精講solidworks系列化零件設(shè)計(jì)

1、.wd第8章 系列化零件設(shè)計(jì)【教學(xué)提示】SolidWorks不僅提供了強(qiáng)大的造型功能，而且提供了實(shí)用性很好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)系列化功能，包括方程式和數(shù)值連接、配置、系列零件設(shè)計(jì)表、庫特征等。通過方程式和數(shù)組連接的方式可以控制特征間的數(shù)據(jù)關(guān)系。通過配置可以在同一個(gè)文件中同時(shí)反映產(chǎn)品零件的多種特征構(gòu)成和尺寸規(guī)格。采用Excel表格建立系列零件設(shè)計(jì)表方式反映零件的尺寸規(guī)格和特征構(gòu)成，表中的實(shí)例將成為零件中的配置。將建立的特征按照文件庫的方式存儲(chǔ)，即生成庫特征，可以在零件造型中調(diào)用?！窘虒W(xué)要求】Ø 能夠利用方程式和數(shù)值關(guān)聯(lián)表達(dá)設(shè)計(jì)意圖Ø 熟練掌握手工生成一個(gè)零件配置的方法Ø 掌握

2、建立系列化零件設(shè)計(jì)表的方法及其高級(jí)應(yīng)用技巧Ø 理解Solidworks庫特征，能夠建立、修改和使用庫特征8.1 方程式和數(shù)值連接繪制草圖時(shí)，可以利用“中點(diǎn)、“相等等幾何關(guān)系添加相應(yīng)的尺寸約束，但有時(shí)為了更明確設(shè)計(jì)意圖，在草圖中利用這些簡單的幾何關(guān)系往往無法實(shí)現(xiàn)。這種情況下，應(yīng)該使用方程式明確設(shè)計(jì)意圖。8.1.1尺寸名稱SolidWorks是一個(gè)全相關(guān)的設(shè)計(jì)軟件，對(duì)任何一個(gè)尺寸的修改都會(huì)影響到如裝配、工程圖等方面。因此，在SolidWorks中每個(gè)尺寸都有一個(gè)特定的名稱。1. 顯示尺寸名稱選擇【工具】【選項(xiàng)】命令，出現(xiàn)【系統(tǒng)選項(xiàng)】對(duì)話框，單擊【常規(guī)】選項(xiàng)，選中【顯示尺寸名稱】復(fù)選框，單

3、擊【確定】按鈕，如圖8-1所示。圖8-1 尺寸名稱2. 更改尺寸名稱(1) 右擊“D1尺寸，在快捷菜單中選擇【屬性】命令，出現(xiàn)【尺寸屬性】對(duì)話框，將名稱改為“outD，單擊按鈕，如圖8-2所示。圖8-2 更改尺寸名稱8.1.2 方程式使用方程式可以對(duì)任何特征的草圖尺寸或參數(shù)進(jìn)展控制。新建“法蘭零件，如圖8-3所示。法蘭包括3個(gè)特征：基體拉伸、孔、陣列(圓周)。圖8-3 “法蘭零件圖示零件中的孔是采用陣列形式建立。對(duì)于這些孔可能存在以下兩種設(shè)計(jì)意圖。(1) 孔的中心線直徑與法蘭的外徑和套筒的內(nèi)徑有如下數(shù)學(xué)關(guān)系：陣列位于法蘭的外徑和套筒的內(nèi)徑的中間，即6510030/2(2) 孔的數(shù)量與法蘭的外徑

4、有如下數(shù)學(xué)關(guān)系：孔陣列的實(shí)例數(shù)為圓環(huán)外徑除以16，然后取整，即4int(100/16)【例9-1】添加方程式(1) 翻開文件翻開“法蘭.SLDPRT(2) 修改尺寸名稱 選擇【工具】【選項(xiàng)】命令，出現(xiàn)“系統(tǒng)選項(xiàng)對(duì)話框，單擊【常規(guī)】選項(xiàng)，選中【顯示尺寸名稱】復(fù)選框，單擊【確定】按鈕。 在 FeatureManager 設(shè)計(jì)樹中右擊【注解】，在快捷菜單中選中【顯示注解】命令，如圖8-4所示。圖8-4 顯示尺寸 右擊“D1尺寸，在快捷菜單中選擇【屬性】命令，出現(xiàn)【尺寸屬性】對(duì)話框，將名稱改為“outD，單擊按鈕，如圖8-5所示。圖8-5 更改“D1尺寸名稱 右擊“D5尺寸，在快捷菜單中選擇【屬性】命

5、令，出現(xiàn)【尺寸屬性】對(duì)話框，將名稱改為“inD，單擊按鈕，如圖8-6所示。圖8-6 更改“D5尺寸名稱 右擊“D2尺寸，在快捷菜單中選擇【屬性】命令，出現(xiàn)【尺寸屬性】對(duì)話框，將名稱改為“midD，單擊按鈕，如圖8-7所示。圖8-7 更改“D2尺寸名稱(3) 建立方程式 選擇下拉菜單【工具】【方程式】命令，出現(xiàn)【方程式】對(duì)話框，單擊【添加】按鈕，出現(xiàn)【添加方程式】對(duì)話框，在圖形區(qū)域單擊“midD尺寸，“D1草圖2”被添加“添加方程式對(duì)話框中，單擊、按鈕，單擊“outD尺寸、單擊按鈕、單擊“inD尺寸、單擊、按鈕，如圖8-8所示。圖8-8 【添加方程式】對(duì)話框 單擊【確定】按鈕返回【方程式】對(duì)話框

6、，方程已經(jīng)被添加，如圖8-10所示，單擊【確定】按鈕，完成方程式添加。圖8-10 【方程式】對(duì)話框 按上述方法添加“孔陣列的實(shí)例數(shù)方程式，如圖8-11所示。圖8-11 【編輯方程式】對(duì)話框(4) 存盤。8.1.3 連結(jié)數(shù)值方程式為特征間的數(shù)值關(guān)系提供了計(jì)算方法，如果兩個(gè)數(shù)值間存在“相等關(guān)系，可以使用連結(jié)數(shù)值方法實(shí)現(xiàn)。如圖8-4所示的法蘭，如果存在這樣的設(shè)計(jì)意圖：套筒的內(nèi)徑(inD草圖1)套筒高度(D4草圖1)存在相等關(guān)系?！纠?-2】連結(jié)數(shù)值(1) 翻開文件翻開“法蘭.SLDPRT。(2) 連結(jié)數(shù)值 在圖形區(qū)右擊“inD尺寸，在快捷菜單中選擇【連結(jié)數(shù)值】命令，出現(xiàn)【共享數(shù)值】對(duì)話框，在【名稱】

7、文本框中輸入“inD，如圖8-12所示。圖8-12 【共享數(shù)值】對(duì)話框 用同樣方法將套筒高度(D4草圖1)，也共享成“width。 數(shù)據(jù)共享后，兩個(gè)尺寸具有一樣的尺寸名稱，因此尺寸值是一樣的。修改其中一個(gè)值，另一個(gè)也同樣發(fā)生變化。(3) 取消連結(jié)右擊相應(yīng)的尺寸，在快捷菜單中選擇【解除連結(jié)數(shù)值】8.2 配置配置可以在單一的文件中對(duì)零件或裝配體生成多個(gè)設(shè)計(jì)變化。配置提供了簡便的方法來開發(fā)與管理一組有著不同尺寸、零部件、或其他參數(shù)的模型。 要生成一個(gè)配置，先指定名稱與屬性，然后再根據(jù)需要來修改模型以生成不同的設(shè)計(jì)變化。配置的應(yīng)用：在零件文件中，配置可以生成具有不同尺寸、特征和屬性包括自定義屬性的零件

8、系列。在裝配體文件中，配置可以通過壓縮零部件來生成簡化的設(shè)計(jì)。使用不同的零部件配置、不同的裝配體特征參數(shù)、不同的尺寸或配置特定的自定義屬性來生成裝配體系列。在工程圖文檔中，可顯示在零件和裝配體文檔中所生成的配置的視圖?？梢允謩?dòng)建立配置，或者使用系列零件設(shè)計(jì)表同時(shí)建立多個(gè)配置。 系列零件設(shè)計(jì)表提供了一種簡便的方法，可在簡單易用的工作表中建立和管理配置?？梢栽诹慵脱b配體文件中使用系列零件設(shè)計(jì)表，而且可以在工程圖中顯示系列零件設(shè)計(jì)表。8.2.1手動(dòng)建立配置翻開“凸緣模柄.SLDPRG文件，如圖8-13所示。該零件包含三個(gè)特征：旋轉(zhuǎn)基體特征、孔和M6 六角凹頭螺釘?shù)闹纬令^孔特征。圖8-13 “凸緣

9、模柄.SLDPRG【例9-3】修改尺寸的配置(1) 指定名稱與屬性 單擊窗口頂部的【configurationManager】標(biāo)簽，激活零件的配置管理。 右擊“凸緣模柄配置，在快捷菜單中選擇【添加配置】命令，出現(xiàn)添加配置屬性管理器，在【配置名稱】文本框內(nèi)輸入“A40X85”，在【備注】文本框內(nèi)輸入“模柄d=40mm、H=85mm，單擊【確定】按鈕，如圖8-14所示。圖8-14指定名稱與屬性(2) 修改尺寸 在圖形區(qū)域雙擊旋轉(zhuǎn)基體特征，并雙擊顯示的尺寸“30mm，在【修改】對(duì)話框中將尺寸改為40mm，選擇【此配置】，只對(duì)該配置修改尺寸，單擊【重新建?！堪粹o，單擊按鈕，如圖8-15所示。圖8-15

10、 修改尺寸 按同樣的方法修改高度尺寸64mm為80mm，75mm為85mm。(3) 顯示配置單擊【configurationManager】按鈕，進(jìn)入配置管理狀態(tài)，分別雙擊各配置，觀察模型變化，如圖8-16所示。a) 默認(rèn)配置 b) “A40X85”圖8-16 模型變化情況 【例9-4】壓縮特征的配置(1) 指定名稱與屬性 單擊窗口頂部的【configurationManage】標(biāo)簽，激活零件的配置管理。 右擊“凸緣模柄配置，在快捷菜單中選擇【添加配置】命令，出現(xiàn)添加配置屬性管理器，在【配置名稱】文本框內(nèi)輸入“A型凸緣模柄，在【備注】文本框內(nèi)輸入“無通孔，單擊【確定】按鈕，如圖8-17所示。圖

11、8-17 指定名稱與屬性(2) 壓縮特征 單擊窗口頂部的【configurationManage】標(biāo)簽，在FeatureManager 設(shè)計(jì)樹中右擊“孔1，從快捷菜單中選擇【壓縮】命令，壓縮特征“孔1，如圖8-18所示。圖8-18 壓縮孔特征 按同樣方法壓縮“M6 六角頭螺栓的柱形沉頭孔，如圖8-19所示。圖8-19 壓縮M6 六角頭螺栓的柱形沉頭孔特征(3) 顯示配置單擊【configurationManage】按鈕，進(jìn)入配置管理狀態(tài)，分別雙擊各配置，觀察模型變化，如圖8-20所示。a) 默認(rèn)配置 b) “A型凸緣模柄圖8-20 模型變化情況 8.2.2管理配置對(duì)零件配置的管理包括定義配置的

12、高級(jí)屬性、顯示配置和刪除配置?！纠?-5】管理配置實(shí)例。(1) 指定材料明細(xì)表中使用零件文件的名稱在【配置管理】中，右擊“A40X85”，從快捷菜單中選擇【屬性】命令，出現(xiàn)【配置屬性】屬性管理器，在“材料明細(xì)表選項(xiàng)中，可選擇使用零件文件的名稱，也可指定其它名稱，如圖8-21所示。圖8-21指定材料明細(xì)表中使用零件文件的名稱(2) 定義配置的自定義屬性單擊【自定義屬性】按鈕，可以定義配置的自定義屬性，如圖8-22所示。圖8-22 自定義屬性(3) 刪除配置在【配置管理】中，右擊“A40X85”，從快捷菜單中選擇【刪除】命令，即可以刪除該配置。8.3 系列零件設(shè)計(jì)表當(dāng)系列零件很多的時(shí)候如標(biāo)準(zhǔn)件庫，

13、可以利用Microsoft Excel軟件定義Excel表對(duì)配置進(jìn)展驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)生成配置?！纠?-6】建立“壓入式模柄標(biāo)準(zhǔn)件庫，如圖8-23所示。a) A型 b) B型 圖8-23 壓入式模柄8.3.1 默認(rèn)零件設(shè)計(jì)利用國家標(biāo)準(zhǔn)GB2862.1-90的“壓入式模柄系列為例說明建立標(biāo)準(zhǔn)件庫的過程。(1) 新建文件單擊【新建】按鈕，新建一個(gè)零件文件。(2) 建立默認(rèn)配置 在 FeatureManager 設(shè)計(jì)樹中選擇“前視基準(zhǔn)面，單擊【草圖】工具欄上的【草圖繪制】按鈕，進(jìn)入草圖繪制，繪制草圖，并按國標(biāo)改變尺寸名稱，如圖8-24所示。圖8-24 草圖 單擊【特征】工具欄上的【旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)/基體】按鈕，出現(xiàn)

14、【旋轉(zhuǎn)】屬性管理器，在【旋轉(zhuǎn)類型】下拉列表框內(nèi)選擇【單向】選項(xiàng)，在【角度】文本框內(nèi)輸入“360°，單擊【確定】按鈕，如圖8-25所示。圖8-25 【旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)/基體】 選擇模柄上端面圓點(diǎn)為插入點(diǎn)，選擇【插入】【特征】【孔】【簡單直孔】命令，出現(xiàn)【孔】屬性管理器，在【終止條件】下拉列表框內(nèi)選擇【完全貫穿】選項(xiàng)，在【孔直徑】文本框內(nèi)輸入“11mm，如圖8-26所示，單擊【確定】按鈕。圖8-26“簡單直孔特征(3) 存盤8.3.2 新建系列零件設(shè)計(jì)表(1) 新建Excel文件 翻開Microsoft Excel系統(tǒng)，新建一個(gè)Excel文件，存盤為“壓入式模柄.xls。在A列中輸入“規(guī)格，“A

15、20X68”，“B20X68”，“A20X73”，等規(guī)格。在單元格B1輸入“$屬性零件代號(hào)，單元格C1輸入“$屬性材料，單元格D1輸入“$屬性備注, 單元格E1輸入“$狀態(tài)孔1。 切換到Solidworks環(huán)境中，雙擊特征管理器中的【旋轉(zhuǎn)1】，使旋轉(zhuǎn)特征的草圖尺寸和特征尺寸顯示在視圖中，右擊“d尺寸，從快捷菜單中選擇【屬性】命令，出現(xiàn)【屬性】對(duì)話框，如圖8-27所示。 圖8-27“屬性對(duì)話框 選取全名“d草圖1”，按<ctrl+C>，切換到Excel文件，選擇“F1”單元格，按<ctrl+V>，將全名復(fù)制到“F1”單元格中。按同樣方法，將各特征參數(shù)輸入“壓入式模柄.xl

16、s，按國標(biāo)輸入相應(yīng)參數(shù)值，如圖8-28所示，存盤。圖8-27 Excel文件(2) 插入系列零件設(shè)計(jì)表選擇【插入】【系列零件設(shè)計(jì)表】命令，出現(xiàn)【系列零件設(shè)計(jì)表】屬性管理器。選擇【來自文件】按鈕，單擊【瀏覽】按鈕，出現(xiàn)【翻開】對(duì)話框。選擇“凸緣模柄.xls，單擊【翻開】按鈕，單擊【確定】按鈕。在繪圖區(qū)出現(xiàn)Excel工作表。在Excel表以外的區(qū)域，單擊鼠標(biāo)，退出Excel編輯，系統(tǒng)提示生成的系列零件的數(shù)量和名稱，單擊【確定】按鈕，如圖8-28所示。圖8-28“系列零件設(shè)計(jì)表屬性管理器(3) 顯示配置單擊【configurationManage】按鈕，進(jìn)入配置管理狀態(tài)，分別雙擊各配置，觀察模型變化

17、，如圖8-29所示。a) A型 b) B型圖8-29 模型變化情況 8.4庫特征設(shè)計(jì)庫中的“Features文件包含了添加到設(shè)計(jì)庫中庫特征文件，在零件中插入庫特征時(shí)，可直接將特征復(fù)制到零件上，可以選擇是否將庫特征與文件保持鏈接。8.4.1 建立庫特征建立庫特征時(shí)，要有一個(gè)包含庫特征的根底特征。在根底特征之上建立切除和凸臺(tái)，并將切除和凸臺(tái)作為庫特征的一局部?！纠?-7】建立軸孔庫特征(1) 新建文件夾右擊“features文件夾，在快捷菜單項(xiàng)選擇擇【新文件夾】命名，建立新文件夾，命名為“myFeatures，如圖8-30所示。圖8-30 新建文件夾(2) 新建零件單擊【新建】按鈕，新建一個(gè)零件文

18、件。(3) 新建基體建立一個(gè)100X100X10mm的拉伸凸臺(tái)，如圖8-31所示，這個(gè)凸臺(tái)將作為庫特征的基體特征。圖8-31 庫特征基體(4) 建立“六角孔選擇上端面，單擊【草圖】工具欄上的【草圖繪制】按鈕，進(jìn)入草圖繪制，繪制草圖，單擊【特征】工具欄上的【拉伸切除】按鈕，出現(xiàn)【切除-拉伸】屬性管理器，在【開場條件】下拉列表框內(nèi)選擇【草圖基準(zhǔn)面】選項(xiàng)，在【終止條件】下拉列表框內(nèi)選擇【給點(diǎn)深度】選項(xiàng)，在【深度】文本框中輸入10mm，如圖8-32所示，單擊【確定】按鈕。圖8-32建立“六角孔(5) 建立庫特征“keyhole在 FeatureManager 設(shè)計(jì)樹中選擇“拉伸-切除1”，將其拖到“m

19、yFeatures文件夾中，出現(xiàn)【另存為】對(duì)話框，在【名稱】文本框中輸入“hexagram作為庫特征名稱，單擊【確定】按鈕，如圖8-33所示。圖8-33建立庫特征“keyhole(6) 翻開庫特征在庫中右擊“hexagram，在快捷菜單中選擇【翻開】命令，翻開庫特征。(7) 重命名尺寸名稱默認(rèn)的尺寸名稱并不能明確說明尺寸的含義。根據(jù)每個(gè)尺寸的用途修改尺寸的名稱，如圖8-44所示。圖8-44 修改尺寸名稱(8) 庫特征尺寸分類根據(jù)庫特征尺寸的不同，可以歸類為不同的文件夾。內(nèi)部尺寸：插入特征時(shí)，“內(nèi)部尺寸文件夾的尺寸不出現(xiàn)在【大小尺寸】選項(xiàng)組，從而可以防止尺寸被修改。找出尺寸：插入特征時(shí)，“找出尺

20、寸文件夾的尺寸出現(xiàn)在【大小尺寸】選項(xiàng)組，可以修改尺寸。其他尺寸：位于“尺寸文件夾而又不屬于上述兩個(gè)子文件夾中尺寸，在插入特征過程中可以修改。將尺寸Top_edge草圖2和Lfte_edge草圖2拖放到“找出尺寸 文件夾中，將“angle草圖2”拖放到“內(nèi)部尺寸 文件夾中如圖8-45所示。圖8-45 尺寸歸類(9) 保存并關(guān)閉庫特征文件。8.4.2 使用庫特征從設(shè)計(jì)庫中拖放特征到激活零件的平面基準(zhǔn)、曲面或參考平面上，可以把庫特征添加到文件上形成特征。庫特征中包含的參考關(guān)系用于定位和完全定義特征的草圖?！纠?-7】使用六角孔庫特征(1) 翻開文件翻開“底版.sldprt，如圖8-46所示。圖8-4

21、6 “底板.sldprt(2) 拖放特征拖放“keyhole特征到零件的頂平面上，如圖8-47所示。圖8-47拖放特征(3) 參考選擇兩邊線為基準(zhǔn)，如圖8-48所示。圖8-48選擇原點(diǎn)為定位點(diǎn)(4) 定位尺寸選擇定位尺寸“Top_edge，將其改為“20mm，選擇定位尺寸“Left_edge，將其改為“30mm，如圖8-49所示。圖8-49 定位尺寸(5) 大小尺寸展開【大小尺寸】，選中【覆蓋尺寸數(shù)值】復(fù)選框，選擇尺寸“depth，將其改為“8mm，選擇尺寸“width，將其改為“30mm，如圖8-50所示。圖8-50大小尺寸(6) 完成插入單擊【確定】按鈕，如圖8-51所示。圖8-51 完成

22、插入(7) 解散庫特征插入到零件中的庫特征文件以文件夾的形式出現(xiàn)，但可以解除該文件夾而只保存單獨(dú)的特征和草圖。解除庫特征將同時(shí)斷開與庫特征的連接。在 FeatureManager 設(shè)計(jì)樹中右擊“hexagram特征，從快捷菜單中選擇【解散庫特征】命令，如圖8-52所示，零件的FeatureManager 設(shè)計(jì)樹中只保存了庫特征中包含的特征。圖8-52解散庫特征(8) 存盤8.5 小結(jié)本章首先介紹了表達(dá)設(shè)計(jì)意圖的工具方程式和數(shù)值連接。重點(diǎn)講解了配置，合理地使用配置，對(duì)零件系列、產(chǎn)品系列開發(fā)與管理有非常重要的意義。配置為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了快速有效的設(shè)計(jì)方法，最大限度地減少了重復(fù)設(shè)計(jì)。同時(shí)，由于對(duì)配置的

23、操作是在同以文檔下進(jìn)展的，各配置間具有相關(guān)性，大大減少了設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤。庫特征是由常用的特征或幾個(gè)特征組合成的整體，它可以直接插入到其他零件中。為零件設(shè)計(jì)提供了一個(gè)快捷的方法。8.6 習(xí)題8.6.1 填空題(1) 使用方程式可以對(duì)任何特征的或進(jìn)展控制。(2) 方程式為特征間的數(shù)值關(guān)系提供了計(jì)算方法，如果兩個(gè)數(shù)值間存在“相等關(guān)系，可以使用方法實(shí)現(xiàn)。(3) 在零件文件中，配置可以生成具有不同、和的零件系列。(4) 建立庫特征時(shí)，要有一個(gè)包含庫特征的。在之上建立切除和凸臺(tái)，并將切除和凸臺(tái)作為庫特征的一局部。8.6.2 選擇題(1) 在系列零件設(shè)計(jì)表中，哪個(gè)是無效的表頭。(A)$備注 (B) $屬性 (C)$零件號(hào) (D)$用戶注釋(2) 當(dāng)系列零件很多的時(shí)候如標(biāo)準(zhǔn)件庫，可以利用對(duì)配置進(jìn)展驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)生成配置。(A)記事本 (B) Excel文件 (C