SolidWorks產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程

1、12普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材新世紀(jì)高職高專實(shí)用規(guī)劃教材SolidWorks產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程（第實(shí)訓(xùn)教程（第2版）版）電子課件電子課件作者作者：趙俊武：趙俊武2008.123SolidWorks模具設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程（第模具設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程（第2版）版）第第2版序版序 2008年是中國經(jīng)濟(jì)尤其是中國制造業(yè)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)在一年。原材料漲價(jià)、人民幣升值和勞動(dòng)力成本上升使得中國的制造業(yè)面臨前所未有的生存危機(jī)。沿海7萬家外向型中小企業(yè)面臨生存窘境。究其原因，根本就在于中國的制造業(yè)自主研發(fā)、自我創(chuàng)新能力差，這樣，一旦發(fā)生諸如CPI指數(shù)居高不下、美國的次貸危機(jī)等經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩，便在競(jìng)爭(zhēng)中紛紛鎩羽而

2、歸，敗下陣來。目前，為了振興制造業(yè)，國家已經(jīng)從制度上做出了“加快建設(shè)國家創(chuàng)新體系，建設(shè)創(chuàng)新型國家”的重大戰(zhàn)略抉擇，以提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和抵抗風(fēng)險(xiǎn)的能力。那么，企業(yè)創(chuàng)新的源頭到底在哪里呢？答案是：設(shè)計(jì)！經(jīng)濟(jì)學(xué)上有個(gè)“影子理論”，說的是“產(chǎn)品設(shè)計(jì)雖然只占產(chǎn)品整個(gè)成本的5，但它卻影響產(chǎn)品整個(gè)成本的70。”設(shè)計(jì)具有放大作用，好的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的根本，沒有好的設(shè)計(jì)，便沒有好的產(chǎn)品。而在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，三維設(shè)計(jì)是產(chǎn)品生命周期中最重要、最基本的工作，是C3P技術(shù)、精益設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。產(chǎn)品由最初的概念設(shè)計(jì)、三維建模、仿真計(jì)算、制造到包裝、宣傳推廣、出廠、售后服務(wù)等環(huán)節(jié)都離不開三維設(shè)計(jì)。可惜的是，目前國內(nèi)大約只有三

3、成企業(yè)使用三維設(shè)計(jì)，大部分企業(yè)的設(shè)計(jì)仍以二維為主，這大大限制了企業(yè)的創(chuàng)新能力。4與二維設(shè)計(jì)相比，三維設(shè)計(jì)能最大限度地發(fā)揮工程師們的潛力，更符合科學(xué)的設(shè)計(jì)理念和思路，更直觀，更少差錯(cuò)，更可靠，更易于溝通和交流，設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量更高，更有利于創(chuàng)新設(shè)計(jì)。SolidWorks是主流三維設(shè)計(jì)軟件之一，它強(qiáng)大的功能、簡潔的界面以及易用性等已經(jīng)在十幾年間得到充分檢驗(yàn)，受到廣大用戶的喜愛，創(chuàng)造出了大量優(yōu)秀的設(shè)計(jì)。SolidWorks與ANSYS、MSCSoftware等工程分析軟件集成，可以做幾乎所有的工程分析計(jì)算；與Mastercam、EdgeCAM等CAM軟件集成，可以解決加工仿真和CNC機(jī)床G代碼生成問題

4、。當(dāng)然SolidWorks本身就是一個(gè)解決方案，它集成了COSMOS、Adams等軟件的分析功能，使得在不離開SolidWorks界面的情況下就可以對(duì)零件和裝配體進(jìn)行強(qiáng)度校核、模態(tài)分析等有限元計(jì)算和運(yùn)動(dòng)分析；集成了CAMWorks軟件，在不離開SolidWorks界面的情況下就可以生成刀路仿真和G代碼。這對(duì)于一個(gè)工程師來講，是非常方便的。尤其對(duì)于創(chuàng)新設(shè)計(jì)，是非常有用的。四年前的2004年，作者從最底層入手，以案例為中心，寫成了SolidWorks模具設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程（第1版），為大中專師生和企業(yè)工程師們學(xué)習(xí)SolidWorks提供了豐富的資料，得到廣大師生和工程師們的認(rèn)可。四年后的2008年，在第

5、1版的基礎(chǔ)上，結(jié)合新的工程實(shí)踐，使用軟件最新版本，作者對(duì)每個(gè)案例都做了精心的修訂，又充實(shí)了不少新的內(nèi)容，列入普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材再版。本書案例翔實(shí)，講解生動(dòng)細(xì)致，布局構(gòu)思巧妙，相信第2版將會(huì)再一次呈現(xiàn)給廣大讀者一份豐盛的大餐，為我國的創(chuàng)新工程做出貢獻(xiàn)！中國工程院院士西安交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院院長盧秉恒（簽名）2008.10.65作者簡介趙俊武，男，生于1963年，漢族，高級(jí)工程師，清華大學(xué)“新世紀(jì)高職高專實(shí)用規(guī)劃教材機(jī)電模具數(shù)控系列”教材編委，SolidWorks模具設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程（清華大學(xué)出版社，2004.8）第一作者，Mastercam模具設(shè)計(jì)實(shí)例教程（清華大學(xué)出版社，2008.4

6、）第一作者，SolidWorks產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程（第2版）作者。長期從事CAD/CAE/CAM/PDM以及產(chǎn)品動(dòng)畫的應(yīng)用、研究、培訓(xùn)與咨詢，具有深厚的理論基礎(chǔ)和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，近年來先后完成各種設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目數(shù)十項(xiàng)和近千小時(shí)的咨詢、培訓(xùn)，發(fā)表論文18篇。作者聯(lián)系辦法：Tel:（西安）（西安）E-mail:MSN：mason-QQ:3630874286SolidWorks簡介7一、 SolidWorks背景介紹達(dá)索系統(tǒng)（達(dá)索系統(tǒng)（Dassault Systemes S.A）的子的子公司（納斯達(dá)克（公司（納斯達(dá)克（NASDAQ）上市代號(hào)：上市代號(hào)：DASTY）。）。成立于成立于1993年，總部位

7、于馬薩諸塞州的年，總部位于馬薩諸塞州的康科德城（康科德城（Concord, Massachusetts）內(nèi)內(nèi) 。1997年，法國達(dá)索公司以三億一千萬美年，法國達(dá)索公司以三億一千萬美元的高額市值全資并購元的高額市值全資并購( (公司原來的風(fēng)險(xiǎn)公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東的風(fēng)險(xiǎn)投資為一千三百萬投資商和股東的風(fēng)險(xiǎn)投資為一千三百萬美元美元) )。8910111213二、二、SolidWorks軟件的特點(diǎn)軟件的特點(diǎn)基于基于Windows操作系統(tǒng)，是操作系統(tǒng)，是Windows的的 OLE內(nèi)核先進(jìn)內(nèi)核先進(jìn)( (parasolid)菜單少，使用直觀、簡單，界面友好菜單少，使用直觀、簡單，界面友好1415三、第三

8、方軟件三、第三方軟件SolidWorks的黃金的黃金伙伴（伙伴（Golden Partner）TEKSOFT公司公司 (CAMWorks )SRAC公司公司 (COSMOS)MasterCAM公司公司(Mastercam)16四、系統(tǒng)需求四、系統(tǒng)需求Microsoft Windows NT4.0或或Microsoft Windows2000(推薦推薦)；奔騰奔騰4（Pentium4）個(gè)人電腦；個(gè)人電腦；內(nèi)存內(nèi)存1GB，硬盤硬盤80G，顯存顯存 128M。17第1章茶壺181920特征分析茶壺體由基體、壺嘴和把手三部分組成，其中基體是旋轉(zhuǎn)特征，壺嘴是中心線放樣特征，把手是掃描特征。21作圖順序先

9、做基體特征，再做中心線放樣特征和掃描特征。將抽殼特征放在最后做，且抽殼之前先要將各處圓角特征做好。22注意事項(xiàng)1、中心線放樣特征時(shí)應(yīng)先做中心線草圖，然后做輪廓草圖。2、圓角特征應(yīng)“先大后小”。3、多圖素選擇時(shí)應(yīng)按住“Ctrl”鍵，這樣可以提高建模效率。2324特征分析和作圖順序壺蓋屬于簡單的旋轉(zhuǎn)特征，畫好截面草圖是關(guān)鍵。注意，作圖的第一順序應(yīng)該是首先做好中心線（旋轉(zhuǎn)軸），中心線豎直且通過原點(diǎn)。25第2章風(fēng)扇2627特征分析和作圖順序風(fēng)扇由三片扇葉和圓柱體二部分組成，其中扇葉是螺旋曲面，可由曲面放樣特征生成，圓柱體是拉伸特征。作圖順序：首先做出兩段螺旋線，放樣做出一片螺旋曲面，然后加厚之生成螺旋

10、曲面體，再切除生成一片扇葉。其次是“長”出圓柱體使扇葉伏在其上，利用【圓周陣列】特征復(fù)制出其他兩片扇葉，最后做出電機(jī)軸孔等特征。28第3章精確齒輪2930特征分析和作圖順序精確齒輪由齒廓和軸孔二部分組成，其中齒廓是掃描特征，軸孔是拉伸特征。作圖順序：按照齒輪參數(shù)和漸開線方程，首先在Excel中生成一段形成齒輪齒廓的漸開線，將漸開線數(shù)據(jù)存成“*.txt”格式后，導(dǎo)入到SolidWorks中。其次是“長”出根圓圓柱體，做好齒廓草圖和路徑草圖，掃描生成單個(gè)齒廓，最后利用【圓周陣列】生成整個(gè)齒廓。31第4章音箱前蓋3233特征分析和作圖順序音箱前蓋由拉伸基體、放樣和抽殼三個(gè)主要特征組成。作圖順序：首先

11、生成產(chǎn)品基體，然后以切除-放樣特征生成音箱導(dǎo)柱和操作面板處造型，最后抽殼完成產(chǎn)品。注意：抽殼特征應(yīng)該在所有圓角特征完成后進(jìn)行！34第5章槽式液體分布器3536特征分析和作圖順序槽式液體分布器由拉伸基體、抽殼、切除拉伸等特征組成。作圖順序：首先生成單個(gè)槽體，然后以【線性陣列】實(shí)體朝兩個(gè)方向生成其余槽體，抽殼完成產(chǎn)品主要造型。其余造型比較繁瑣，按照教材，仔細(xì)即可順利完成！37第6章模胎3839特征分析和作圖順序模胎由工作面、胎沿、筋板等部分組成。其中工作面和胎沿是旋轉(zhuǎn)特征，筋板是筋特征。作圖順序：首先將模胎曲面數(shù)據(jù)（*.txt格式）導(dǎo)入SolidWorks，然后旋轉(zhuǎn)、加厚完成模胎工作面造型。其次，

12、旋轉(zhuǎn)出模胎胎沿；第三，做出筋特征并以【圓周陣列】復(fù)制之；最后做出起吊孔、螺紋孔等特征。40第7章蝸輪-蝸桿箱體4142特征分析和作圖順序蝸輪-蝸桿箱體由蝸輪-蝸桿箱腔體、底座和蝸輪、蝸桿軸孔等結(jié)構(gòu)組成。作圖順序是：首先生成蝸輪-蝸桿箱體基體，然后利用多面抽殼功能生成腔體、蝸輪軸孔，再添加材料拉伸出蝸桿軸孔及底座；做好筋板后，再依次作出底座過孔、端蓋處均布螺紋孔等特征。作圖技巧：以【右視】基準(zhǔn)面為對(duì)稱平面，充分利用零件的對(duì)稱特點(diǎn)，使用陣列、鏡向等功能，加速建模進(jìn)程。43第8章合葉4445464748特征分析和作圖順序合葉由左半合葉、右半合葉及軸銷三個(gè)零件組成。半合葉零件的作圖特點(diǎn)是：1、步驟（5

13、）采用掃描特征而非簡單的拉伸，這有利于使用方程式時(shí)零件的靈活變型；2、采用方程式可以產(chǎn)生多種型式的產(chǎn)品型號(hào)，這對(duì)于迅速改變產(chǎn)品型號(hào)意義重大；3、由于兩個(gè)半合葉零件外形相似，故采用了SolidWorks獨(dú)特的配置功能，這對(duì)于相似零件的設(shè)計(jì)提供了一條新路；4、采用自上而下（Toptodown）的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)軸銷零件，有利于明確裝配關(guān)系，簡化建模過程，加速模型實(shí)現(xiàn)。49第9章波紋喇叭5051特征分析和作圖順序波紋喇叭由法蘭、錐體及內(nèi)腔若干個(gè)槽組成。其特征是旋轉(zhuǎn)基體/凸臺(tái)和旋轉(zhuǎn)切除。作圖順序：首先旋轉(zhuǎn)特征作出法蘭、錐體，然后作出單個(gè)槽草圖，采用【線性草圖陣列】沿錐體母線方向復(fù)制之，旋轉(zhuǎn)切除生成內(nèi)腔槽，

14、最后以簡單拉伸切除完成法蘭上的連接孔。52第10章殼體5354特征分析和作圖順序殼體零件是一個(gè)回轉(zhuǎn)體類零件，可按旋轉(zhuǎn)特征處理。重要的是生成和導(dǎo)入曲線數(shù)據(jù)，這是完成模型的關(guān)鍵步驟。殼體零件的作圖順序是：按照曲線（橢圓）方程，在Excel中生成曲線數(shù)據(jù)，把該數(shù)據(jù)存成SolidWorks可以接受的*.txt格式并導(dǎo)入SolidWorks；作出零件外形，旋轉(zhuǎn)生成基體。其余特征均為常規(guī)作法。55第11章尾翼5657特征分析和作圖順序尾翼零件的主要特點(diǎn)是關(guān)于【前視】基準(zhǔn)面對(duì)稱，所以可先做一半，利用【鏡向】功能完成建模。58第12章固定件5960特征分析和作圖順序固定件零件的關(guān)于【前視】基準(zhǔn)面對(duì)稱，在建模時(shí)

15、要充分利用零件的這一特點(diǎn)，先做出一半，最后利用【鏡向】功能完成整個(gè)零件。61第13章定時(shí)器旋鈕6263特征分析和作圖順序定時(shí)器旋鈕零件關(guān)于【右視】基準(zhǔn)面對(duì)稱（除過內(nèi)腔花鍵），在建模時(shí)要充分利用零件的這一特點(diǎn)，先做出一半，利用【鏡向】完成另一半。由于是塑膠件，所以要考慮拔模、圓角等因素，其中圓角使用了面圓角和可變半徑圓角，圓角特征是完成本例的關(guān)鍵步驟。作圖順序：首先作出把手和圓柱體組合（均作一半），以【右視】基準(zhǔn)面為中性面對(duì)把手頂面拔模，然后對(duì)把手頂面做面圓角，對(duì)把手側(cè)邊做變半徑圓角。根據(jù)對(duì)稱關(guān)系【鏡向】生成零件的另外一半，最后做內(nèi)腔與腔內(nèi)花鍵。64第14章機(jī)箱6566特征分析和作圖順序機(jī)箱是鈑

16、金件，按照鈑金特征設(shè)計(jì)零件方能展開。故不能使用常規(guī)的拉伸特征設(shè)計(jì)零件。作圖順序：首先按照鈑金特征作出零件基體，之后添加【斜接法蘭】生成裙邊，再使用【邊線法蘭】生成兩只“耳朵”，最后使用【設(shè)計(jì)庫】中的成型工具生成凸起、百葉窗等結(jié)構(gòu)。注意：這樣設(shè)計(jì)出來的零件可以使用【展開】工具將機(jī)箱零件展開，下料后按折彎線折彎。67第15章模具68697071特征分析和作圖順序模具由左、右兩半組成，其特征為與內(nèi)腔（陰面）結(jié)構(gòu)相反的零件（陽面）結(jié)構(gòu)。作圖順序：首先設(shè)計(jì)出內(nèi)腔零件widget，然后設(shè)計(jì)模具基體零件box，隨后建立一個(gè)裝配體，將widget零件置于box內(nèi)并居于其中心位置，設(shè)置好型腔參數(shù)后，利用【文件】

17、|【派生零部件】命令分別生成模具的兩部分。注意：【派生零部件】命令在widget和box的裝配體中進(jìn)行操作。72第16章葉輪7374特征分析和作圖順序葉輪零件由基體和葉片組成。其中基體為旋轉(zhuǎn)特征，葉片為薄壁拉伸特征。作圖順序：首先以旋轉(zhuǎn)特征生成基體，再使用薄壁拉伸生成單個(gè)葉片，旋轉(zhuǎn)切除成形后圓周陣列復(fù)制之。最后完成其余簡單特征細(xì)節(jié)成活。注意：薄壁拉伸特征的草圖不封閉！75第17章齒輪減速箱-機(jī)蓋76777879特征分析和作圖順序齒輪減速箱-機(jī)蓋零件由箱體、凸臺(tái)、觀察孔、起吊筋板、軸瓦等部分組成。整個(gè)零件關(guān)于【前視】基準(zhǔn)面對(duì)稱。作圖順序：1、首先拉伸生成底板和箱體外形；2、生成兩片軸瓦外形；3、

18、生成軸瓦兩旁的三個(gè)凸臺(tái)及其上的沉孔/孔結(jié)構(gòu)；4、鏡向生成另一側(cè)的軸瓦、凸臺(tái)及其上的沉孔/孔結(jié)構(gòu)；80特征分析和作圖順序5、切除拉伸生成軸瓦；6、生成起吊筋板、起吊孔；7、生成觀察孔凸臺(tái)及觀察孔、螺孔等結(jié)構(gòu)；8、拉伸切除生成內(nèi)腔；9、生成軸瓦端面螺孔；10、在底板上生成連接孔、頂起螺孔、定位銷孔等結(jié)構(gòu)；11、倒圓角。81第18章齒輪減速箱-機(jī)座82838485特征分析和作圖順序齒輪減速箱-機(jī)座零件由箱體、凸臺(tái)、軸瓦、筋板/起吊筋板、探油孔、螺塞孔（放油孔）、潤滑油槽等部分組成。整個(gè)零件關(guān)于【前視】基準(zhǔn)面對(duì)稱。作圖順序：1、首先拉伸生成結(jié)合面、箱體外形和底座；2、拉伸生成兩片軸瓦外形；3、拉伸生成

19、軸瓦兩旁的三個(gè)凸臺(tái)及其上的沉孔/孔結(jié)構(gòu)；4、鏡向生成另一側(cè)的軸瓦、凸臺(tái)及其上的沉孔/孔結(jié)構(gòu)；86特征分析和作圖順序5、拉伸生成探油孔外部結(jié)構(gòu)；6、切除拉伸生成軸瓦、箱體內(nèi)腔；7、完成探油孔、螺塞孔（放油孔）結(jié)構(gòu)；8、生成底座上的連接孔沉孔等結(jié)構(gòu)；9、生成軸瓦下的筋板結(jié)構(gòu)；10、生成軸瓦端面螺孔；11、生成起吊筋耳；12、倒圓角。87第19章托架8889特征分析和作圖順序托架零件是一個(gè)先后、左右均對(duì)稱的零件，作好一半，利用【鏡向】功能便可得到另外一半。其中四周結(jié)構(gòu)由掃描而得。作圖順序與技巧：與前面不同的是，托架掃描路徑草圖是一個(gè)空間草圖，故需要使用【3D草圖】功能建立草圖，使用Tab鍵切換草圖繪制平面，這是與以往草圖建立最大的不同。至于掃描特征，則與平面掃描特征無異。首先掃描生成四周結(jié)構(gòu)，再拉伸生成中間的一個(gè)柵條，線性陣列復(fù)制之，最后鏡向生成另一半結(jié)構(gòu)。90第20章夾具體9192特征分析和作圖順序夾具體零件由夾具體本體、連接板、轉(zhuǎn)軸座等部分組成。作圖順序：首先拉伸生成夾具體本體基體、連接板及其細(xì)節(jié)，然后拉伸形成轉(zhuǎn)軸座，做細(xì)節(jié)完成建模。93第21章吊鉤94特征分析和作圖順序吊鉤零件是一個(gè)典型的掃描特征。作圖順序：首先作出引導(dǎo)線，再繪制路徑和輪廓，掃描形成吊鉤本體。第二，繪制草圖以生成【填充曲面】；第三，