SolidWorks應(yīng)用技巧
SolidWorks充分利用Windows的優(yōu)秀界面，為設(shè)計(jì)人員提供了直觀、方便、快捷的工作界面。其參數(shù)化設(shè)計(jì)確保了零件模型、裝配模型、2D工程圖和材料清單之間的全程關(guān)聯(lián)，為評(píng)價(jià)不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量提供了強(qiáng)有力的途徑。筆者借助SolidWorks軟件完成了多項(xiàng)縱橫向課題，通過(guò)不斷摸索，積累了一些經(jīng)驗(yàn)與技巧，希望能夠?yàn)閺V大工程設(shè)計(jì)人員提供參考。
一、模型建模
1.草圖繪制
草圖由草圖單元、幾何約束和草圖尺寸組成，對(duì)以上三部分的組合定義就完成了一個(gè)草圖的繪制。為提高草圖的設(shè)計(jì)效率，設(shè)計(jì)步驟通常按以下順序進(jìn)行：繪制草圖輪廓→定義草圖單元間的幾何約束關(guān)系→添加尺寸。在草圖繪制過(guò)程中要充分使用約束關(guān)系，減少不必要的草圖尺寸，從而使草圖的構(gòu)思更加清晰。 2.更換草圖繪制平面
在繪制草圖時(shí)，會(huì)遇到草圖繪制平面選擇不當(dāng)?shù)那闆r，此時(shí)可以更換草圖繪制平面。具體操作如下：在零件模型的特征管理樹下選中草圖，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的下拉菜單中選擇“編輯草圖平面”，點(diǎn)擊特征管理樹下的“ ”按鈕，就可在特征管理樹下選擇合適的草圖繪制平面來(lái)代替原先的草圖繪制平面。最后，點(diǎn)擊草圖繪制平面對(duì)話框中的“確定”按鈕即可。
3.快捷鍵的使用
（1）在注解中的使用
特殊符號(hào)如：直徑“Ф”、度數(shù)“�！�、正負(fù)號(hào)“±”以及一些運(yùn)算符號(hào)可以先在Word環(huán)境下創(chuàng)建，然后通過(guò)復(fù)制“CTRL+C”和粘貼“”快捷鍵復(fù)制到SolidWorks環(huán)境中。
（2）在繪制草圖中的使用
在繪制草圖中，復(fù)制草圖可以按照以下步驟完成：按住“CTRL”鍵，同時(shí)用鼠標(biāo)逐個(gè)選擇復(fù)制目標(biāo)，點(diǎn)選草圖放置位置，然后按“CTRL+V”即可。
4.完整設(shè)計(jì)信息產(chǎn)品模型的建立
可以將表面粗糙度、尺寸公差、形位公差和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)等符號(hào)直接標(biāo)注到幾何實(shí)體模型上，形成包含完整設(shè)計(jì)信息的產(chǎn)品模型。
5.學(xué)習(xí)功能
對(duì)于已存在的零件，拖動(dòng)Feature Manager設(shè)計(jì)樹上的退回控制棒來(lái)回退零件中的特征，可以讓使用者看到模型生成的每一步，便于理解設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖。
二、方程式
如果所設(shè)計(jì)的零件尺寸之間存在某種固有的數(shù)值關(guān)系、零部件之間存在某種數(shù)值的配合關(guān)系，可以通過(guò)方程式來(lái)實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)意圖。
1.尺寸變量的使用
在零件模型尺寸之間可以使用尺寸名稱作為變量來(lái)生成方程式；裝配體中零件之間或零件與子零部件之間，也可以配合尺寸來(lái)生成方程式。被方程式所驅(qū)動(dòng)的尺寸無(wú)法在模型中以編輯尺寸值的方式來(lái)改變。
方程式由左到右，位于等號(hào)左側(cè)的尺寸會(huì)被右側(cè)的值驅(qū)動(dòng)，多個(gè)方程式的求解按編輯方程式中所列順序逐一解出。
2.方程式支持的運(yùn)算符和函數(shù)
SolidWorks提供的方程式支持以下運(yùn)算符和函數(shù)：“+”加法、“－”減法、“*”乘法、“/”除法和“^”求冪運(yùn)算符，sin(a)正弦、cos(a)余弦、tan(a)正切、atn(a)反正切、abs(a)絕對(duì)值、exp(n)指數(shù)、log(a)自然對(duì)數(shù)、sqr(a)平方根、int(a) 取整和sgn(a)符號(hào)函數(shù)，同時(shí)還可以在方程式中使用常數(shù)圓周率pi，它的值精確計(jì)算到文件系統(tǒng)選項(xiàng)指定的小數(shù)位數(shù)。
3.方程式中可以使用條件語(yǔ)句
語(yǔ)法格式為：“Dx@ SketchX”=if((條件)，參數(shù)1，參數(shù)2)。當(dāng)式中條件成立時(shí)，取值為參數(shù)1，否則取值為參數(shù)2。
4.方程式的注釋
可以在方程式的末尾輸入單引號(hào)“'”，然后輸入備注，以論述設(shè)計(jì)意圖。單引號(hào)之后的內(nèi)容在計(jì)算方程式時(shí)被忽略，如圖1所示。
圖1 滿足設(shè)計(jì)意圖的方程式
圖2為按圖1設(shè)計(jì)意圖，模型寬度分別30、50、80mm時(shí)，由方程式驅(qū)動(dòng)生成的不同模型。
  
圖2 由方程式驅(qū)動(dòng)生成的模型
三、裝配
1.設(shè)計(jì)方式的靈活應(yīng)用 在進(jìn)行裝配體的全新設(shè)計(jì)時(shí)，可參考的資料相對(duì)較少，應(yīng)采用自上而下的設(shè)計(jì)方式，優(yōu)先利用SolidWorks布局草圖進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，再靈活地完成對(duì)具體零部件的設(shè)計(jì)。例如在工裝夾具設(shè)計(jì)時(shí)，可直接把已經(jīng)建立好的三維零件模型插入到裝配體環(huán)境中，使用自上而下的設(shè)計(jì)方式參考模型幾何體，通過(guò)與原零件模型建立幾何關(guān)系來(lái)確定夾具的尺寸，這樣的工裝設(shè)計(jì)方式效率較高。
在進(jìn)行裝配體的改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)，可參考的資料相對(duì)較多，應(yīng)采用自下而上的設(shè)計(jì)方式，先完成對(duì)逐個(gè)零件的設(shè)計(jì)，然后根據(jù)不同的位置要求和裝配約束關(guān)系，將逐個(gè)零件按照實(shí)際的安裝方式裝配成部件產(chǎn)品。
2.配合關(guān)系
配合關(guān)系確定了零件在裝配體中的位置。常用的配合關(guān)系有同軸心、重合、距離、角度、平行、垂直和相切等，每種配合關(guān)系對(duì)于特定的幾何實(shí)體組合有效。在使用配合關(guān)系時(shí)，除了使用零件本身固有的幾何實(shí)體外，還可以使用臨時(shí)軸、創(chuàng)建的基準(zhǔn)軸、基準(zhǔn)面、對(duì)稱平面等幾何要素來(lái)確定零件在裝配體中的正確位置。
3.問(wèn)題及解決方法
建立裝配體文件時(shí)，有時(shí)會(huì)遇到這樣的情況：零件的尺寸或形狀在裝配前后發(fā)生了變化，要具體問(wèn)題具體分析。
（1）對(duì)于具有彈性的零件，比如彈簧和石棉板，在生產(chǎn)實(shí)際中裝配前后的尺寸有變化，但在工程圖中卻應(yīng)表示初始狀態(tài)下的尺寸。這個(gè)矛盾可以通過(guò)為模型文件添加彈性零件尺寸在裝配過(guò)程中被拉長(zhǎng)或縮短的派生配置來(lái)解決，即裝配體中使用所添加派生配置，工程圖中使用原先默認(rèn)的配置（初始狀態(tài)下的零件配置模型）。圖3為堆垛機(jī)斷繩保護(hù)裝置中彈簧的零件屬性。
圖3 彈簧的零件屬性
（2）裝配實(shí)際中為了防止開口銷的松動(dòng)，常常要把開口銷的上下兩部分沿相反的方向折彎，為此開口銷在裝配前后的形狀就發(fā)生了變化。為了做到開口銷在裝配前后形狀的統(tǒng)一，也可以通過(guò)添加派生配置的方法來(lái)解決。
四、工程圖
1.工程圖模板或材料明細(xì)表模板的創(chuàng)建 現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中2D工程圖紙用來(lái)直接指導(dǎo)生產(chǎn)，它是設(shè)計(jì)工作的最終體現(xiàn)。SolidWorks系統(tǒng)自身提供的工程圖模板或材料明細(xì)表若不滿足具體企業(yè)的要求，可以建立二者的模板。
（1）工程圖模板的建立 按照企業(yè)自身的要求建立相應(yīng)圖幅的工程圖模板文件，并且將圖層建立在工程圖模板文件中，這樣可以使新建的工程圖都包含建立的圖層。再將工程圖模板復(fù)制在SolidWorks\ data\template\…的模板文件中。
（2）材料明細(xì)表模板的建立
系統(tǒng)所預(yù)設(shè)的材料明細(xì)表范本存儲(chǔ)在安裝目錄SolidWorks\lang\ Chinese_ simplified\…下，可依照需求自行設(shè)計(jì)新的模板。步驟如下:
1）打開Solidworks\lang\Chinese_ simplified\Bomtemp.xl文件。
2）進(jìn)行如圖4所示的設(shè)置(定義名稱應(yīng)與零件模型的自定義屬性一致，以便在裝配體工程圖中自動(dòng)插入明細(xì)表)。
圖4 用戶個(gè)性化設(shè)置
☆將原Excel文件中的“項(xiàng)目號(hào)”改為“序號(hào)”，定義名稱為“ItemNo”； ☆在“數(shù)量”前插入兩列，分別為“代號(hào)”和“名稱”，定義名稱分別為“DrawingNo”和“PartNo”； ☆將“零件號(hào)”改為“材料”，定義名稱為“Material”； ☆在“說(shuō)明”前插入兩列，分別為“單重”和“總重”，定義名稱分別為“Weight”和“TotalWeight”； ☆將原Excel文件中的“說(shuō)明”改為“備注”，定義名稱為“Description”。
3）在Excel文件編輯環(huán)境中，逐步在G列中輸入表達(dá)式D2*F2，… ，D12*F12，…，以便在裝配體的工程圖中由裝入零件的數(shù)量與重量來(lái)自動(dòng)提取所裝入零件的總重量。
4）選擇“文件”→“另存為”，將文件命名為BOM表模板，保存在SolidWorks\lang\ chinese-simplified \…下的模板文件中。
從此新建工程圖或在工程圖中插入材料明細(xì)表時(shí)，均會(huì)按定制的選項(xiàng)設(shè)置執(zhí)行，并且不需查找模板文件繁瑣的放置路徑。
2.圖紙格式的更換
在生成新的工程圖時(shí)，應(yīng)依據(jù)零件模型的大小、綜合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和紙張成本等因素選取合適的工程圖模板。但在工作中不免會(huì)遇到選擇圖形模板不合適的情況，此時(shí)需要更換圖紙模板格式，具體操作步驟如下：在工程圖設(shè)計(jì)管理窗口點(diǎn)擊“圖紙1”，在彈出的下拉菜單中選擇“屬性”，進(jìn)而在圖紙?jiān)O(shè)定對(duì)話框中的圖紙格式欄的下拉按鈕中選擇“自定義”，最后點(diǎn)擊“瀏覽”，在目錄路徑中找到合適的圖紙格式，點(diǎn)擊“確定”即可。
3.解除視圖對(duì)齊關(guān)系與對(duì)齊視圖
在完成工程圖的過(guò)程中，某些視圖間的投影關(guān)系需要解除，某些視圖間需要建立視圖對(duì)齊關(guān)系，對(duì)此，
SolidWorks提供了解除視圖關(guān)系、水平對(duì)齊另一視圖和豎直對(duì)齊另一視圖的功能。具體操作如下：欲解除視圖關(guān)系，應(yīng)同時(shí)選中需要解除視圖關(guān)系的視圖，點(diǎn)擊“工具”→“對(duì)齊視圖”→“解除對(duì)齊關(guān)系”命令即可；欲水平或豎直對(duì)齊另一視圖，應(yīng)先選中需要對(duì)齊的視圖，然后點(diǎn)擊“工具”→“對(duì)齊視圖”→“水平對(duì)齊另一視圖”或“豎直對(duì)齊另一視圖”命令，此時(shí)注意鼠標(biāo)的形狀，再點(diǎn)擊欲對(duì)齊的目標(biāo)視圖即可。
4.剖視圖中不欲剖切零件的處理
我國(guó)制圖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：剖視圖所包含的標(biāo)準(zhǔn)件，如螺栓、螺母、墊圈和開口銷等不做剖切處理。在SolidWorks工程圖環(huán)境下可以按照以下操作來(lái)實(shí)現(xiàn)：激活所完成的剖視圖，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的下拉菜單中選擇“屬性”，再在彈出的工程圖屬性對(duì)話框中點(diǎn)擊“剖面范圍”，在剖視圖中點(diǎn)選不欲剖切的零件，最后點(diǎn)擊“確定”即可。
5.插入模型項(xiàng)目
盡可能在工程圖中選擇視圖插入模型項(xiàng)目，利用建立模型過(guò)程中所使用的尺寸，并且將注解標(biāo)注在視圖的幾何要素之上，這樣在零件模型被驅(qū)動(dòng)更新后，工程圖中的注解隨幾何要素移動(dòng)，還與幾何要素間保持著原先的關(guān)系，工程圖只需做少量修改就可以投入生產(chǎn)使用。
6.塊操作的應(yīng)用
SolidWorks的注解工具欄中，提供了豐富的表面粗糙度、形位公差和焊接符號(hào)等注解符號(hào)，所有符號(hào)都可以直接引用。但對(duì)于不滿足我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的一些符號(hào)以及一些特殊行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)的標(biāo)注還需要通過(guò)塊操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。按照國(guó)標(biāo)規(guī)定創(chuàng)建具體的注解符號(hào)為塊，然后在工程圖的相應(yīng)位置插入。另外還可把一些常用的標(biāo)準(zhǔn)注釋、標(biāo)簽和標(biāo)題欄做成塊，以提高制作工程圖模板和完成2D工程圖的效率。
7.改變材料明細(xì)表中零件的順序
材料明細(xì)表中零件的順序依據(jù)的是各零件裝入裝配體的順序，若想改變，需要調(diào)整裝配體特征管理設(shè)計(jì)樹下零件的順序，然后重新插入材料明細(xì)表。
五、SolidWorks模型文件另存為圖像文件
在項(xiàng)目報(bào)表、設(shè)計(jì)說(shuō)明、生產(chǎn)計(jì)劃、產(chǎn)品介紹等文獻(xiàn)中，經(jīng)常要用到產(chǎn)品的三維模型。SolidWorks文件可以另存為TIF文件，這樣在Word文檔中就可以插入TIF文件，但文件較大。另外還可以在SolidWorks環(huán)境中執(zhí)行“工具”菜單的“插件”選項(xiàng)。把sldjpeg.dll文件載入后，可以將SolidWorks的三維模型輸出為JPEG圖像文件，大小僅為TIF文件的幾十分之一。
六、結(jié)束語(yǔ)
以上是筆者在使用SolidWorks過(guò)程中總結(jié)的一些經(jīng)驗(yàn)和技巧，匯集在一起以供大家參考。工程設(shè)計(jì)人員在使用三維設(shè)計(jì)軟件SolidWorks工作的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)熟練掌握一些設(shè)計(jì)技巧，以便提高設(shè)計(jì)效率，將更多精力用在創(chuàng)造性構(gòu)思上。
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