1.1　SolidWorks概述

本節(jié)首先對SolidWorks的背景及其主要特點進行簡單介紹，讓讀者對該軟件有個大致的認識。

1.1.1　軟件背景

20世紀90年代初，國際微型計算機（簡稱微機）市場發(fā)生了根本性的變化，微機性能大幅提高，而價格一路下滑，微機卓越的性能足以運行三維CAD軟件。為了開發(fā)世界空白的基于微機平臺的三維CAD系統(tǒng)，1993年，PTC公司的技術副總裁與CV公司的副總裁成立了SolidWorks公司，并于1995年成功推出了SolidWorks軟件。在SolidWorks軟件的促進下，從1998年開始，國內外也陸續(xù)推出了CAD相關軟件；原來運行在UNIX操作系統(tǒng)的工作站CAD軟件，也從1999年開始，將其程序移植到Windows操作系統(tǒng)中。

SolidWorks采用的是智能化的參變量式設計理念及Microsoft Windows圖形化用戶界面，具有卓越的幾何造型和分析功能，它操作靈活，運行速度快，設計過程簡單、便捷，被業(yè)界稱為“三維機械設計方案的領先者”，受到廣大用戶的青睞，在機械制圖和結構設計領域已經(jīng)成為三維CAD設計的主流軟件。利用SolidWorks，設計師和工程師們可以更有效地為產(chǎn)品建模并模擬整個工程系統(tǒng)，加速產(chǎn)品的設計和生產(chǎn)周期，從而完成更加富有創(chuàng)意的產(chǎn)品制造。

1.1.2　軟件主要特點

SolidWorks是一款參變量式CAD設計軟件。所謂參變量式設計，是將零件尺寸的設計用參數(shù)描述，并在設計修改的過程中通過修改參數(shù)的數(shù)值改變零件的外形。

SolidWorks在3D設計中有以下幾方面的特點。

SolidWorks提供了一整套完整的動態(tài)界面，并可通過鼠標拖動控制。

·用SolidWorks資源管理器可以方便地管理CAD文件。

·配置管理可以在一個模型文件中放置多個模型的變種。

·通過eDrawings可以方便地共享CAD文件。

·從三維模型中自動產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標注。

·RealView圖形顯示模式：以高清晰度直觀地顯示設計過程和進行交流。

·鈑金設計工具：可以使用折彎、切口、斜接、褶邊等工具從頭創(chuàng)建鈑金零件。

·焊件設計：繪制框架的布局草圖，并選擇焊件輪廓，SolidWorks將自動生成3D焊件設計。

·模具設計工具：使用SolidWorks時，可以導入IGES、STEP、Parasolid、ACIS和其他格式的零件幾何體來開始進行模具設計。

·裝配體建模：當創(chuàng)建裝配體時，可以通過選取各個曲面、邊線、曲線和頂點來配合零部件；創(chuàng)建零部件間的機械關系；進行干涉、碰撞和孔對齊檢查。

·仿真裝配體運動：只需單擊和拖動零部件，即可檢查裝配體運動情況是否正常以及是否存在碰撞。

·材料明細表：可以基于設計自動生成完整的材料明細表（BOM），從而節(jié)約大量的時間。

·零件驗證：SolidWorks Simulation工具能幫助新用戶和專家確保其設計具有耐用性、安全性和可制造性。

·標準零件庫：通過SolidWorks Toolbox、SolidWorks Design ClipArt和3D ContentCentral，可以即時訪問標準零件庫。

·照片級渲染：使用PhotoView 360來根據(jù)SolidWorks 3D模型進行演示或虛擬及材質研究。

·步路系統(tǒng)：可使用SolidWorks Routing自動處理和加速管筒、管道、電力電纜、纜束和電力導管的設計過程。

1.1.3　啟動SolidWorks

啟動SolidWorks 2018有以下兩種方式。

（1）雙擊桌面的快捷方式圖標。

（2）執(zhí)行【開始】|【所有程序】|【SolidWorks 2018】命令。

SolidWorks 2018啟動界面如圖1-1所示。

圖1-1　SolidWorks 2018啟動界面

1.1.4　界面功能介紹

SolidWorks 2018操作界面包括菜單欄、工具欄、管理區(qū)域、圖形區(qū)域、任務窗格、版本提示及狀態(tài)欄，如圖1-2所示。菜單欄包含了所有SolidWorks命令，工具欄可根據(jù)文件類型（零件、裝配體、工程圖）來調整、放置并設定其顯示狀態(tài)，而SolidWorks窗口底部的狀態(tài)欄則可以提供設計人員正執(zhí)行的有關功能的信息。

圖1-2　操作界面

1.菜單欄

菜單欄顯示在界面的最上方，如圖1-3所示，其中最關鍵的功能集中在【插入】與【工具】菜單中。

圖1-3　菜單欄

對應于不同的工作環(huán)境，SolidWorks中相應的菜單及其中的選項會有所不同。當進行一定的任務操作時，不起作用的菜單命令會臨時變灰，此時將無法執(zhí)行該菜單命令。以【窗口】菜單為例，執(zhí)行【窗口】|【視口】｜【四視圖】命令，如圖1-4所示，此時視圖切換為多視口查看模式，如圖1-5所示。

圖1-4　多視口選擇

圖1-5　四視口視圖

2.工具欄

SolidWorks 2018工具欄包括【CommandManager】工具欄、前導視圖工具欄和自定義工具欄。

（1）前導視圖工具欄以固定工具欄的形式顯示在繪圖區(qū)域的正上方，如圖1-6所示。

圖1-6　前導視圖工具欄

（2）【CommandManager】（命令管理器）是一個上下文相關工具欄，它可以根據(jù)要使用的工具欄進行動態(tài)更新，默認情況下，它根據(jù)文檔類型嵌入相應的工具欄。【Command Manager】下面有4個不同的選項卡——【特征】、【草圖】、【評估】和【DimXpert】，如圖1-7所示。

圖1-7　【CommandManager】工具欄

·【特征】、【草圖】選項卡提供【特征】、【草圖】的有關命令。

·【評估】選項卡提供測量、檢查、分析等命令，或在【插件】對話框中選擇的有關插件。

·【DimXpert】選項卡提供有關尺寸、公差等方面的命令。

（3）自定義工具欄的啟用方法：選擇菜單欄中的【視圖】|【工具欄】命令，或者在【視圖】工具欄中單擊鼠標右鍵，將顯示【工具欄】菜單項，如圖1-8所示。

圖1-8　【工具欄】菜單項

從圖1-8中可以看到，SolidWorks 2018提供了多種工具欄，方便軟件的使用。

打開某個工具欄（例如【參考幾何體】工具欄），它有可能默認排放在主窗口的邊緣，可以拖動它到圖形區(qū)域中成為浮動工具欄，如圖1-9所示。

在使用工具欄或工具欄中的命令時，當指針移動到工具欄中的圖標附近，會彈出一條消息來顯示該工具的名稱及相應的功能，如圖1-10所示，顯示一段時間后，該提示會自動消失。

圖1-9　【參考幾何體】工具欄

圖1-10　消息提示

3.狀態(tài)欄

狀態(tài)欄位于圖形區(qū)域底部，提供關于當前正在窗口中編輯的內容的狀態(tài)以及指針位置坐標、草圖狀態(tài)等信息，如圖1-11所示。

狀態(tài)欄中典型的信息如下。

·重建模型圖標：在更改了草圖或零件而需要重建模型時，重建模型圖標會顯示在狀態(tài)欄中。

·草圖狀態(tài)：在編輯草圖過程中，狀態(tài)欄會出現(xiàn)完全定義、過定義、欠定義、沒有找到解、發(fā)現(xiàn)無效的解5種狀態(tài)。在零件完成之前，最好完全定義草圖。

·快速提示幫助圖標：它會根據(jù)SolidWorks的當前模式給出提示和選項，很方便快捷，對于初學者來說很有用。

4.管理區(qū)域

在操作界面的左側為SolidWorks文件的管理區(qū)域，也稱為左側區(qū)域，如圖1-12所示。

圖1-11　狀態(tài)欄

圖1-12　管理區(qū)域

管理區(qū)域包括特征管理器（FeatureManager）設計樹、屬性管理器（PropertyManager）、配置管理器（ConfigurationManager）、標注專家管理器（DimXpertManager）和外觀管理器（DisplayManager）。

單擊管理區(qū)域頂部的標簽，可以在應用程序之間進行切換。單擊管理區(qū)域右側的箭頭，可以展開【顯示窗格】，如圖1-13所示。

圖1-13　展開【顯示窗格】

5.確認角落

確認角落位于操作界面的右上角，如圖1-14所示。利用確認角落可以接受或取消相應的草圖繪制和特征操作。

·當進行草圖繪制時，可以單擊確認角落里的【退出草圖】圖標來結束并接受草圖繪制，也可以單擊【刪除草圖】圖標來放棄草圖的更改。

·當進行特征造型時，可以單擊確認角落里的【退出草圖】圖標來結束并接受特征造型，也可以單擊【刪除草圖】圖標來放棄特征造型操作。

6.任務窗格

圖形區(qū)域右側的任務窗格是與管理SolidWorks文件有關的一個工作窗口，任務窗格帶有【SolidWorks資源】、【設計庫】和【文件探索器】等標簽，如圖1-15所示。通過任務窗格，用戶可以查找和使用SolidWorks文件。

圖1-14　確認角落

圖1-15　任務窗格

1.1.5　FeatureManager設計樹

特征管理器（FeatureManager）設計樹位于SolidWorks窗口的左側，是SolidWorks軟件窗口中比較常用的部分，如圖1-16所示。它提供了激活的零件、裝配體或工程圖的大綱視圖，從而可以很方便地查看模型或裝配體的構造情況，或者查看工程圖中的不同圖紙和視圖。

FeatureManager設計樹用來組織和記錄模型中的各個要素及要素之間的參數(shù)信息和相互關系，以及模型、特征和零件之間的約束關系等，幾乎包含了所有設計信息。

FeatureManager設計樹的功能主要有以下幾種。

（1）以名稱來選擇模型中的項目：可以通過在模型中選擇其名稱來選擇特征、草圖、基準面及基準軸。SolidWorks在這一項中很多功能與Windows操作界面類似，如在選擇的同時按住Shift鍵，可以選取多個連續(xù)項目；在選擇的同時按住Ctrl鍵，可以選取非連續(xù)項目。

（2）確認和更改特征的生成順序：在FeatureManager設計樹中通過拖動項目可以重新調整特征的生成順序，這將更改重建模型時特征重建的順序。

（3）雙擊特征的名稱可以顯示特征的尺寸。

（4）如要更改項目的名稱，在名稱上緩慢單擊兩次以選擇該名稱，然后輸入新的名稱即可。

（5）在裝配零件時，壓縮和解除壓縮零件特征和裝配體零部件是很常用的。

（6）用右鍵單擊清單中的特征，然后選擇父子關系，以便查看父子關系。

（7）單擊右鍵，在FeatureManager設計樹里還可顯示如下項目：特征說明、零部件說明、零部件配置名稱、零部件配置說明等。

（8）將文件夾添加到FeatureManager設計樹中。

FeatureManager設計樹提供下列文件夾和工具。

（1）使用退回控制棒暫時將模型退回到早期狀態(tài)，如圖1-17所示。

圖1-16　FeatureManager設計樹

圖1-17　拖動退回控制棒

（2）用右鍵單擊方程式文件夾并選擇所需操作來添加新的方程式，編輯或刪除方程式（當將第一個方程式添加到零件或裝配體時，方程式文件夾出現(xiàn)）。

（3）用右鍵單擊注解文件夾來控制尺寸和注解的顯示。

（4）記錄設計日志并添加附加件到設計活頁夾文件夾。

（5）用右鍵單擊材質圖標來添加或修改應用到零件的材質。

（6）查閱文檔在實體文件夾中所包含的所有實體。

（7）查閱文檔在曲面實體文件夾中所包含的所有曲面實體。

（8）查閱基準面、基準軸以及插入的零件草圖。

（9）添加自己的自定義文件夾，并將特征拖動到文件夾，以減小FeatureManager設計樹的長度。

（10）在圖形區(qū)域中從彈出的FeatureManager設計樹查閱并進行操作，而管理區(qū)域中有PropertyManager出現(xiàn)。

（11）通過選擇管理區(qū)域頂部的標簽，可以在【FeatureManager設計樹】、【PropertyManager】、【ConfigurationManager】、【DimXpertManager】及【DisplayManager】標簽之間切換，如圖1-18所示。

（12）若想切換FeatureManager設計樹的顯示狀態(tài)，可以按F9鍵或單擊視圖、FeatureManager設計樹區(qū)域，此方法在全屏模式中尤其有用。

（13）在圖形區(qū)域選擇一個實體、面或者點，用右鍵單擊，在彈出的菜單中選擇【保存選擇】命令，特征樹中將生成一個【選擇集】文件夾，該文件夾中包含用戶選擇的要素。

圖1-18　切換標簽