5.1 實體建模的一般過程

用SolidWorks 2019創建零件模型的方法十分靈活，主要有以下幾種。

1．“積木”式的方法

這是大部分機械零件的實體三維模型的創建方法。這種方法是先創建一個反映零件主要形狀的基礎特征，然后在這個基礎特征上添加其他特征，如拉伸、旋轉、倒角和圓角特征等。

2．由曲面生成零件的實體三維模型的方法

這種方法是先創建零件的曲面特征，然后把曲面轉換成實體模型。

3．從裝配體中生成零件的實體三維模型的方法

這種方法是先創建裝配體，然后在裝配體中創建零件。

本章主要介紹用第一種創建零件模型的方法的一般過程，其他方法將在后面的章節中陸續介紹。

下面以一個簡單實體三維模型為例，說明用SolidWorks 2019創建零件三維模型的一般過程，同時介紹拉伸特征的基本概念及其創建方法。實體三維模型如圖5.1.1所示。

5.1.1 新建一個零件三維模型

新建一個零件三維模型的操作步驟如下。

Step1. 選擇下拉菜單命令（或在“常用”工具欄中單擊按鈕），此時系統彈出圖5.1.2所示的“新建SOLIDWORKS文件”對話框。

Step2. 選擇文件類型。在該對話框中選擇文件類型為“零件”，然后單擊按鈕。

說明：每次新建一個文件，SolidWorks系統都會顯示一個默認名。如果要創建的是零件，默認名的格式是“零件”后加序號（如零件1），然后再新建一個零件，序號自動加1。

5.1.2 創建一個拉伸特征作為零件的基礎特征

基礎特征是一個零件的主要結構特征，創建什么樣的特征作為零件的基礎特征比較重要，一般由設計者根據產品的設計意圖和零件的特點靈活掌握。本例中三維模型的基礎特征是圖5.1.3所示的拉伸特征。拉伸特征是最基本且經常使用的基礎零件造型特征，它是通過將草繪橫斷面沿著垂直方向拉伸而形成的。

1．選取拉伸特征命令

選取特征命令一般有下面兩種方法。

方法一：從下拉菜單中獲取特征命令。如圖5.1.4所示，選擇下拉菜單命令。

方法二：從工具欄中獲取特征命令。直接單擊“特征（F）”工具欄中的命令按鈕。

說明：選擇特征命令后，屏幕的圖形區中應該顯示圖5.1.5所示的三個相互垂直的默認基準平面。這三個基準平面在一般情況下處于隱藏狀態，在創建第一個特征時就會顯示出來，以供用戶選擇其作為草圖基準面。若想使它們一直處于顯示狀態，可在設計樹中右擊這三個基準面，從系統彈出的快捷菜單中選擇命令。

2．定義拉伸特征的橫斷面草圖

定義拉伸特征橫斷面草圖的方法有兩種：第一種是選擇已有草圖作為橫斷面草圖；第二種是創建新草圖作為橫斷面草圖。本例中介紹第二種方法，具體定義過程如下。

Step1. 定義草圖基準面。

對草圖基準面的概念和有關選項介紹如下。

● 草圖基準面是特征橫斷面或軌跡的繪制平面。

● 選擇的草圖基準面可以是前視基準面、上視基準面或右視基準面中的一個，也可以是模型的某個表面。

完成上步操作后，系統彈出圖5.1.6所示的“拉伸”對話框，在系統的提示下，選取前視基準面作為草圖基準面，進入草圖繪制環境。

Step2. 繪制橫斷面草圖。

基礎拉伸特征的橫斷面草圖是圖5.1.7所示的封閉邊界。下面介紹繪制特征橫斷面草圖的一般步驟。

（1）設置草圖環境，調整草圖繪制區。

操作提示與注意事項：

● 進入草圖繪制環境后，系統不會自動調整草圖視圖方位，此時應單擊“標準視圖（E）”工具欄中的“正視于”按鈕，調整到正視于草圖的方位（即使草圖基準面與屏幕平行）。

● 除可以移動和縮放草圖繪制區外，如果用戶想在三維空間繪制草圖或希望看到模型橫斷面草圖在三維空間的方位，可以旋轉草圖繪制區，方法是按住鼠標的中鍵并移動鼠標，此時可看到圖形跟著鼠標旋轉而旋轉。

（2）創建橫斷面草圖。

下面將介紹創建橫斷面草圖的一般操作步驟，在后續章節中，創建橫斷面草圖時可參照以下內容。

① 繪制橫斷面幾何圖形的大體輪廓。

操作提示與注意事項：

● 繪制橫斷面草圖時，開始時沒有必要很精確地繪制橫斷面的幾何形狀、位置和尺寸，只要大概的形狀與圖5.1.8相似即可。

● 繪制直線時，可直接建立水平約束和垂直約束，詳細操作步驟可參見第4章中草圖繪制的相關內容。

② 創建幾何約束。創建圖5.1.9所示的水平、豎直、對稱、相等和重合約束。

說明：創建對稱約束時，需先繪制中心線，并建立中心線與原點的重合約束，如圖5.1.9所示。

③ 創建尺寸約束。單擊“草圖”工具欄中的按鈕，標注圖5.1.10所示的五個尺寸，建立尺寸約束。

說明：每次標注尺寸時，系統都會彈出“修改”對話框，并提示所選尺寸的屬性，此時可先關閉該對話框，然后進行尺寸的總體設計。

④ 修改尺寸。將尺寸修改為設計要求的尺寸，如圖5.1.11所示。其操作提示與注意事項如下。

● 尺寸的修改應安排在建立完約束以后進行。

● 注意修改尺寸的順序，先修改對橫斷面外觀影響不大的尺寸。

Step3. 完成草圖繪制后，選擇下拉菜單命令，系統退出草圖繪制環境。

說明：

除Step3這種方法外，還有以下三種方法可退出草繪環境。

● 單擊圖形區右上角的“退出草圖”按鈕。“退出草圖”按鈕的位置一般如圖5.1.12所示。

● 在圖形區右擊，從系統彈出的快捷菜單中選擇命令。

● 單擊“草圖”工具欄中的按鈕，使之處于彈起狀態。

繪制實體拉伸特征的橫斷面時，應該注意如下要求。

● 橫斷面必須閉合，橫斷面的任何部位都不能有缺口（圖5.1.13a）。

● 橫斷面的任何部位不能探出多余的線頭（圖5.1.13b）。

● 橫斷面可以包含一個或多個封閉環，生成特征后，外環以實體填充，內環則為孔。環與環之間也不能有直線（或圓弧等）相連（圖5.1.13c）。

● 曲面拉伸特征的橫斷面可以是開放的，但橫斷面不能有多于一個的開放環。

3．定義拉伸類型

退出草圖繪制環境后，系統彈出圖5.1.14所示的“凸臺-拉伸”對話框，在該對話框中不進行選項操作，接受系統默認的實體類型即可。

說明：

● 利用“凸臺-拉伸”對話框可以創建實體和薄壁兩種類型的特征，下面分別介紹。

? 實體類型：創建實體類型時，實體特征的草繪橫斷面完全由材料填充，如圖5.1.15所示。

? 薄壁類型：在“凸臺-拉伸”對話框中選中復選框，可以將特征定義為薄壁類型。在由草圖橫斷面生成實體時，薄壁特征的草圖橫斷面是由材料填充成均勻厚度的環，環的內側、外側或中心輪廓邊是草繪橫斷面，如圖5.1.16所示。

● 在“凸臺-拉伸”對話框的區域中單擊“拔模開關”按鈕，可以在創建拉伸特征的同時對實體進行拔模操作，拔模方向分為內外兩種，由是否選中復選框決定，圖5.1.17所示即為拉伸時的拔模操作。

4．定義拉伸深度屬性

Step1. 定義拉伸深度方向。采用系統默認的深度方向。

說明：按住鼠標的中鍵并移動鼠標，可將草圖旋轉到三維視圖狀態，此時在模型中可看到一個拖動手柄，該手柄表示特征拉伸深度的方向；要改變拉伸深度的方向，可在“凸臺-拉伸”對話框的區域中單擊“反向”按鈕；若選擇深度類型為“雙向拉伸”，則拖動手柄有兩個箭頭，如圖5.1.18所示。

Step2. 定義拉伸深度類型。

在“凸臺-拉伸”對話框的區域的下拉列表中選擇選項，在區域的下拉列表中選擇選項，如圖5.1.19所示。

圖5.1.19所示的“凸臺-拉伸”對話框中各選項的說明如下。

● 區域下拉列表中各選項表示的是拉伸深度的起始元素，各元素說明如下。

? 選項：表示特征從草圖基準面開始拉伸。

? 選項：若選取此選項，則需選擇一個面作為拉伸起始面。

? 選項：若選取此選項，則需選擇一個頂點，頂點所在的面即為拉伸起始面（此面與草圖基準面平行）。

? 選項：若選取此選項，則需輸入一個數值，此數值代表拉伸起始面與草繪基準面的距離。必須注意的是，當拉伸為反向時，可以單擊下拉列表中的按鈕，但不能在文本框中輸入負值。

● 區域下拉列表中各拉伸深度類型選項的說明如下。

? 選項：可以創建確定深度尺寸類型的特征，此時特征將從草圖平面開始，按照所輸入的數值（拉伸深度值）向特征創建的方向一側進行拉伸。

? 選項：特征在拉伸方向上延伸，直至與指定頂點所在的面相交（此面必須與草圖基準面平行）。

? 選項：特征在拉伸方向上延伸，直到與指定的平面相交。

? 選項：若選擇此選項，則需先選擇一個面，并輸入指定的距離，特征將從拉伸起始面開始到所選面指定距離處終止。

? 選項：特征將從拉伸起始面沿拉伸方向延伸，直到與指定的實體相交。

? 選項：可以創建對稱類型的特征，此時特征將在拉伸起始面的兩側進行拉伸，輸入的深度值被拉伸起始面平均分割，即起始面兩邊的深度值相等。

● 選擇拉伸類型時，要考慮下列規則。

? 如果特征要終止于其到達的第一個曲面，則需選擇選項。

? 如果特征要終止于其到達的最后一個曲面，則需選擇選項。

? 選擇選項時，可以選擇一個基準平面作為終止面。

? “穿過”特征可設置有關深度參數，修改偏離終止平面（或曲面）的特征深度。

? 圖5.1.20顯示了拉伸特征的有效深度選項。

Step3. 定義拉伸深度值。在“凸臺-拉伸”對話框區域的文本框中輸入數值80.0，并按Enter鍵，完成拉伸深度值的定義。

說明：

定義拉伸深度值還可通過拖動手柄來實現，方法是選中拖動手柄直到其變紅，然后移動鼠標并單擊以確定所需深度值。

5．完成凸臺特征的定義

Step1. 特征的所有要素被定義完畢后，單擊對話框中的按鈕，預覽所創建的特征，以檢查各要素的定義是否正確。

說明：預覽時，可按住鼠標中鍵進行旋轉查看，如果所創建的特征不符合設計意圖，可選擇對話框中的相關選項重新定義。

Step2. 預覽完成后，單擊“凸臺-拉伸”對話框中的按鈕，完成特征的創建。

5.1.3 添加其他拉伸特征

1．添加薄壁拉伸特征

在創建零件的基礎特征后，可以增加其他特征。現在要創建圖5.1.21所示的薄壁拉伸特征，操作步驟如下。

Step1. 選擇命令。選擇下拉菜單命令（或單擊“特征（F）”工具欄中的按鈕），系統將彈出圖5.1.22所示的“拉伸”對話框。

說明：此處的“拉伸”對話框與圖5.1.6所示的“拉伸”對話框顯示的信息不同，原因是在此處添加的薄壁拉伸特征可以使用現有草圖作為橫斷面草圖。其中的現有草圖指的是創建基準拉伸特征過程中創建的橫斷面草圖。

Step2. 創建橫斷面草圖。

（1）選取草圖基準面。選取圖5.1.23所示的模型表面作為草圖基準面，進入草圖繪制環境。

（2）繪制特征的橫斷面草圖。

① 繪制草圖輪廓。

a）繪制圖5.1.24所示的橫斷面草圖的大體輪廓。

b）轉換實體引用。選取圖5.1.24所示的邊線，然后選擇下拉菜單命令（或在“草圖”工具欄中單擊按鈕），該邊線變亮，其上面出現“實體轉換引用”的約束符號，此時該邊線就變成當前草圖的一部分。

關于“轉換實體引用”的說明如下。

● “轉換實體引用”的用途分為轉換模型邊線和轉換外部草圖實體兩種。

● 轉換模型的邊線包括模型上一條或多條邊線。

● 轉換外部草圖實體包括一個或多個草圖實體。

② 建立幾何約束。建立圖5.1.25所示的對稱和相切約束。

③ 建立尺寸約束。標注圖5.1.25所示的兩個尺寸。

④ 修改尺寸。將尺寸修改為設計要求的尺寸，并且裁剪多余的邊線。

⑤ 完成草圖繪制后，選擇下拉菜單命令，退出草圖繪制環境。

Step3. 選擇拉伸類型。在“凸臺-拉伸”對話框中選中復選框，創建薄壁拉伸特征。

Step4. 定義薄壁屬性。

（1）選取薄壁厚度類型。在“凸臺-拉伸”對話框區域的下拉列表中選擇選項。

（2）定義薄壁厚度值。在區域的文本框中輸入深度值5.00，如圖5.1.26所示，單擊區域中的按鈕。

說明：如圖5.1.26所示，打開“拉伸”對話框中區域的下拉列表，列表中各薄壁深度類型選項說明如下。

● ：使用指定的壁厚向一個方向拉伸草圖。

● ：在草圖的兩側各以指定壁厚的一半向兩個方向拉伸草圖。

● ：在草圖的兩側各使用不同的壁厚向兩個方向拉伸草圖（指定為方向1厚度和方向2厚度）。

Step5. 定義拉伸深度屬性。

（1）選取深度方向。單擊區域中的按鈕，選取與默認方向相反的方向。

（2）選取深度類型。在“凸臺-拉伸”對話框區域的下拉列表中選擇選項。

（3）定義深度值。在區域的文本框中輸入深度值20.00。

Step6. 單擊“凸臺-拉伸”對話框中的按鈕，完成特征的創建。

2．添加切除類拉伸特征

切除-拉伸特征的創建方法與凸臺-拉伸特征的創建方法基本一致，只不過凸臺-拉伸是增加實體，而切除-拉伸則是減去實體。

現在要創建圖5.1.27所示的切除-拉伸特征，其一般操作步驟如下。

Step1. 選擇命令。選擇下拉菜單命令（或單擊“特征（F）”工具欄中的按鈕），系統彈出“切除-拉伸”對話框。

Step2. 創建特征的橫斷面草圖。

（1）選取草圖基準面。選取圖5.1.28所示的模型表面作為草圖基準面。

（2）繪制橫斷面草圖。在草繪環境中創建圖5.1.29所示的橫斷面草圖。

① 繪制一個六邊形的輪廓，創建圖5.1.29所示的三個尺寸約束。

② 將尺寸修改為設計要求的目標尺寸。

③ 完成草圖繪制后，選擇下拉菜單命令，退出草圖繪制環境，此時系統彈出圖5.1.30所示的“切除-拉伸”對話框。

Step3. 定義拉伸深度。

（1）選取深度方向。采用系統默認的深度方向。

（2）選取深度類型。在“切除-拉伸”對話框區域的下拉列表中選擇選項。

說明：

● 選項的含義是，特征將把沿深度方向遇到的第一個曲面作為拉伸終止面。在創建基礎特征時，“切除-拉伸”對話框區域的下拉列表中沒有此選項，因為模型文件中不存在其他實體。

● “切除-拉伸”對話框區域中有一個復選框，若選中此復選框，系統將移除輪廓外的實體（默認情況下，系統切除的是輪廓內的實體）。

Step4. 單擊“切除-拉伸”對話框中的按鈕，完成特征的創建。

Step5. 保存模型文件。選擇下拉菜單命令，保存文件名稱為slide。

說明：有關模型文件的保存，詳細請參見5.1.4節“保存文件”的具體內容。

5.1.4 保存文件

保存文件操作分兩種情況：一種是所要保存的文件存在舊文件，如果執行文件保存命令后，系統將自動覆蓋當前文件的舊文件；另一種是所要保存的文件為新建文件，如果執行該命令，則系統會彈出操作對話框。下面以新建的文件slide為例，說明保存文件的一般操作步驟。

Step1. 選擇下拉菜單命令（或單擊“標準”工具欄中的按鈕），系統彈出圖5.1.31所示的“另存為”對話框。

Step2. 在“另存為”對話框中選擇文件保存的路徑，在文本框中輸入可以識別的文件名，單擊按鈕，即可保存文件。

注意：

● 下拉菜單中還有一個命令，與命令的區別在于命令是保存當前的文件；命令是將當前的文件復制并進行保存，并且保存時可以更改文件的名稱，原文件不受影響。

● 如果已打開多個文件，并對這些文件進行過編輯，則可以用下拉菜單中的命令將所有文件進行保存。