1.1 SolidWorks概述

本章首先對(duì)SolidWorks的背景及其主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，讓讀者對(duì)該軟件有個(gè)大致的認(rèn)識(shí)。

1.1.1 軟件背景

20世紀(jì)90年代初，國(guó)際微型計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱微機(jī)）市場(chǎng)發(fā)生了根本性的變化，微機(jī)性能大幅提高，而價(jià)格一路下滑，微機(jī)卓越的性能足以運(yùn)行三維CAD軟件。為了開(kāi)發(fā)世界空白的基于微機(jī)平臺(tái)的三維CAD系統(tǒng)，1993年P(guān)TC公司的技術(shù)副總裁與CV公司的副總裁成立SolidWorks公司，并于1995年成功推出了SolidWorks軟件。在SolidWorks軟件的促動(dòng)下，從1998年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)外也陸續(xù)推出了相關(guān)軟件；原來(lái)運(yùn)行在UNIX操作系統(tǒng)的工作站CAD軟件，也從1999年開(kāi)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(shè)計(jì)理念及Microsoft Windows圖形化用戶界面，具有表現(xiàn)卓越的幾何造型和分析功能，操作靈活，運(yùn)行速度快，設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單、便捷，被業(yè)界稱為“三維機(jī)械設(shè)計(jì)方案的領(lǐng)先者”，受到廣大用戶的青睞，在機(jī)械制圖和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)成為三維CAD設(shè)計(jì)的主流軟件。利用SolidWorks，設(shè)計(jì)師和工程師們可以更有效地為產(chǎn)品建模并模擬整個(gè)工程系統(tǒng)，加速產(chǎn)品的設(shè)計(jì)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(diǎn)

SolidWorks是一款參變量式CAD設(shè)計(jì)軟件。所謂參變量式設(shè)計(jì)，是將零件尺寸的設(shè)計(jì)用參數(shù)描述，并在設(shè)計(jì)修改的過(guò)程中通過(guò)修改參數(shù)的數(shù)值改變零件的外形。

SolidWorks在3D設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)有以下幾方面。

SolidWorks提供了一整套完整的動(dòng)態(tài)界面和鼠標(biāo)拖曳控制。

用SolidWorks資源管理器可以方便地管理CAD文件。

配置管理是SolidWorks軟件體系結(jié)構(gòu)中非常獨(dú)特的一部分，它涉及零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖。

通過(guò)eDrawings方便地共享CAD文件。

從三維模型中自動(dòng)產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標(biāo)注。

RealView圖形顯示模式：以高清晰度直觀地顯示設(shè)計(jì)和進(jìn)行交流。

鈑金設(shè)計(jì)工具：可以使用折疊、折彎、法蘭、切口、標(biāo)簽、斜接、放樣的折彎、繪制的折彎、褶邊等工具創(chuàng)建鈑金零件。

焊件設(shè)計(jì)：繪制框架的布局草圖，并選擇焊件輪廓，SolidWorks將自動(dòng)生成3D焊件設(shè)計(jì)。

模具設(shè)計(jì)工具：使用SolidWorks時(shí)，可以通過(guò)導(dǎo)入IGES、STEP、Parasolid?、ACIS?和其他格式的零件幾何體來(lái)開(kāi)始進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。

裝配體建模：當(dāng)創(chuàng)建裝配體時(shí)，可以通過(guò)選擇各個(gè)曲面、邊線、曲線和頂點(diǎn)來(lái)配合零部件；創(chuàng)建零部件間的機(jī)械關(guān)系；進(jìn)行干涉、碰撞和孔對(duì)齊檢查。

仿真裝配體運(yùn)動(dòng)：只需單擊和拖曳零部件，即可檢查裝配體運(yùn)動(dòng)情況是否正常，以及是否存在碰撞。

材料明細(xì)表：可以基于設(shè)計(jì)好的裝配圖，自動(dòng)生成完整的材料明細(xì)表（BOM），從而節(jié)約大量的時(shí)間。

零件驗(yàn)證：SolidWorks Simulation工具能幫助新用戶和專家，確保其設(shè)計(jì)具有耐用性、安全性和可制造性。

標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)：通過(guò)SolidWorks Toolbox、SolidWorks Design ClipArt和3D ContentCentral，可以即時(shí)訪問(wèn)標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)。

照片級(jí)渲染：使用PhotoView 360來(lái)利用SolidWorks 3D模型進(jìn)行演示或虛擬及材質(zhì)研究。

步路系統(tǒng)：可使用SolidWorks Routing自動(dòng)處理和加速管筒、管道、電力電纜、纜束和電力導(dǎo)管的設(shè)計(jì)過(guò)程。

1.1.3 啟動(dòng)SolidWorks

啟動(dòng)SolidWorks 2019有如下兩種方式。

（1）雙擊桌面的快捷方式圖標(biāo)。

（2）執(zhí)行【開(kāi)始】|【所有程序】|【SolidWorks 2019】命令。

啟動(dòng)后的SolidWorks 2019界面如圖1-1所示。

1.1.4 界面功能介紹

SolidWorks 2019用戶界面包括菜單欄、工具欄、管理區(qū)域、圖形區(qū)域、任務(wù)窗格、版本提示及狀態(tài)欄。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(lái)調(diào)整、放置并設(shè)定其顯示狀態(tài)，而SolidWorks窗口底部的狀態(tài)欄則可以提供設(shè)計(jì)人員正執(zhí)行的有關(guān)功能的信息，操作界面如圖1-2所示。

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(guān)鍵的功能集中在【插入】與【工具】菜單中。

對(duì)應(yīng)于不同的工作環(huán)境，SolidWorks中相應(yīng)的菜單及其中的選項(xiàng)會(huì)有所不同。當(dāng)進(jìn)行一定的任務(wù)操作時(shí)，不起作用的菜單命令會(huì)臨時(shí)變灰，此時(shí)將無(wú)法應(yīng)用該菜單命令。以【窗口】菜單為例，執(zhí)行【窗口】|【視口】命令，單擊【四視圖】按鈕，如圖1-4所示，此時(shí)視圖切換為多視口查看模型，如圖1-5所示。

2．工具欄

SolidWorks 2019工具欄包括標(biāo)準(zhǔn)主工具欄和自定義工具欄兩部分。【前導(dǎo)視圖工具】工具欄以固定工具欄的形式顯示在繪圖區(qū)域的正中上方，如圖1-6所示。

（1）自定義工具欄的啟用方法為：?jiǎn)螕舨藛螜谥械摹疽晥D】|【工具欄】命令，或者在視圖工具欄中單擊鼠標(biāo)右鍵，將顯示【工具欄】菜單項(xiàng)，如圖1-7所示。

從圖中可以看到，SolidWorks 2019提供了多種工具欄，方便軟件的使用。

打開(kāi)某個(gè)工具欄（例如【參考幾何體】工具欄），它有可能默認(rèn)排放在主窗口的邊緣，可以拖曳它到圖形區(qū)域中成為浮動(dòng)工具欄，如圖1-8所示。

在使用工具欄或是工具欄中的命令時(shí)，當(dāng)鼠標(biāo)指針移動(dòng)到工具欄中的按鈕附近，會(huì)彈出一個(gè)窗口來(lái)顯示該工具的名稱及相應(yīng)的功能，如圖1-9所示，顯示一段時(shí)間后，該內(nèi)容提示會(huì)自動(dòng)消失。

（2）Command Manager（命令管理器）是一個(gè)上下文相關(guān)工具欄，它可以根據(jù)要使用的工具欄進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新，默認(rèn)情況下，它根據(jù)文檔類型嵌入相應(yīng)的工具欄。Command Manager下面有4個(gè)不同的選項(xiàng)卡：【特征】、【草圖】、【評(píng)估】和【DimXpert】，如圖1-10所示。

【特征】、【草圖】選項(xiàng)卡提供【特征】、【草圖】的有關(guān)命令。

【評(píng)估】選項(xiàng)卡提供測(cè)量、檢查、分析等命令，或在【插件】選擇框中選擇的有關(guān)插件。

【DimXpert】選項(xiàng)卡提供有關(guān)尺寸、公差等方面的命令。

3．狀態(tài)欄

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

狀態(tài)欄中典型的信息如下。

【重建模型】按鈕：表示在更改了草圖或零件而需要重建模型時(shí)，重建模型符號(hào)會(huì)顯示在狀態(tài)欄中。

草圖狀態(tài)：在編輯草圖過(guò)程中，狀態(tài)欄會(huì)出現(xiàn)完全定義、過(guò)定義、欠定義、沒(méi)有找到解、發(fā)現(xiàn)無(wú)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】按鈕：它會(huì)根據(jù)SolidWorks的當(dāng)前模式給出提示和選項(xiàng)，很方便快捷，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)很有用。

4．管理區(qū)域

文件窗口的左側(cè)為SolidWorks文件的管理區(qū)域，也稱為左側(cè)區(qū)域，如圖1-12所示。

管理區(qū)域包括（特征管理器，F(xiàn)eature Manager）設(shè)計(jì)樹、（屬性管理器，Property Manager）、（配置管理器，Configuration Manager）、（標(biāo)注專家管理器，DimXpert Manager）和（外觀管理器，Display Manager）。

單擊管理區(qū)域窗口頂部的按鈕，可以在應(yīng)用程序之間進(jìn)行切換，單擊管理區(qū)域右側(cè)的箭頭，可以展開(kāi)【顯示窗格】，如圖1-13所示。

5．確認(rèn)角落

確認(rèn)角落位于視圖窗口的右上角，如圖1-14所示。利用確認(rèn)角落可以接受或取消相應(yīng)的草圖繪制和特征操作。

當(dāng)進(jìn)行草圖繪制時(shí)，可以單擊確認(rèn)角落里的【退出草圖】按鈕來(lái)結(jié)束并接受草圖繪制，也可以單擊【刪除草圖】按鈕來(lái)放棄草圖的更改。

當(dāng)進(jìn)行特征造型時(shí)，可以單擊確認(rèn)角落里的【退出草圖】按鈕來(lái)結(jié)束并接受特征造型，也可以單擊【刪除草圖】按鈕來(lái)放棄特征造型操作。

6．任務(wù)窗格

圖形區(qū)域右側(cè)的任務(wù)窗格是與管理SolidWorks文件有關(guān)的一個(gè)工作窗口，任務(wù)窗格帶有SolidWorks資源、設(shè)計(jì)庫(kù)和文件探索器等選項(xiàng)卡，如圖1-15所示。通過(guò)任務(wù)窗格，用戶可以查找和使用SolidWorks文件。

1.1.5 Feature Manager設(shè)計(jì)樹

特征管理器（Feature Manager）設(shè)計(jì)樹位于SolidWorks窗口的左側(cè)，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(gòu)造情況，或者查看工程圖中的不同圖紙和視圖。

【Feature Manager設(shè)計(jì)樹】用來(lái)組織和記錄模型中的各個(gè)要素及要素之間的參數(shù)信息和相互關(guān)系，以及模型、特征和零件之間的約束關(guān)系等，幾乎包含了所有設(shè)計(jì)信息。

【Feature Manager設(shè)計(jì)樹】的功能主要有以下幾種。

（1）以名稱來(lái)選擇模型中的項(xiàng)目：即可以通過(guò)在模型中選擇其名稱來(lái)選擇特征、草圖、基準(zhǔn)面及基準(zhǔn)軸。SolidWorks在這一項(xiàng)中很多功能與Window操作界面類似，如在選擇的同時(shí)按住Shift鍵，可以選擇多個(gè)連續(xù)項(xiàng)目；在選擇的同時(shí)按住Ctrl鍵，可以選擇非連續(xù)項(xiàng)目。

（2）確認(rèn)和更改特征的生成順序：在Feature Manager設(shè)計(jì)樹中利用拖曳項(xiàng)目可以重新調(diào)整特征的生成順序，這將更改重建模型時(shí)特征重建的順序。

（3）通過(guò)雙擊特征的名稱可以顯示特征的尺寸。

（4）如要更改項(xiàng)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(shí)壓縮和解除壓縮零件特征和裝配體零部件是很常用的。同樣，如要選擇多個(gè)特征，請(qǐng)?jiān)谶x擇的時(shí)候按住Ctrl鍵。

（6）用鼠標(biāo)右鍵單擊清單中的特征，然后選擇父子關(guān)系，以便查看父子關(guān)系。

（7）單擊鼠標(biāo)右鍵，在樹顯示里還可顯示如下項(xiàng)目：特征說(shuō)明、零部件說(shuō)明、零部件配置名稱、零部件配置說(shuō)明等。

（8）將文件夾添加到Feature Manager設(shè)計(jì)樹中。

Feature Manager設(shè)計(jì)樹提供下列文件夾和工具。

（1）使用“退回控制棒”暫時(shí)將模型退回到早期狀態(tài)，如圖1-17所示。

可使用Feature Manager退回控制棒來(lái)臨時(shí)退回到早期狀態(tài)或吸收的特征，往前推進(jìn)，回退到以前的狀態(tài)。當(dāng)模型處于退回控制狀態(tài)時(shí)，可以增加新的特征或編輯已有的特征。

（2）通過(guò)用鼠標(biāo)右鍵單擊【方程式】文件夾，并選擇所需操作來(lái)添加新的方程式，編輯或刪除方程式（當(dāng)將第一個(gè)方程式添加到零件或裝配體時(shí)，方程式文件夾出現(xiàn)）。

（3）通過(guò)用鼠標(biāo)右鍵單擊【注解】文件夾來(lái)控制尺寸和注解的顯示。

（4）記錄設(shè)計(jì)日志并添加附加件到【設(shè)計(jì)活頁(yè)夾】文件夾。

（5）通過(guò)用鼠標(biāo)右鍵單擊【材質(zhì)】按鈕來(lái)添加或修改應(yīng)用到零件的材質(zhì)。

（6）查閱文檔在【實(shí)體】文件夾中所包含的所有實(shí)體。

（7）查閱文檔在【曲面實(shí)體】文件夾中所包含的所有曲面實(shí)體。

（8）查閱（基準(zhǔn)面）、（基準(zhǔn)軸），以及（插入的零件草圖）。

（9）添加自己的自定義文件夾，并將特征拖曳到文件夾，以減小【Feature Manager設(shè)計(jì)樹】的長(zhǎng)度。

（10）在圖形區(qū)域中從彈出的【Feature Manager設(shè)計(jì)樹】查閱并進(jìn)行操作，而左窗格中有Property Manager出現(xiàn)。

（11）通過(guò)選擇左側(cè)窗格頂部的工具欄，可以在（Feature Manager設(shè)計(jì)樹）、（Property Manager）、（Configuration Manager）、（DimXpert Manager）及插件工具欄之間切換，如圖1-18所示。

（12）若想切換【Feature Manager設(shè)計(jì)樹】的顯示狀態(tài)，按F9鍵或單擊視圖、【Feature Manager設(shè)計(jì)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(gè)實(shí)體、面或者點(diǎn)，用鼠標(biāo)右鍵單擊，在彈出的快捷菜單中選擇【保存選擇】命令，特征樹中將生成一個(gè)【選擇集】文件夾，該文件夾中包含用戶選擇的要素。