願望
《SolidWorks2008機械設計一冊通》的願望是這樣:從SolidWorks的基本功能做起,逐漸過渡到綜合運用多項命令
完成複雜的設計,進而過渡到主動挖掘SolidWorks的潛在功能,創造新的奇蹟。
內 容 簡 介
本書以SolidWorks 2008為藍本進行編寫,內容涵蓋了SolidWorks參數化造型的概念、SolidWorks軟體的安裝和用戶配置、三維實體零件模型創建、曲面造型設計、裝配體設計、工程圖設計、典型零件與標準件設計、模型渲染與動畫及傳統方案的模具分模設計等基本內容。
本書章節安排由淺入深、循序漸進地講解了從基礎零件到複雜裝配的整個流程,強調基礎與實例相結合、理論與實踐相結合,完成由單一命令建模向建模綜合操作的過渡,使讀者能夠輕鬆、快捷地掌握SolidWorks 2008的基本功能和實踐套用方法。
本書適合SolidWorks的自學用戶包括製造類企業的工程技術人員閱讀,並可作為高校機械專業的課程及CAD/CAM課程教材。
作者團隊
作者本套叢書的作者來自國內知名工科院校(哈爾濱工業大學、同濟大學、哈爾濱工程大學、山東大學、中國海洋大學、上海交通大學等)、官方培訓機構(UGS公司官方培訓機構、PTC公司官方培訓機構、Autodesk官方培訓機構等)、國內知名研發中心(海爾模具中心、海信研發中心等),長期從事CAD/CAM套用方面的教學和科研工作。
作者的特點◎ 具有良好教學把握能力;
◎ 具備強烈的責任心;
◎ 相當強的文字功底;
◎ 具備良好的專業素質。
叢書序
CAD/CAM技術是製造工程技術與計算機技術緊密結合、相互滲透而發展起來的一項綜合性套用技術,具有知識密集、學科交叉、綜合性強、套用範圍廣等特點。CAD/CAM技術是先進制造技術的重要組成部分,它的發展和套用使傳統的產品設計、製造內容和工作方式等都發生了根本性的變化,是提高產品與工程設計水平、降低消耗、縮短產品開發與工程建設周期、大幅度提高勞動生產率的重要手段,是提高研究與開發能力、提高創新能力和管理水平、增強市場競爭力和參與國際競爭的必要條件。目前CAD/CAM技術已具備零件三維造型、裝配造型、工程分析、自動加工編程、最佳化設計等功能,它徹底改變了傳統的產品設計與製造的模式,為製造業信息化提供基本的、原始的數位化信息。
隨著計算機套用的普及,CAD/CAM已經在機械、電子、自動化等許多領域得到了廣泛套用。同樣,CAD/CAM的這種套用也對從業人員提出了新的要求,掌握CAD/CAM軟體已經成為其必備的職業技能。隨著人才流動性的增強,擁有一定的CAD/CAM軟體技能已經成為很多人求職、就業和提升自我的便捷途徑。這類讀者往往由於某種自身需要,從內心感覺到知識技能對於個人工作崗位和收入的影響。他們的求知目的相當明確,刻苦認真,願意從零開始,埋頭苦讀,掌握新的技術。這些讀者有一個共同的特點,那就是一方面希望能夠比較系統地、輕鬆地學習軟體,同時又希望能夠面向套用,自己動手,解決一些工作上常見的專業技術問題。經過對圖書市場的認真調研和分析,我們認為這套“一冊通”可以滿足讀者的需求。
叢書特色
對於“工業設計一冊通”系列叢書,我們的想法是貼近實用,以提高讀者動手能力為目的。雖然是以實例分析的形式來組織的,但要把較多的精力用在“設計理念”和“設計思路”上,闡述設計理念和設計分析的方法,使讀者能夠把知識、技能和思想有機結合起來。
◎ “設計理念”,是對實例所代表的一類問題的總體分析,說明解決問題的基本原則、如何入手、常用技術等;而“設計思路”是對實例的具體分析,說明要實現當前實例效果應如何著手,應當分成幾步來實現。通過學習,讀者掌握的不僅是一些實例的設計技巧,而且是某類問題的分析和設計方法,能夠舉一反三、觸類旁通。
◎ 叢書的寫作思想是立足於實際問題的套用設計,目標是使讀者在掌握基礎知識的前提下,通過實例分析,開拓思路,掌握方法,提高對知識綜合運用的能力。
◎ 在內容的設定上,我們注意由簡到繁、從入門到精通。實例基本原則:一是要能夠體現軟體功能;二是在軟體套用中經常會遇到的問題;三是要體現行業特色。在實例操作過程的關鍵地方給出相應的提示,告訴讀者應注意的問題和可能變化的地方。
◎ 在寫作思路上,我們考慮以“案例驅動”的方式來寫作。這是“案例教學”的模式,提出問題→分析問題→解決問題。問題要有代表性,要明確;分析要透徹,要給出設計的關鍵點;操作步驟要詳細,並穿插講解和說明,使讀者既掌握如何做,又明白為什麼這么做。
前 言
SolidWorks是世界上第一套基於Windows平台開發的三維CAD軟體。擁有全中文界面、Windows風格、人性化的設計以及操作簡單、容易上手、與其他軟體的接口性能好等優點已被越來越多的設計人員所接受。該軟體以參數化特徵造型為基礎,功能強大、易學、易用,是當前最優秀的三維CAD軟體之一,已經在機械、電子、航空、航天、汽車、船舶、軍工、建築、輕工紡織等領域得到了廣泛的套用,許多高等院校也將SolidWorks作為本科生的教學和課程設計的首選軟體。
本書編寫的基本思路是從軟體的基本操作開始,逐一介紹各個建模命令的功能和使用方法,逐漸過渡到綜合利用軟體的功能建立複雜的模型。本書強調的是,完成一項特定任務所應遵循的過程和步驟。通過對每一個套用實例的學習來演示這些過程和步驟,讀者將學會為了完成一項特定的設計任務應採取的方法,以及所需要的命令、選項和選單。
SolidWorks 2008與前期版本的SolidWorks相比,仍然以提高自動化強化性能和設計效率為主,並將高級的3D CAD套用簡易化、平民化。從其公司內部資料顯示,SolidWorks 功能的變化,有95%以上是來自使用者的建議與要求。很多增強功能使得向3D的過渡比以往任何時候都更輕鬆、更快速。2008版重新組織了工具列和工具按鈕、命令管理器,其目的就是最大限度地增大圖形區域的可視面積。這些新的性能和創新功能將會使所有客戶的工作效率提高到一個新的水平。
全書十二章節及主要內容
第1章 基礎知識。向用戶介紹了SolidWorks 的基礎知識,包括SolidWorks的安裝、SolidWorks的用戶操作界面、基本的設計理念、、系統選項設定、檔案模版設定等內容。
第2章 草圖繪製概論。向用戶介紹了操作SolidWorks 必備的基礎知識,包括滑鼠的使用與系統反饋提示、草圖繪製的基本過程、草圖狀態規則、草圖繪製工具的使用及草圖實體編輯工具等基本知識。
第3章 草圖繪製與編輯。向用戶介紹了SolidWorks草圖繪製過程中各種草圖繪製工具、草圖實體編輯工具的具體套用及尺寸標註、幾何關係的添加與刪除、草圖輪廓規則和輪廓選擇工具等內容。
第4章 創建實體基礎特徵。向用戶介紹了SolidWorks特徵造型的基本概念,包括拉伸、旋轉、掃描、放樣、加厚度、包覆等特徵造型的基本操作、屬性管理器設定及SolidWorks多實體零件技術。
第5章 基準特徵。向用戶介紹了基準面、基準軸、坐標系、基準點等基準特徵的創建方法和用途,並以“梅花扳手”的構建為例,介紹了基準特徵的使用方法。
第6章 工程特徵與編輯。向用戶介紹了(圓角、斜角、拔模、抽殼、變形等)工程特徵的創建方法、選項設定及編輯操作技術,以提高建模效率。
第7章 曲線與曲面。以實例向用戶介紹了3D草圖、空間曲線的繪製、組合及套用。介紹了曲面的創建方法及套用。
第8章 零件設計。以多個實例、綜合運用多項命令,向用戶介紹了建立複雜模型的全過程。這些零件包括一般零件、支架類零件、軸類零件、放樣花瓶零件及掃描建模設計等,還介紹了零件的動態編輯、材質編輯、尺寸間的方程聯繫等內容。
第9章 裝配體設計。介紹了產品裝配的操作方法及與裝配相關的主要功能。
第10章 工程圖。詳細介紹了工程圖的創建、尺寸的標註及編輯,各種輔助視圖的創建與編輯等內容。
第11章 SolidWorks 套用拓展。重點介紹“庫檔案”的利用。對於常用的、有標準規範的機械零件,比如螺紋零件、齒輪零件,調用“庫檔案”的數據可以快速生產符合需要的新零件。本章的內容包括螺紋聯接件設計、齒輪傳動零件與鏈傳動零件設計、帶傳動零件設計、滾動軸承零件設計、凸輪零件設計、蝸桿蝸輪傳動零件設計等。本章還介紹了渲染設計和動畫演示等知識。
第12章 模具設計。簡要介紹了模具型腔的生成方法及常用的型腔分型方法。
本書由高校教師聯合編寫,內容建立在已有教案的基礎上,所使用的實例大多是根據實際套用並加以修改以更有利於教學演示。
為了方便讀者學習,已將本書所使用的實例做成光碟供讀者參考。
本書主要由高廣鎮、田東、段輝編寫,參與編寫的還有管殿柱、宋一兵、李文秋、張軒、付本國、張洪信、溫建民、曹立文、張忠林、田緒東、談世哲、劉志剛、劉剛、許龍等,作者在編寫過程中參閱了大量的SolidWorks系列資料、圖書,並引用部分實例。由於種類繁多,無法一一列舉,在此一併感謝。
由於編者水平、時間等限制,書中難免有疏漏和不當之處,誠懇讀者批評指正。
光碟說明: 1.光碟收錄了本書所使用的工程模型素材檔案,目的是為方便讀者自學套用,提高學習效率。
2.每章所附的實例均在SolidWorks 2008中文版中製作而成,並以書中插圖圖號命名,為了順利使用光碟中的源檔案,請您使用正確的SolidWorks版本。
3.“附贈模型素材”資料夾的部分模型或是在SolidWorks 2008英文環境下構建,或是模型輸入檔案,供讀者參考。
目 錄
第1章 基礎知識11.1 SolidWorks 2008的用戶操作界面 2
1.1.1 安裝SolidWorks 2008 2
1.1.2 啟動SolidWorks 2008 5
1.1.3 新建或打開檔案 5
1.1.4 用戶操作界面 7
1.1.5 選單欄 7
1.2 開始一個全新的設計 9
1.3 設計理念 15
1.4 SolidWorks基礎知識 18
1.4.1 特徵簡述 18
1.4.2 常駐選單簡述 19
1.4.3 前導視圖工具 20
1.4.4 選項設定 21
1.4.5 設定檔案模板 21
1.4.6 重建模型 23
1.5 小結 24
1.6 本章結束後的要求 25
2.1 草圖繪製過程 28
2.1.1 選擇草圖繪製平面 28
2.1.2 繪製草圖的基本形狀 30
2.1.3 設定草圖尺寸和幾何關係 31
2.1.4 退出草圖 31
2.2 草圖基本知識 32
2.2.1 草圖繪製時滑鼠的操作方法 32
2.2.2 草圖狀態規則 32
2.2.3 草圖繪製環境的設定 33
2.3 草圖實體繪製工具 34
2.3.1 直線的繪製 35
2.3.2 圓的繪製 36
2.3.3 圓弧的繪製 37
2.3.4 矩形的繪製 39
2.3.5 點 40
2.3.6 橢圓/部分橢圓/拋物線 40
2.3.7 樣條曲線 42
2.3.8 多邊形 45
2.3.9 中心線 45
2.3.10 文字 46
2.4 小結 47
2.5 習題 47
3.1 線條的繪製與基礎編輯 48
3.1.1 畫線 49
3.2 草圖實體高級編輯工具 58
3.2.1 轉換實體引用 58
3.2.2 等距實體 58
3.2.3 繪製圓角 59
3.2.4 繪製倒角 60
3.2.5 鏡向草圖實體 60
3.2.6 動態鏡向草圖實體 61
3.2.7 構造幾何線 62
3.2.8 草圖陣列 62
3.2.9 移動、複製、旋轉、比例縮放實體 66
3.3 修改草圖 70
3.3.1 開啟修改草圖命令 70
3.3.2 基本操作 71
3.4 標註草圖尺寸 72
3.4.1 基本標註方法 73
3.4.2 草圖尺寸的編輯 77
3.4.3 完全定義草圖 78
3.5 添加幾何關係 80
3.5.1 幾何關係的添加 80
3.5.2 幾何關係的添加示例 82
3.5.3 顯示/刪除幾何關係 83
3.6 草圖輪廓 83
3.6.1 將草圖成長為實體 84
3.6.2 草圖輪廓規則 85
3.6.3 輪廓選擇工具 87
3.7 小結 92
3.8 習題 92
4.1 特徵造型的基本知識 94
4.1.1 特徵造型的概念 94
4.1.2 特徵造型的基本步驟 95
4.1.3 特徵分析 95
4.1.4 SolidWorks的基礎特徵工具 99
4.2 拉伸凸台/基體 100
4.2.1 拉伸基體/凸台的操作步驟 100
4.2.2 【拉伸】屬性管理器選項 101
4.3 拉伸切除 105
4.3.1 拉伸切除的操作步驟 105
4.3.2 【切除-拉伸】屬性管理器選項 106
4.4 旋轉凸台/基體 107
4.5 旋轉切除 109
4.6 掃描 111
4.6.1 簡單掃描 112
4.6.2 引導線掃描 115
4.6.3 掃描選項 117
4.7 放樣 120
4.7.1 放樣特徵的基本操作 120
4.7.2 放樣同步 123
4.7.3 放樣選項 125
4.8 放樣切除 與掃描切除 130
4.9 包覆 133
4.10 多實體零件 135
4.10.1 橋接 135
4.10.2 局部操作 137
4.10.3 實體交叉 138
4.11 小結 139
4.12 習題 139
5.1 基準面 141
5.1.1 基準面的用途 142
5.1.2 基準面的創建方法 142
5.1.3 生成基準面的操作步驟 143
5.1.4 編輯、調整基準面 148
5.2 基準軸 148
5.2.1 基準軸的創建方法 149
5.2.2 生成基準軸的操作步驟 149
5.3 坐標系 152
5.3.1 坐標系的用途 152
5.3.2 坐標系的創建方法 152
5.4 點 154
5.4.1 基準點的創建方法 154
5.4.2 生成基準點的操作步驟 154
5.5 綜合實例 154
5.5.1 設計要求 154
5.5.2 設計思路 155
5.5.3 參考信息 155
5.5.4 設計步驟 155
5.6 小結 160
5.7 習題 160
6.1 圓角特徵 162
6.1.1 等半徑圓角 163
6.1.2 多半徑圓角 167
6.1.3 逆轉參數 167
6.1.4 變半徑圓角 169
6.1.5 面圓角 170
6.1.6 完整圓角 171
6.2 倒角特徵 172
6.2.1 角度-距離 172
6.2.2 距離-距離 174
6.2.3 頂點 174
6.3 拔模特徵 175
6.3.1 中性面拔模 175
6.3.2 分型線拔模 176
6.3.3 階梯拔模 177
6.4 筋特徵 178
6.5 抽殼特徵 179
6.5.1 等厚度抽殼 179
6.5.2 多厚度抽殼 180
6.6 簡單直孔 /異型孔嚮導 180
6.6.1 簡單直孔 180
6.6.2 異型孔 181
6.7 圓頂 185
6.8 變形 186
6.8.1 點變形 187
6.8.2 曲線到曲線變形 188
6.8.3 曲面推進變形 190
6.9 壓凹 190
6.10 陣列特徵 191
6.10.1 線性陣列 192
6.10.2 線性陣列的隨形變化 193
6.10.3 圓周陣列 195
6.10.4 曲線驅動的陣列 195
6.10.5 草圖驅動的陣列 197
6.11 鏡向 198
6.12 比例縮放 199
6.13 小結 200
6.14 習題 200
7.1 3D草圖繪製 201
7.1.1 3D草圖基本操作 201
7.1.2 3D草圖繪製實例 203
7.2 曲線 208
7.2.1 組合曲線 208
7.2.2 螺旋線/渦狀線 212
7.2.3 投影曲線 214
7.2.4 分割線 215
7.2.5 通過XYZ點的曲線 217
7.2.6 通過參考點的曲線 220
7.2.7 套合樣條曲線 220
7.3 曲面 221
7.3.1 【曲面】工具列簡介 222
7.3.2 邊界曲面 222
7.3.3 等距曲面 224
7.3.4 延展曲面 225
7.3.5 縫合曲面 226
7.3.6 平面區域 227
7.3.7 延伸曲面 228
7.3.8 剪裁曲面與解除剪裁曲面 229
7.3.9 填充曲面 231
7.3.10 中面 231
7.3.11 刪除面 232
7.3.12 替換面 233
7.3.13 移動/複製 234
7.3.14 移動面 236
7.3.15 加厚 236
7.4 面部曲線 236
7.5 交叉曲線 239
7.6 小結 240
7.7 習題 240
8.1 零件的設計 241
8.1.1 導向件 241
8.1.2 支架 243
8.1.3 軸 244
8.1.4 放樣花瓶 246
8.1.5 汽車輪胎扳手 248
8.2 零件編輯 250
8.2.1 編輯定義 250
8.2.2 動態特徵編輯 251
8.2.3 特徵複製 253
8.2.4 特徵屬性 255
8.2.5 套用、生成及編輯材質 255
8.2.6 測量工具 257
8.3 方程式 258
8.4 連結數值 263
8.5 小結 264
8.6 綜合練習 264
8.7 習題與要求 272
9.1 裝配體設計綜述 273
9.1.1 裝配設計的基本概念 273
9.1.2 作界面 274
9.1.3 【裝配體】工具列 275
9.1.4 裝配體設計樹 275
9.1.5 裝配設計的過程 277
9.2 關於插入零部件 286
9.2.1 從打開的檔案視窗中添加零部件 286
9.2.2 從資源管理器中添加零部件 288
9.2.3 從裝配體設計樹中拖放零部件 289
9.3 移動零部件 290
9.3.1 固定和浮動零部件 290
9.3.2 移動和旋轉零部件 291
9.4 添加配合關係 293
9.4.1 裝配體的配合方式 293
9.4.2 在零部件上添加配合 294
9.5 配合關係的編輯、刪除與壓縮 295
9.5.1 編輯裝配關係 295
9.5.2 刪除配合關係 296
9.5.3 壓縮配合關係 296
9.6 裝配體中的零件操作 296
9.6.1 零部件鏡向 296
9.6.2 零部件陣列 298
9.6.3 編輯零部件 303
9.6.4 刪除零部件 309
9.7 綜合實例 310
9.8 自上而下的設計 316
9.8.1 概述 316
9.8.2 插入新零件 316
9.8.3 關聯要素 326
9.8.4 關聯設計套用 328
9.9 裝配體特徵 329
9.10 子裝配體操作 331
9.10.1 子裝配體的生成 332
9.10.2 編輯子裝配體 336
9.10.3 解散子裝配體 337
9.11 爆炸裝配體 338
9.11.1 爆炸裝配體的步驟 338
9.11.2 爆炸裝配體的編輯 344
9.12 大型裝配體的簡化 345
9.12.1 零部件顯示狀態的切換 346
9.12.2 零部件壓縮狀態的切換 346
9.12.3 輕化 346
9.12.4 爆炸直線草圖 347
9.13 小結 348
9.14 習題 348
10.1 創建工程圖 350
10.2 工程圖環境 355
10.2.1 系統選項 355
10.2.2 檔案屬性 356
10.2.3 製作工程圖模板 360
10.3 圖紙 361
10.3.1 修改圖紙屬性 361
10.3.2 多張工程圖紙 362
10.3.3 圖紙格式 363
10.4 建立視圖的方法 365
10.4.1 標準三視圖 366
10.4.2 模型視圖 367
10.5 派生的工程視圖 368
10.5.1 投影視圖 368
10.5.2 相對於模型視圖 368
10.5.3 輔助視圖 370
10.5.4 局部視圖 372
10.5.5 裁剪視圖 374
10.5.6 剖面視圖 374
10.5.7 旋轉剖視圖 378
10.5.8 斷開的剖視圖 379
10.5.9 斷裂視圖 381
10.5.10 交替位置視圖 382
10.6 視圖操作 384
10.6.1 移動工程圖 384
10.6.2 移動視圖 385
10.6.3 對齊視圖 385
10.6.4 旋轉視圖 386
10.6.5 複製和貼上視圖 387
10.6.6 隱藏和顯示視圖 387
10.6.7 隱藏和顯示邊線 388
10.6.8 隱藏和顯示零部件 389
10.7 標註工程圖 390
10.7.1 排出筋剖切 392
10.7.2 隱藏不該有的線條 393
10.7.3 更改圖紙圖幅 394
10.7.4 隱藏切線邊 395
10.7.5 讓中心線顯示 395
10.7.6 插入模型項目 396
10.7.7 尺寸編輯 397
10.7.8 添加尺寸 399
10.7.9 註解 399
10.7.10 裝配體工程圖 403
10.8 小結 408
10.9 習題 408
11.1 螺紋連線件設計 410
11.2 齒輪傳動零件與鏈傳動零件設計 413
11.3 帶傳動零件設計 416
11.3.1 齒形帶帶輪 416
11.3.2 V形帶帶輪設計 419
11.4 滾動軸承零件設計 419
11.5 蝸桿蝸輪傳動零件設計 421
11.6 凸輪零件設計 425
11.7 箱體零件設計 429
11.8 渲染設計 435
11.8.1 photoWORKS基礎 436
11.8.2 貼圖 440
11.8.3 PhotoWorks綜合套用 442
11.9 運動算例——動畫演示 444
11.9.1 裝配體運動 445
11.9.2 物理模擬 451
11.10 小結 452
11.11 習題 453
12.1 型腔的生成 454
12.2 茶杯型腔設計綜合練習 459
12.3 小結 463
12.4 習題 463
參考文獻 464