上版本输入零件和装配体。

1.2.3 保存文件

单击【标准】工具栏中的【保存】按钮,或者选择菜单栏中的【文件】|【保存】命令,在弹出的对话框中输入要保存的文件名,并设置文件保存的路径,便可以将当前文件保存。也可选择【另存为】选项,弹出【另存为】窗口如图1-22所示。在【另存为】窗口中更改将要保存的文件路径后,单击按钮即可将创建好的文件保存在指定的文件夹中。

图1-22 【另存为】窗口

【另存为】窗口参数设置说明如下。

● 【保存类型】:在下拉列表中选择文件的保存格式。

● 【Description】:在该选项后面的文本框中可以输入对文件提供模型的说明。

● 【另存备份档】:将文件保存为新的文件名,而不替换激活的文件。

● 【参考】:显示被当前所选装配体或工程图所参考的文件清单,用户可以编辑所列文件的位置。

1.3 常用工具命令

1.3.1 标准工具栏

【标准】工具栏位于主窗口正上方,如图1-23所示。

图1-23 【标准】工具栏

各按钮含义如下。

【新建】:单击可打开【新建SolidWorks文件】窗口,进而建立一个空白图文件。

【从零件/装配体制作工程图】:单击可利用当前编辑的零件或者装配体制作生成工程图。

【从零件/装配体制作装配体】:单击可利用当前的零件/装配体制作生成新的装配体。●【打开】:单击可在【打开】窗口中,打开磁盘驱动器中已有的图文件。

【保存】:单击可将目前编辑中的工作视图,按原先读取的文件名称存盘,如果工作视图是新建的文件,则系统会自动启动另存新文件功能。

【打印】:单击可将指定范围内的图文资料,送往打印机或绘图机。执行打印出图功能或打印到文件功能。

【打印预览】:单击可打开打印预览窗口,预览目前编辑中的图文件,以预先了解打印机执行打印动作的出图效果。

【撤销】:单击可以撤销本次或者上次的操作,返回未执行该项命令前的状态,可重复返回多次。

【选择】:单击可进入选取像素对象的模式。

【重建模型】:单击可以使系统依照图文数据库里最新的图文资料,更新屏幕上显示的模型图形。

【文件属性】:显示激活文档的摘要信息。

【选项】:更改SolidWorks选项设定。

1.3.2 特征工具栏

在SolidWorks 2014中,【特征】工具栏直接显示在主窗口的上方,以选项卡的方式存在,如图1-24所示。

图1-24 【特征】工具栏

也可以选择菜单栏中的【视图】|【工具栏】命令,再选择【特征】命令,【特征】工具栏将悬浮在主窗口上,如图1-25所示。

图1-25 悬浮【特征】工具栏

各按钮含义如下。

【拉伸凸台/基体】:以一个或两个方向拉伸一草图或绘制的草图轮廓并生成一个实体。

【旋转凸台/基体】:单击可将用户选取的草图轮廓图形绕着用户指定的旋转中心轴,成长为3D模型。

【扫描】:单击可以沿开环或闭合路径通过扫描闭合轮廓来生成实体模型。

【放样凸台/基体】:单击可以在两个或多个轮廓之间添加材质来生成实体特征。

【边界凸台/基体】:以两个方向在轮廓间添加材料以生成实体特征。

【拉伸切除】:单击可以将工作图文件里原先的3D模型,扣除草图轮廓图形绕着指定的旋转中心轴成长形成的3D模型,保留残余剩下的3D模型区域。

【旋转切除】:单击可通过绕轴心旋转绘制的轮廓来切除实体模型。

【扫描切除】:沿开环或闭合路径通过扫描轮廓来切除实体模型。

【放样切割】:在两个或多个轮廓之间通过移除材质来切除实体模型。

【边界切除】:通过以两个方向在轮廓之间移除材料来切除实体模型。

【圆角】:沿实体或曲面特征中的一条或多条边线生成圆形内部或外部面。

【倒角】:单击可以延边线、一串切边或顶点生成一倾斜的边线。

【筋】:单击可对工作图文件里的3D模型,按照用户指定的断面图形,加入一个肋材特征。

【抽壳】:通过单击该工具按钮,可对工作图文件里的3D实体模型,加入平均厚度薄壳特征。

【拔模】:单击可对工作图文件里的3D模型的某个曲面或是平面,加入拔模倾斜面。

【异型孔向导】:单击可以利用预先定义的剖面插入孔。

【线性阵列】:单击可以对一个或两个线性方向阵列特征、面以及实体等。

【圆周阵列】:单击可以绕轴心阵列特征、面以及实体等。

【包覆】:将草图轮廓闭合到面上。

【圆顶】:添加一个或多个圆顶到所选平面或非平面。

【镜像】:单击可以绕面或者基准面镜像特征、面以及实体等。

【参考几何体】:单击可以弹出【参考几何体】命令组(如图1-26所示),再根据需要选择不同的基准,然后在设定的基准上插入草图来编辑或更改零件图。

图1-26 【参考几何体】组

【曲线】:单击可以弹出【曲线】命令组,如图1-27所示。

图1-27 【曲线】组

【Instant3D】:启用拖动控标、尺寸及草图来动态修改特征。

1.3.3 草图工具栏

和【特征】工具栏一样,【草图】工具栏也有两种形式,如图1-28所示。

图1-28 【草图】工具栏的两种形式

各按钮含义如下。

【草图绘制】:在任何默认基准面或自己设定的基准上,单击该工具按钮,可以在特定的面上生成草图。

【3D草图】:单击可以在工作基准面上或在3D空间的任意点生成3D草图实体。

【智能尺寸】:为一个或多个所选实体生成尺寸。

【直线】:单击并依序指定线段图形的起点以及终点位置,可在工作图文件里生成一条绘制的直线。

【中心线】:单击并依序指定中心线的起点以及终点位置,可在工作图文件里生成一条中心线。

【边角矩形】:单击并依序指定矩形图形的两个对角点位置,可在工作图文件里生成一个矩形。

【圆】:单击并用左键指定圆形的圆心点位置后,拖动鼠标指针,可在工作图文件里生成一个圆形。

【三点圆弧】:单击并依序指定圆弧的起点、终点以及弧上一点位置,可在工作图文件里生成一个圆弧。

【圆心/起/终点圆弧】:单击并依序指定圆弧图形的圆心点、半径、起点以及终点位置,可在工作图文件生成一个圆弧。

【切线弧】:单击并依序指定圆弧图形的起点以及终点位置,可在工作图文件里生成一个在起点处与某个既有的直线、或是圆弧像素相似的圆弧。

【多边形】:生成边数在3 和40 之间的等边多边形,可在绘制多边形后更改边数。

【样条曲线】:单击并依序指定曲线图形的每个“经过点”位置,可在工作图文件里生成一条不规则曲线。

【绘制圆角】:在交叉点切圆两个草图实体之角,从而生成切线弧。

【点】:将鼠标指针移到屏幕绘图区里所需要的位置,单击鼠标左键,即可在工作图文件里生成一个星点。

【基准面】:单击可插入基准面到3D草图。

【文字】:可在面、边线及草图实体上绘制文字。

【剪裁实体】:单击可以剪裁一直线、圆弧、椭圆、圆、样条曲线或中心线,直到它与另一直线、圆弧、圆、椭圆、样条曲线或中心线的相交处。如果草图线段没有和其他草图线段相交,则整条草图线段都将被删除。

【转换实体引用】:单击就可以将模型中的所选边线转换为草图实体。

【等距实体】:单击可以通过一定距离等距面、边线、曲线或草图实体来添加草图实体。

【镜像实体】:单击可将工作窗口里被选取的2D像素,对称于某个中心线草图图形,进行镜像的操作。

【线性草图阵列】:使用想阵列的草图实体中的单元或模型边线生成线性草图阵列。

【圆周草图阵列】:使用想阵列的草图实体中的单元或模型边线生成圆周草图阵列。

【移动实体】:单击可移动一个或多个草图实体。

【显示/删除几何关系】:在草图实体之间添加重合、相切、同轴、水平、竖直等几何关系,亦可删除。

【修复草图】:能够找出草图错误,有些情况下还可以修复这些错误。

1.3.4 装配体工具栏

【装配体】工具栏如图1-29所示,可用于控制零部件的管理、移动以及配合。

图1-29 【装配体】工具栏

【插入零部件】:单击可用来插入零部件、现有零件/装配体。

【配合】:单击可指定装配中任两个或多个零件的配合。

【线性零部件阵列】:可以以一个或两个方向在装配体中生成零部件线性阵列。

【智能扣件】:单击该按钮后,智能扣件将自动给装配体添加扣件(螺栓和螺钉)。

【移动零部件】:单击可通过拖动来移动零部件沿着设定的自由度内移动。

【旋转零部件】:单击该按钮后,在图形区域中选中零部件,按住鼠标左键然后拖动,零部件在其自由度内旋转。

【显示隐藏的零部件】:可以切换零部件的隐藏和显示状态,并随后在图形区域中选择隐藏的零部件以使其显示。

【装配体特征】:生成各种装配体特征,如图1-30所示。

图1-30 装配体特征

【新建运动算例】:新建一个装配体模型运动的图形模拟。

【材料明细表】:新建一个材料明细表。

【爆炸视图】:单击可以生成和编辑装配体的爆炸视图。

【干涉检查】:单击该按钮后,可以检查装配体中是否有干涉的情况。

【间隙验证】:使用间隙验证可以检查装配体中所选零部件之间的间隙。

【孔对齐】:检查装配体中是否存在未对齐的孔。

【装配体直观】:按自定义属性直观装配体零部件。

【AssemblyXpert】:分析装配体的性能,并会建议采取一些可行的操作来改进性能。当操作大型、复杂的装配体时,这种做法会很有用。

1.3.5 尺寸/几何关系工具栏

【尺寸/几何关系】工具栏用于提供标注尺寸和添加及删除几何关系,如图1-31所示。

图1-31 【尺寸/几何关系】工具栏

各按钮含义如下。

【职能尺寸】:单击可以给草图实体、其他对象或是几何图形标注尺寸。

【水平尺寸】:单击可在两个实体之间指定水平尺寸,水平方向以当前草图的方向来定义。

【竖直尺寸】:单击可在两点之间生成竖直尺寸,竖直方向由当前草图的方向定义。

【基准尺寸】:属于参考尺寸,不能更改其数值或者使用其数值来驱动模型。

【尺寸链】:为一组在工程图中或草图中从零坐标测量的尺寸,不能更改其数值或者使用其数值来驱动模型。

【水平尺寸链】:在激活的工程图或草图上,单击该按钮可以生成水平尺寸链。

【竖直尺寸链】:单击可以在工程图或草图中生成竖直尺寸链。

【倒角尺寸】:单击可以在工程图中给倒角标注尺寸。

【添加几何关系】:单击该按钮,系统会打开“添加几何关系”Property Manager设计树,供用户对工作图文件里的2D草图图形附加新的几何限制条件。

【显示/删除几何关系】:单击该按钮,系统会打开“显示/删除几何关系”Property Manager设计树,列出可供用户删除2D草图图形已有的几何限制条件。

1.3.6 工程图工具栏

【工程图】工具栏如图1-32所示。

图1-32 【工程图】工具栏

各按钮含义如下。

【模型视图】:单击可将一模型视图插入到工程图文件中。

【投影视图】:单击可从任何正交视图插入投影的视图。

【辅助视图】:类似于投影视图,不同的是,它可以垂直于现有视图中的参考边线来展开视图。

【剖面视图】:单击可以用一条剖切线来分割父视图在工程图中生成一个剖面视图。

【局部视图】:单击可用来显示一个视图的某个部分(通常是以放大比例显示)。

【标准三视图】:单击可以为所显示的零件或装配体生成三个相关的默认正交视图。

【断开的剖视图】:单击可通过绘制一轮廓在工程视图上生成断开的剖视图。

【断裂视图】:单击可将工程图视图用较大比例显示在较小的工程图纸上。

【剪裁视图】:通过隐藏除了所定义区域之外的所有内容而集中于工程图视图的某部分。

【交替位置视图】:通过在不同位置进行显示而表示装配体零部件的运动范围。

1.3.7 视图工具栏

【视图】工具栏如图1-33所示。

图1-33 【视图】工具栏

各按钮含义如下。

【整屏显示全图】:单击可将目前工作窗口中的3D模型图形以及相关的图文资料,以可能的最大显示比例,全部纳入绘图区的图形显示区域之内。

【局部放大】:单击该工具按钮后,按住鼠标左键不放,可将指定的矩形范围内的图文资料,放大后显示在整个绘图范围内。

【上一视图】:单击可以显示上一视图。

【3D工程图视图】:在工程图中显示三维结构。

【剖面视图】:先在工作图文件里单击某个参考平面,再单击该工具按钮,即工作图文件里的3D模型图表会产生一个瞬时性质的剖面视图。

【视图定向】:更改当前视图定向或视窗数。

【显示样式】:为活动视图更改显示样式。

【带边线上色】:单击该工具按钮,SolidWorks软件会以带边线上色模式,显示工作图文件里的3D模型图形。

【上色】:单击该工具按钮,SolidWorks会以上色模式,显示工作图文件里的3D模型图形。

【消除隐藏线】:单击该工具按钮,SolidWorks软件暂时不显示工作图文件里3D模型图形的隐藏线。

【隐藏线可见】:单击该工具按钮,SolidWorks软件会以不同的颜色,分别显示工作图文件里3D模型的可见棱边以及隐藏线图形。

【线架图】:单击可使SolidWorks软件以线架构模式,显示工作图文件里的3D模型图形。

【隐藏/显示项目】:在图形区域中更改项目的显示状态。

【编辑外观】:在模型中编辑实体的外观,可将颜色、材料外观和透明度应用到零件和装配体零部件。

【应用布景】:循环使用或应用特定的布景。

【视图设定】:切换各种视图设定,例如RealView、阴影及透视图。

【上色模式中的阴影】:单击该工具按钮,SolidWorks会以上色模式显示工作图文件里的3D模型图形时,同时显示模型中的阴影。

【透视图】:显示模型的透视图。透视图是眼睛正常看到的视图,平行线在远处的消失点交汇。

1.3.8 插件工具栏

要显示插件工具栏,可选择【工具】|【插件】命令,即打开【插件】窗口,如图1-34所示,选中需要打开的插件功能前面的复选框,即可打开相应插件工具。

图1-34 【插件】窗口

1.4 操作环境设置

SolidWorks的功能十分强大,但是它的所有功能不可能都一一罗列在界面上供用户调用,这就需要在特定的情况下,通过调整操作设置来满足用户设计的需求。

1.4.1 工具栏的设置

工具栏里包含了所有菜单命令的快捷方式。通过使用工具栏,可以大大提高SolidWorks的应用效率。合理利用自定义工具栏设置,既可以使操作方便快捷,又不会使操作界面过于复杂。SolidWorks的一大特色就是可以自己定义工具栏按钮。

1.自定义工具栏

用户可根据文件类型(零件、装配体或工程图)来放置工具栏并设定其显示状态,即可选择想显示的工具栏并清除想隐藏的工具栏。

自定义设置操作如下。

(1)选择菜单栏中的【工具】|【自定义】命令,或者在工具栏区域单击鼠标右键,选择【自定义】命令,系统弹出【自定义】窗口,如图1-35所示。

图1-35 【自定义】窗口

(2)在【工具栏】标签下,选择想显示的工具栏复选框,同时消除选择想隐藏的工具栏复选框。

(3)如果显示的工具栏位置不理想,可以将光标指向工具栏上按钮之间空白的地方,然后拖动工具栏到想要的位置。例如将工具栏拖到SolidWorks窗口的边缘,工具栏就会自动定位在该边缘。

2.自定义命令

(1)选择菜单栏中的【工具】|【自定义】命令,或者在工具栏区域单击鼠标右键,选择【自定义】命令,系统弹出【自定义】窗口,单击【命令】标签,打开【命令】选项卡,如图1-36所示。

图1-36 【自定义】窗口

(2)在【类别】一栏中选择要改变的工具栏,对工具栏中的按钮进行重新安排。

(3)对工具栏中的工具按钮移动操作为:在【命令】栏中找到需要的命令,单击要使用的命令按钮图标,将其拖动到工具栏上的新位置,从而实现重新安排工具栏上的按钮的目的。

(4)对工具栏中的工具按钮删除操作为:单击要删除的按钮并将其从工具栏拖动到图形区域中即可。

1.4.2 鼠标常用方法

鼠标在SolidWorks软件中的应用频率非常高,可以用其实现平移、缩放、旋转、绘制几何图素以及创建特征等操作。基于SolidWorks系统的特点,建议读者使用三键滚轮鼠标,在设计时可以有效地提高设计效率。表1-1列出了三键滚轮鼠标的使用方法。

表1-1 三键滚轮鼠标的使用方法

1.5 参考坐标系

SolidWorks使用带原点的坐标系统。当用户选择基准面或者打开1个草图并选择某一面时,将生成1个新的原点,与基准面或者所选面对齐。原点可以用作草图实体的定位点,并有助于定向轴心透视图。原点有助于CAD数据的输入与输出、电脑辅助制造、质量特征的计算等。

1.5.1 原点

零件原点显示为蓝色,代表零件的(0,0,0)坐标。当草图处于激活状态时,草图原点显示为红色,代表草图的(0,0,0)坐标。可以将尺寸标注和几何关系添加到零件原点中,但不能添加到草图原点中。原点有如下几种。

:蓝色,表示零件原点,每个零件文件中均有1个零件原点。

:红色,表示草图原点,每个新草图中均有1个草图原点。

:表示装配体原点。

:表示零件和装配体文件中的视图引导。

1.5.2 参考坐标系的属性设置

图1-37 【坐标系】属性管理器

单击【参考几何体】工具栏中的【坐标系】按钮或者选择【插入】|【参考几何体】|【坐标系】菜单命令,在【属性管理器】中弹出【坐标系】属性管理器,如图1-37所示。

(1)【原点】:定义原点。单击其选择框,在图形区域中选择零件或者装配体中的1个顶点、点、中点或者默认的原点。

(2)【X轴】、【Y轴】、【Z轴】:定义各轴。单击其选择框,在图形区域中按照以下方法之一定义所选轴的方向。

● 单击顶点、点或者中点,则轴与所选点对齐。

● 单击线性边线或者草图直线,则轴与所选的边线或者直线平行。

● 单击非线性边线或者草图实体,则轴与选择的实体上所选位置对齐。

● 单击平面,则轴与所选面的垂直方向对齐。

(3)【反转轴方向】:单击可反转轴的方向。

1.5.3 修改和显示参考坐标系

1.将参考坐标系平移到新的位置

在【特征管理器设计树】中,用鼠标右键单击已生成的坐标系的图标,在弹出的菜单中选择【编辑特征】命令,在【属性管理器】中弹出【坐标系】属性管理器,在【选择】选项组中,单击【原点】选择框,在图形区域中单击想将原点平移到的点或者顶点处,单击【确定】按钮,原点被移动到指定的位置上。

2.切换参考坐标系的显示

要切换坐标系的显示,可以选择【视图】|【坐标系】菜单命令。菜单命令左侧的图标下沉,表示坐标系可见。

1.6 参考基准轴

参考基准轴的用途较多,在生成草图几何体或者圆周阵列时常使用参考基准轴,概括起来为以下3项。

(1)基准轴可以作为圆柱体、圆孔、回转体的中心线。

(2)作为参考轴,辅助生成圆周阵列等特征。

(3)将基准轴作为同轴度特征的参考轴。

1.6.1 临时轴

每个圆柱和圆锥面都有1条轴线。临时轴是由模型中的圆锥和圆柱隐含生成的,临时轴常被设置为基准轴。

可以设置隐藏或者显示所有临时轴。选择【视图】|【临时轴】菜单命令,此时菜单命令左侧的图标下沉,如图1-38所示,表示临时轴可见。

图1-38 选择【临时轴】菜单命令

1.6.2 参考基准轴的属性设置

单击【参考几何体】工具栏中的【基准轴】按钮或者选择【插入】|【参考几何体】|【基准轴】菜单命令,在【属性管理器】中弹出【基准轴】属性管理器,如图1-39所示。

图1-39 【基准轴】属性管理器

在【选择】选项组中进行选择以生成不同类型的基准轴,有如下5种选项:

【一直线/边线/轴】:选择1条草图直线或者边线作为基准轴。

【两平面】:选择两个平面,利用两个面的交叉线作为基准轴。

【两点/顶点】:选择两个顶点、两个点或者中点之间的连线作为基准轴。

【圆柱/圆锥面】:选择1个圆柱或者圆锥面,利用其轴线作为基准轴。

【点和面/基准面】:选择1个平面,然后选择1个顶点,由此所生成的轴通过所选择的顶点垂直于所选的平面。

1.6.3 显示参考基准轴

选择【视图】|【基准轴】菜单命令,可以看到菜单命令左侧的图标下沉,如图1-40所示,表示基准轴可见(再次选择该命令,该图标恢复即为关闭基准轴的显示)。

图1-40 选择【基准轴】菜单命令

1.7 参考基准面

在【特征管理器设计树】中默认提供前视、上视以及右视基准面,除了默认的基准面外,可以生成参考基准面。

在SolidWorks中,参考基准面的用途很多,总结为以下几项。

● 作为草图绘制平面。

● 作为视图定向参考。

● 作为装配时零件相互配合的参考面。

● 作为尺寸标注的参考。

● 作为模型生成剖面视图的参考面。

● 作为拔模特征的参考面。

参考基准面的属性设置方法为:单击【参考几何体】工具栏中的【基准面】按钮或者选择【插入】|【参考几何体】|【基准面】菜单命令,在【属性管理器】中弹出【基准面】属性管理器,如图1-41所示。

图1-41 【基准面】属性管理器

在【第一参考】选项组中,选择需要生成的基准面类型及项目。主要有如下几种选项。

【平行】:通过模型的表面生成1个基准面。

【重合】:通过1个点、线和面生成基准面。

【两面夹角】:通过1条边线(或者轴线、草图线等)与1个面(或者基准面)以一定夹角生成基准面。

【等距距离】:在平行于1个面(或者基准面)的指定距离生成等距基准面。首先选择1个平面(或者基准面),然后设置“距离”数值。

● 【反转】:选择此选项,在相反的方向生成基准面。

【垂直】:可以生成垂直于1条边线、轴线或者平面的基准面。

1.8 参考点

SolidWorks可以生成多种类型的参考点以用子构造对象,还可以在彼此间已指定距离分割的曲线上生成指定数量的参考点。

单击【参考几何体】工具栏中的【点】按钮或者选择【插入】|【参考几何体】|【点】菜单命令,在【属性管理器】中弹出【点】属性管理器,如图1-42所示。

图1-42 【点】属性管理器

【选择】选项组中的主要选项含义如下。

【参考实体】:在图形区域中选择用以生成点的实体。

【圆弧中心】:按照选中的圆弧中心来生成点。

【面中心】:按照选中的面中心来生成点。

【交叉点】:按照交叉的点来生成点。

【投影】:按照投影的点来生成点。

【沿曲线距离或多个参考点】:可以沿边线、曲线或者草图线段生成1组参考点,输入距离或者百分比数值即可。

1.9 范例

下面结合现有模型,介绍生成参考几何体的具体方法。

1.9.1 生成参考坐标系

(1)启动中文版SolidWorks软件,单击【标准】工具栏中的【打开】按钮,弹出【打开】窗口,在配套光盘中选择【第1章/范例文件/1.SLDPRT】,单击按钮,在图形区域中显示出模型,如图1-43所示。

图1-43 打开模型

(2)生成坐标系。单击【参考几何体】工具栏中的【坐标系】按钮,在【属性管理器】中弹出【坐标系】的属性设置。

(3)定义原点。在图形区域中单击模型上方的1个顶点,则点的名称显示在【原点】选择框中。

(4)定义各轴。单击【X轴】、【Y轴】、【Z轴】选择框,在图形区域中选择线性边线,指示所选轴的方向与所选的边线平行,单击【Z轴】下的【反转Z轴方向】按钮,反转轴的方向,如图1-44所示,单击【确定】按钮,生成坐标系1。

图1-44 生成坐标系

1.9.2 生成参考基准轴

(1)单击【参考几何体】工具栏中的【基准轴】按钮,在【属性管理器】中弹出【基准轴】的属性设置。

(2)单击【圆柱/圆锥面】按钮,选择模型的曲面,检查【参考实体】选择框中列出的项目,如图1-45所示,单击【确定】按钮,生成基准轴1。

图1-45 生成基准轴

1.9.3 生成参考基准面

(1)单击【参考几何体】工具栏中的【基准面】按钮,在【属性管理器】中弹出【基准面】的属性设置。

(2)单击【两面夹角】按钮,在图形区域中选择模型的右侧面及其上边线,在【参考实体】选择框中显示出选择的项目名称,设置【角度】数值为“45度”,如图1-46所示,在图形区域中显示出新的基准面的预览,单击【确定】按钮,生成基准面1。

图1-46 生成基准面

1.9.4 生成配合参考

(1)选择【插入】|【参考几何体】|【参考配合】菜单命令。

(2)弹出【配合参考】属性管理器,在【主要参考实体】选项组中选择圆柱面,如图1-47所示。

图1-47 【配合参考】属性管理器

(3)单击【确定】按钮,生成一个配合参考,在Feature Manager设计树中显示有一个配合参考,如图1-48所示。

图1-48 生成配合参考

1.9.5 生成网格系统

(1)单击前视基准面,选择【插入】|【参考几何体】|【网格系统】菜单命令。

(2)在模型的上表面绘制一个草图,如图1-49所示。

图1-49 绘制草图

(3)单击按钮,退出绘图状态,弹出【网格系统】属性管理器。将【层数】设为3,【高度】设为“100mm”,如图1-50所示。

图1-50 【网格系统】属性管理器

(4)单击【确定】按钮,生成一个网格系统,如图1-51所示。

图1-51 生成网格系统

(5)在Feature Manager设计树中显示一个网格系统,该文件夹中包含了每一个层次的草图和内容,如图1-52所示。

图1-52 【网格系统】文件夹

1.9.6 生成活动剖切面

(1)选择【插入】|【参考几何体】|【活动剖切面】菜单命令,系统提示选择一个基准面作为初始基准面,在设计树中选择【上视基准面】。

(2)在零件中出现三重轴,拖动三重轴的控标,可以动态生成模型的剖面,如图1-53所示。

图1-53 显示三重轴

(3)活动剖切面文件夹将显示在Feature Manager设计树中,其中存储了所有活动剖切面的信息,如图1-54所示。

图1-54 增加【活动剖切面】文件夹

(4)单击绘图区的空白区域,活动剖切面即会被取消激活且该平面的控标消失,基准面三重轴也会消失,如图1-55所示。

图1-55 生成活动剖切面