1、SolidWorks 2014三维设计及应用教程,电 子 教 案,课程介绍,课程性质：设计类课程 课程任务：掌握辅助设计工具 学习方法：学练结合、因用而学 课程内容：,单元1 SolidWorks概述,参数化三维建模创造历史,制造的全球化、信息化及需求个性化，都要求企业能在最短的时间内推出用户满意的产品，并快速占领市场。为适应这种瞬息万变的市场需求，缩短设计制造周期，提高产品质量，催生出先进的设计制造技术计算机辅助设计与制造（Computer Aided Design and Computer Aided Manufacturing，简称CAD/CAM）。CAD/CAM技术的发展和应用已经成为
2、衡量一个国家科技现代化与工业现代化水平的重要指标。,1.1 三维设计软件快速入门,1、眼见为实 2、亲手制作 3、不传之秘 4、设计利器,入门之“Key“,内燃机装配,锯床加工,1、眼见为实,2、亲手制作,杠铃CAD/CAE演示,造铃杆 造铃片 装杠铃 出图纸 验关联 添材料 称重量 核强度,3、不传之秘,特点：“机械制造仿真、所见即所得和牵一发动全身 功能：“造零件、装机械、出图纸”。 三维设计三步曲：造零件：画草图、造特征、制零件。 装机械：插地基、添零件、设配合。 出图纸：选格式、投视图、添注解。,4、设计利器,工欲善其事,必先利其器！,（1） CAD/CAM系统类型 （2）流行CAD系
3、统技术特点 （3）SolidWorks简介,（1） CAD/CAM系统的软件类型,CAD/CAM系统的软件可分为三个层次： 系统软件：指操作系统和系统实用程序等，它用于计算机的管理、控制和维护。 包括：操作系统、编译系统和系统实用程序。 支撑软件：包括几何建模软件，如Pro/E等 ；数据库管理系统，如FoxBASE，FoxPRO工程数据库等；工程分析及计算软件，如 ADINA等；机构分析及机构综合的软件，如 ADAMS等；文档制作软件，如WPS，WORD2000等。 应用软件：用户为解决各类实际问题，在系统软件的支持下而设计、开发的程序，或利用支撑软件进行二次开发形成的程序，应用软件的功能和质
4、量直接影响CAD系统的功能和质量。,（2）流行CAD系统技术特点,CAD软件大致可分为高端UNIX工作站CAD系统，中端Windows微机CAD系统和低端二维微机CAD系统等三类。（1）高端UINX工作站CAD系统Pro/EUNIX操作系统为支撑平台。目前，这类系统中比较流行的有：PTC公司的Pro/Engineer软件、SDRC公司的I-DEAS软件和EDS公司的UG软件。（2）中端微机的CAD系统SolidWorks基于Windows技术的微机CAD系统迅速发展。目前，国际上最流行的有SolidWorks公司的SolidWorks软件，UG公司的SolidEdge软件和Autodesk公司
5、的MDT软件等，国内也推出清华CAD工程中心的GEMS，浙大大天公司的GSMASD，北京巨龙腾公司的龙腾CAD，北京爱宜特公司的Micro Solid、江苏杰必克超人CAD/CAM以及华正公司的CAXA-ME。（3）低端CAD系统AutoCAD纯二维CAD系统在国外已经不多，真正有名的是Autodesk公司的AutoCAD软件。,（3）SolidWorks简介,特点与术语 功能与思路 用户界面,特点与术语,术语 基于特征：将某些具有代表性的几何形状定义为特征，并将其所有尺寸存为可调参数，进而形成实体，以此为基础来进行更为复杂的几何形体的构造； 全约束：通过几何关系和尺寸约束来实现对几何形状的控
6、制。 尺寸驱动：通过编辑尺寸数值来驱动几何形状的改变；尺寸标注就不再是“注释”，而是驱动用的“参数”了 全相关：尺寸参数的修改导致其它相关模块中的相关尺寸得以全盘更新。,特点： 成本低、应用广、面向 Windows 基于特征、参数化、全相关、反映意图,功能与思路,功能： 零件建模 装配设计 工程图 钣金、高级图像渲染 有限元分析、机构运动学分析,用户界面,菜单栏：菜单几乎包括所有 SolidWorks 命令。默认情况下，菜单是隐藏的。要显示菜单，其将鼠标移到5alidWorks徽标上或单击它。若想使菜单保持可见，将 钉住为打开。,ComandManager命令管理器：使用CommandMana
7、ger左侧下方的标签可以更改所显示的命令，这些标签取代了早期版本的控制区域按钮。 FeatureManager设计树：SolidWorks软件在一个被称为FeatureManager设计树的特殊窗口中显示模型的特征结构。设计树不仅可以显示特征创建的顺序，而且还可以使用户很容易地得到所有特征的相关信息。用户可以通过FeatureManager设计树选择和编辑特征、草图、工程视图和构造几何线。,1.2 产品设计与CAD的应用,1、现代设计工作流程 2、CAD发展历程 3、使用三维CAD的目的 4、三维模型建立方法 5、学习三维设计软件的方法,1、现代设计工作流程,CADCAECAM,2、CAD发展
8、历程,CAD技术的产生 图板的替代品CADCAD技术的第一次革命 贵族化的曲面造型系统CAD技术的第二次革命 生不逢时的实体造型技术第三次CAD技术革命 一鸣惊人的参数化技术第四次CAD技术革命 更上层楼的变量化技术,3、使用三维CAD的目的,（a）表达设计思维绘图/建模不是设计的终极目标从CAD技术来说，设计总要绘图，因为一个工程师无法记住自己的设计中的全部细节，图形表达就是唯一的方法。可见，绘图/建模是设计构思的工具，而不是设计的结束。绘图、建模是设计的起点和过程中的动作，是辅助手段。绘制工程图，实际上是设计思维的表达手段。 （b）提高修改速度零件是用于装配的，设计必须实现关联任何零件被设
9、计的唯一目的就是“被使用”，从来没有任何零件可能被“单独”使用的。必须与相关零件配合进行设计。无论使用什么样的CAD系统，使用中都必须始终把握“基于装配的关联设计” 。 （c）实现制造仿真设计就是模拟加工和装配一个不懂相关的工艺、测量、装配、调试技术的工程师，无法进行真正的设计，至少不能完成优秀的设计。,画非画！,（a）体素法实体模型通过连接基本体素（如长方体、球体、圆柱体、圆锥体等）来构造。连接操作有：加（并）；减（差）；相交（交）；补充造型（补）。它们被称为布尔操作或者集合运算。（b）扫描法（Sweeping）原理是：生成一个2D轮廓，再沿某一导向曲线进行三维扩展或通过某一平面绕一预先定义
10、好的轴旋转，形成3D实体。2D轮廓是用二维CAD系统所提供的功能产生的，并被作为扫描操作的基础,4、三维模型建立方法,5、学习三维设计软件的方法,第一，要有明确的设计思路。要明白三维设计不仅为了直观，更重要的是为了贯彻设计思想，减少错误，提高设计效率。将三维软件运用到产品CAD的过程中，非常重要的就是要有设计思路。这是很难传授的，也是极其重要的 没有设计思路，就等于没有了设计灵魂，只是单一的“搭积木”方式，往往会事倍功半。 第二，要理论联系实际。三维软件的实践性很强，如果只学而不用，就永远也学不好。要学会在用中学习，这样才能提高兴趣，达到好的学习效果。同时，要有扎实的理论基础。一般来说，机械设
11、计人员一定要掌握的课程包括几何学、机械制图、材料学、公差与配合、机构学等，了解工艺过程。三维设计通常就是零件加工过程的计算机仿真。 第三，培养对美学的认识。现代的工业设计很大程度上依赖美学和工程学的结合。随着社会的发展和进步，人们对产品的美观程度有了相当程度的要求，要搞好设计必须从美学和工程学两个方面入手，工程方面在学校里学得很多，实践中也会积累一些，美学则相对较难。,习题1 (1)简述三维设计的意义与作用。 (2)SolidWorks是什么样的软件？它有什么特点？ (3) 简述SolidWorks特征树的作用。 简述三维设计软件的基本功能与步骤。 怎样成为合格的机械三维设计人员？,1.3 常见问题解答,第一，设计者即要有理论知识，又要熟悉车间和加工设备。 第二，要培养自身的一系列的能力，如：学习能力、思维能 力、创新能力、推理能力。 第三，要提高计算机应用水平。 第四，要明确三维设计的目的。 第五，要有扎实的实践基础。 第六、要培养对美学的认识。,
