第1章 SolidWorks 2014入門

1.1 軟件概述

本章首先對SolidWorks軟件的背景及其主要設計特點進行簡要介紹，讓讀者對該軟件有個大致的認識。

1.1.1 軟件歷史沿革

20世紀90年代初，國際微型計算機（簡稱微機）市場發生了根本性的變化，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。為了開發當時處于世界空白的基于微機平臺的三維CAD系統，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軟件的促動下，1998年開始，國內外陸續推出了相關軟件；原來運行在UNIX操作系統的工作站CAD軟件，也在1999年，將其程序移植到Windows操作系統中。

SolidWorks采用的是智能化的參變量式設計理念以及Microsoft Windows圖形化用戶界面，具有表現卓越的幾何造型和分析功能，操作靈活，運行速度快，設計過程簡單、便捷，被業界稱為“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品建模以及模擬整個工程系統，加速產品的設計和生產周期，從而完成更加富有創意的產品制造。

1.1.2 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描述，在設計修改的過程中通過修改參數的數值改變零件的外形。

SolidWorks在3D設計中的特點如下：

?SolidWorks提供了一整套完整的動態界面和鼠標拖動控制。“全動感的”的用戶界面減少了設計步驟，減少了多余的對話框，從而避免了界面的零亂。

?用SolidWorks資源管理器可以方便地管理CAD文件，SolidWorks資源管理器是一個與Windows資源管理器類似的CAD文件管理器。

?配置管理是SolidWorks軟件體系結構中非常獨特的一部分，它涉及零件設計、裝配設計和工程圖。配置管理能夠在一個CAD文檔中，通過對不同參數的變換和組合，派生出不同的零件或裝配體。

?通過eDrawings方便地共享CAD文件：eDrawings是一種極度壓縮的、可通過電子郵件發送的、自行解壓和瀏覽的特殊軟件。

?鈑金設計工具：可以使用折疊、折彎、法蘭、切口、斜接、放樣的折彎、繪制的折彎、褶邊等工具從頭創建鈑金零件。

?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。利用一整套工具和檢查功能來創建、驗證和執行模具設計，可以減少制造錯誤，加速型芯和型腔、裝配體特征以及唇緣和凹槽特征的設計。

?裝配體建模：當創建裝配體時，可以通過選取各個曲面、邊線、曲線和頂點來配合零部件；創建零部件間的機械關系；進行干涉、碰撞和孔對齊檢查；在滑輪和鏈輪運動間建立關聯。

?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。

?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 DesignClipArt和3D Content Central，可以即時訪問標準零件庫。

?照片級渲染：使用Photo View 360來利用SolidWorks 3D模型進行演示或虛擬及生成圖片。

?步路系統：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 操作界面基本功能

SolidWorks 2014用戶界面包括菜單欄、工具欄、狀態欄、圖形區域、管理區域以及任務窗格。菜單欄包含了所有SolidWorks命令，工具欄可根據文件類型（零件、裝配體、工程圖）來調整、放置并設定其顯示狀態，而SolidWorks窗口底部的狀態欄則可以提供設計人員正在執行的有關功能的信息，操作界面如圖1-1所示。

1.菜單欄

對應于不同的工作環境，SolidWorks中相應的菜單以及其中的選項會有所不同。當進行一定任務操作時，不起作用的菜單命令會臨時變灰，此時將無法應用該菜單命令。以【窗口】菜單為例，選擇【窗口】|【視口】菜單命令，選擇【四視圖】，如圖1-2所示，此時視圖切換為四視口查看模型，如圖1-3所示。

2.工具欄

SolidWorks 2014工具欄包括標準主工具欄和自定義工具欄兩部分。其中【前導視圖工具】工具欄以固定工具欄的形式顯示在繪圖區域的正中上方，如圖1-4所示。

1）自定義工具欄的啟用方法為，選擇菜單欄中的【視圖】【工具欄】菜單命令，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1-5所示。

從圖中可以看到，SolidWorks 2014提供了多種工具欄，方便軟件的使用。打開某個工具欄（【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域中成為浮動工具欄，如圖1-6所示。

圖1-1 操作界面

圖1-2 多視口選擇

在使用工具欄或是工具欄中的命令時，當指針移動到工具欄中的圖標附近，會彈出一個消息提示窗口來顯示該工具的名稱及相應的功能，如圖1-7所示，顯示一段時間后，該內容提示會自動消失。

圖1-3 四視口視圖

圖1-4 【前導視圖工具】工具欄

圖1-5 【工具欄】菜單項

圖1-6 【參考幾何體】工具欄

圖1-7 消息提示

2）Command Manager是一個上下文相關工具欄，它可以根據要使用的工具欄進行動態更新，默認情況下，它根據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1-8所示。

圖1-8 Command Manager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、分析等命令和在【插件】選擇框中的有關插件。

?【DimXpert】選項卡提供有關尺寸、公差等方面的命令。

3.狀態欄

狀態欄位于圖形區域底部，提供關于當前正在窗口中編輯的內容的狀態，以及指針位置坐標、草圖狀態等信息內容，如圖1-9所示。

圖1-9 狀態欄

狀態欄中典型的信息如下：

?【重建模型】圖標：表示在更改了草圖或零件而需要重建模型時，重建模型符號會顯示在狀態欄中。

?草圖狀態：在編輯草圖過程中，狀態欄會出現5種狀態：完全定義、過定義、欠定義、沒有找到解、發現無效的解。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SolidWorks的當前模式給出提示和選項，十分方便快捷，對于初學者來說很有用。

4.管理區域

在文件窗口的左側為SolidWorks文件的管理區域，也稱為左側區域，如圖1-10所示。

管理區域包括特征管理器設計樹、屬性管理器（Property Manager）、配置管理器（Configuration Manager）、標注專家管理器（DimXpert Manager）和外觀管理器（Display Manager）。

5.確認角落

確認角落位于視圖窗口的右上角，點出效果如圖1-11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。

圖1-10 管理區域

圖1-11 確認角落

?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

圖形區域右側的任務窗格是與管理Solid-Works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1-12所示。通過任務窗格，用戶可以查找和使用SolidWorks文件。

1.1.4 Feature Manager設計樹

Feature Manager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1-13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。

Feature Manager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。

Feature Manager設計樹主要有以下幾種功能。

圖1-12 任務窗格

1）以名稱來選擇模型中的項目：即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在這一項中的很多功能與Window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項目，在選擇的同時按住Ctrl鍵可以選取非連續項目。

2）確認和更改特征的生成順序：在Feature Manager設計樹中利用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）通過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。同樣，如要選擇多個特征，請在選擇的時候按住Ctrl鍵。

6）用鼠標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，在樹顯示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。

Feature Manager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，如圖1-14所示。

圖1-13 Feature Manager設計樹

圖1-14 拖動退回控制棒

可使用Feature Manager退回控制棒或快捷菜單來臨時退回到早期狀態。當模型處于退回控制狀態時，可以增加新的特征或編輯已有的特征。可在退回控制棒位于任何地方時保存模型。當再次打開文檔時，可使用退回命令并從所保存的位置拖動控制棒。

2）通過用鼠標右鍵單擊方程式文件夾并選擇所需操作來添加、編輯或刪除方程式。

3）通過用鼠標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中。

5）通過用鼠標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的草圖。

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Feature Manager設計樹的長度。

10）在圖形區域中從彈出的Feature Manager設計樹查閱并進行操作，而左窗格中有Property Manager出現。

11）通過選擇左側窗格頂部的標簽，可以在Feature Manager設計樹、Property Man-ager、Configuration Manager、DimXpert Manager及插件標簽之間切換，如圖1-15所示。

12）若想切換Feature Manager設計樹的顯示狀態，按F9或單擊視圖、Feature Manager樹區域，此方法在全屏模式中尤其有用。

圖1-15 切換標簽

1.1.5 鼠標常用方法

鼠標在SolidWorks軟件中的應用頻率非常高，可以用其實現平移、縮放、旋轉、繪制幾何圖元以及創建特征等操作。基于SolidWorks系統的特點，建議讀者使用三鍵滾輪鼠標，在設計時可以有效地提高設計效率。表1-1列出了三鍵滾輪鼠標的使用方法。

表1-1 三鍵滾輪鼠標的使用方法