1.2 SolidWorks的设计思想

SolidWorks 2012是一套机械设计自动化软件,它采用了大家所熟悉的Microsoft Windows®图形用户界面。使用这套简单易学的工具,机械设计工程师能快速地按照其设计思想绘制出草图。

利用SolidWorks 2012不仅可以生成二维工程图而且可以生成三维零件,并可以利用这些三维零件来生成二维工程图及三维装配体,如图1-15所示。

图1-15 SolidWorks实例

1.2.1 设计过程

在SolidWorks系统中,零件、装配体和工程都属于对象,它采用了自顶向下的设计方法创建对象,图1-16显示了这种设计过程。

图1-16 自顶向下的设计方法

图1-16中所表示的层次关系充分说明,在SolidWorks系统中:零件设计是核心;特征设计是关键;草图设计是基础。

草图指的是二维轮廓或横截面。对草图进行拉伸、旋转、放样或沿某一路径扫描等操作后即生成特征,如图1-17所示。

图1-17 二维草图经拉伸生成特征

特征是指可以通过组合生成零件的各种形状(如凸台、切除、孔等)及操作(如圆角、倒角、抽壳等),图1-18给出了几种特征。

图1-18 特征

1.2.2 设计方法

零件是SolidWorks系统中最主要的对象。传统的CAD设计方法是由平面(二维)到立体(三维),如图1-19所示。工程师首先设计出图纸,工艺人员或加工人员根据图纸还原出实际零件。然而在SolidWorks系统中却是工程师直接设计出三维实体零件,然后根据需要生成相关的工程图,如图1-20所示。

图1-19 传统的CAD设计方法

图1-20 SolidWorks的设计方法

此外,SolidWorks系统的零件设计的构造过程类似于真实制造环境下的生产过程,如图1-21所示。

图1-21 在SolidWorks中生成零件

装配件是若干零件的组合,是SolidWorks系统中的对象,通常用来实现一定的设计功能。在SolidWorks系统中,用户先设计好所需的零件,然后根据配合关系和约束条件将零件组装在一起,生成装配件。使用配合关系,可相对于其他零部件来精确地定位零部件,还可定义零部件如何相对于其他的零部件移动和旋转。通过继续添加配合关系,还可以将零部件移到所需的位置。配合会在零部件之间建立几何关系,例如共点、垂直、相切等。每种配合关系对于特定的几何实体组合有效。

图1-22是一个简单的装配体,由顶盖和底座2个零件组成。设计、装配过程如下。

图1-22 在SolidWorks中生成装配体

(1)首先设计出两个零件。

(2)新建一个装配体文件。

(3)将两个零件分别拖入到新建的装配体文件中。

(4)使顶盖底面和底座顶面“重合”,顶盖底一个侧面和底座对应的侧面“重合”,将顶盖和底座装配在一起,从而完成装配工作。

工程图就是常说的工程图纸,是SolidWorks系统中的对象,用来记录和描述设计结果,是工程设计中的主要档案文件。

用户由设计好的零件和装配件,按照图纸的表达需要,通过SolidWorks系统中的命令,生成各种视图、剖面图、轴侧图等,然后添加尺寸说明,得到最终的工程图。图1-23显示了一个零件的多个视图,它们都是由实体零件自动生成的,无须进行二维绘图设计,这也体现了三维设计的优越性。此外,当对零件或装配体进行修改,则对应的工程图文件也会相应地修改。

图1-23 SolidWorks中生成的工程图