1.1 SolidWorks概述

1.1.1 三維設(shè)計(jì)軟件的優(yōu)勢

現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件已經(jīng)被許多企業(yè)和設(shè)計(jì)院校所使用，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。通過大量的實(shí)踐表明，三維CAD軟件比二維CAD具有更大的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在以下幾方面。

1) 零件設(shè)計(jì)更加方便

使用三維CAD軟件，可以直接設(shè)計(jì)立體實(shí)物，特征回退技術(shù)、特征順序調(diào)整技術(shù)可以把建模過程演示出來，使人一目了然；也可以在裝配環(huán)境下，利用相鄰零件的位置及形狀來設(shè)計(jì)新零件，避免了單獨(dú)設(shè)計(jì)零件導(dǎo)致裝配的失敗。

2) 零件裝配更加直觀

三維CAD軟件可以實(shí)現(xiàn)虛擬裝配，如圖1-2所示。在裝配過程中，“資源查找器”中的“裝配路徑查找器”記錄了零件之間的裝配關(guān)系，若裝配不正確即予以顯示。另外，零件還可以隱藏，在隱藏了外部零件的時(shí)候，可清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)。整個(gè)機(jī)器裝配模型完成后還能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)演示，對(duì)于有一定運(yùn)動(dòng)行程要求的，可檢驗(yàn)行程是否達(dá)到要求，及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報(bào)廢。

3) 縮短設(shè)計(jì)周期

采用三維CAD技術(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)間縮短了近1/3，大幅度地提高了設(shè)計(jì)效率。采用三維CAD軟件進(jìn)行新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，只需對(duì)其中部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和裝配，而大部分零部件的設(shè)計(jì)都繼承以往的信息。另外，三維CAD軟件具有高度變型設(shè)計(jì)能力，能夠通過快速重構(gòu)，得到一種全新的機(jī)械產(chǎn)品。

4) 提高設(shè)計(jì)質(zhì)量

三維CAD技術(shù)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，如有限元受力分析、產(chǎn)品的虛擬制造、運(yùn)動(dòng)仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)等，提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。同時(shí)，若采用 CAD/CAPP/CAM 進(jìn)行產(chǎn)品加工，一致性更好，產(chǎn)品質(zhì)量相應(yīng)提高。

1.1.2 三維設(shè)計(jì)軟件的種類

經(jīng)過多年的高速發(fā)展后，三維CAD家族“人丁興旺”。例如，影視行業(yè)、建筑行業(yè)和機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的三維 CAD。同時(shí)，隨著三維技術(shù)的日趨成熟，CAD 軟件的專業(yè)性也更加明顯。就機(jī)械行業(yè)而言，主要三維軟件有如下幾種。

UGS公司的NX（高端）和Solid Edge（中端）。該公司軟件幾乎壟斷了汽車行業(yè)，而且三維軟件行業(yè)的最大內(nèi)核Parasolid就是UGS公司的產(chǎn)品。

達(dá)索集團(tuán)的 CATIA（高端）和 SolidWorks（中端）。CATIA 幾乎壟斷航空業(yè)用戶。PTC公司的Pro/ENGINEER，主要應(yīng)用于模具行業(yè)。Autodesk公司的Inventor主要優(yōu)點(diǎn)是可以很好地讀取AutoCAD圖樣。

1.1.3 SolidWorks軟件

SolidWorks 機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件是一個(gè)基于特征的參數(shù)化實(shí)體建模設(shè)計(jì)工具，一貫倡導(dǎo)三維CAD軟件的易用性、高效性，其主要的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)有以下幾方面。

1) 操作簡單

SolidWorks全面采用Microsoft Windows的技術(shù)，支持特征的“剪切、復(fù)制、粘貼”等操作，對(duì)于熟悉Windows的設(shè)計(jì)人員來說，十分方便。

2) 清晰、直觀、親切友好的“全動(dòng)感”用戶界面

“全動(dòng)感”的用戶界面使設(shè)計(jì)過程變得非常輕松，動(dòng)態(tài)控標(biāo)用不同的顏色及說明提醒設(shè)計(jì)者目前的操作，可以使設(shè)計(jì)者清楚現(xiàn)在做什么；標(biāo)注可以使設(shè)計(jì)者在圖形區(qū)域就給定特征的有關(guān)參數(shù)；鼠標(biāo)確認(rèn)和豐富的右鍵菜單使得設(shè)計(jì)零件非常容易；建立特征時(shí)，無論鼠標(biāo)在什么位置，都可以快速確定特征建立；圖形區(qū)域動(dòng)態(tài)的預(yù)覽，使得在設(shè)計(jì)過程中就可以審視設(shè)計(jì)的合理性；利用特征管理器設(shè)計(jì)樹，設(shè)計(jì)人員可以更好地通過管理和修改特征來控制零件、裝配和工程圖；屬性管理器提供了非常方便的查看和修改屬性操作，同時(shí)減少了圖形區(qū)域的對(duì)話框，使設(shè)計(jì)界面簡捷、明快；配置管理器很容易地建立和修改零件或裝配的不同形態(tài)，大大提高了設(shè)計(jì)效率。

3) 靈活的草圖繪制和檢查功能

草圖繪制狀態(tài)和特征定義狀態(tài)有明顯的區(qū)分標(biāo)志，設(shè)計(jì)者可以很容易清楚自己的操作狀態(tài)；草圖繪制更加容易，可以快速適應(yīng)并掌握SolidWorks靈活的繪圖方式：單擊—單擊式或單擊—拖動(dòng)式。單擊—單擊式的繪制方式非常接近AutoCAD軟件；繪制草圖過程中的動(dòng)態(tài)反饋和推理可以自動(dòng)添加幾何約束，使得繪圖時(shí)非常清楚和簡單；草圖中采用不同的顏色顯示草圖的不同狀態(tài)；拖動(dòng)草圖的圖元，可以快速改變草圖形狀甚至是幾何關(guān)系或尺寸值；可以檢查草圖的合理性。“方程式編輯器”功能不僅可以建立尺寸之間的關(guān)系，并且可以設(shè)定尺寸的求解順序視圖。

4) 強(qiáng)大的特征建立能力和零件與裝配的控制功能

SolidWorks 軟件具有強(qiáng)大的基于特征的實(shí)體建模功能。通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁特征、高級(jí)抽殼、特征陣列及打孔等操作來實(shí)現(xiàn)零件的設(shè)計(jì)；可以對(duì)特征和草圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改；利用 FeaturePalette 窗口，只需簡單地拖動(dòng)到零件中就可以快速建立特征；“啟用凍結(jié)欄”功能可以控制是否需要重建特定的特征。

利用零件和裝配體的配置不僅可以利用現(xiàn)有的設(shè)計(jì)，建立企業(yè)的產(chǎn)品庫，而且解決了系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)問題；可以利用 Excel 軟件驅(qū)動(dòng)配置，從而自動(dòng)生成零件或裝配體；在裝配中可以實(shí)現(xiàn)智能化裝配，可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)裝配干涉檢查和間隙檢測，以及靜態(tài)干涉檢查；可以動(dòng)畫式裝配和動(dòng)態(tài)查看裝配體運(yùn)動(dòng)；SolidWorks 提供專業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)件庫，引用和查詢標(biāo)準(zhǔn)件庫非常方便，系統(tǒng)提供清晰的組織層次，從標(biāo)準(zhǔn)件的大類、小類到具體規(guī)格和參數(shù)。同時(shí)還支持自定義設(shè)計(jì)擴(kuò)充的標(biāo)準(zhǔn)件庫。

5) 自動(dòng)生成工程圖功能

可以為三維模型自動(dòng)產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標(biāo)注；使用RapidDraft工程圖技術(shù)，可以將工程圖與三維模型單獨(dú)進(jìn)行操作，以加快工程圖的操作，但仍然保持與三維模型的相關(guān)性；可以建立各種類型的投影視圖、剖面視圖和局部放大圖。在裝配圖生成過程中，零件序號(hào)可以在裝配圖上準(zhǔn)確排列，自動(dòng)生成 BOM 表，同時(shí)具有非常強(qiáng)大的表格編輯功能和模板定制功能，符合我國工程師的設(shè)計(jì)習(xí)慣和企業(yè)管理需求。

6) 動(dòng)畫功能

通過簡單直觀的操作，設(shè)計(jì)者不僅可以建立反映裝配過程、爆炸視圖、主視角漫游、運(yùn)動(dòng)過程的動(dòng)畫，而且可以動(dòng)態(tài)調(diào)整馬達(dá)大小、軸承載荷和行程范圍。同時(shí)可以通過程序控制部件的運(yùn)行軌跡。

7) 渲染功能

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，渲染越來越重要。動(dòng)感真實(shí)的圖片用于產(chǎn)品發(fā)布或演示。用PhotoWorks的菜單和工具欄中的命令，可以方便地得到高品質(zhì)的三維模型圖片。PhotoWorks軟件中包括一個(gè)巨大的材質(zhì)庫和紋理庫，用戶可以自定義燈光、陰影、背景、景觀等選項(xiàng)，為SolidWorks零件和裝配體選擇好合適的材料屬性，生成一系列用于日后交流的品質(zhì)圖片文件。

8) 成本計(jì)算功能和審閱功能

成本控制與企業(yè)利益休戚相關(guān)。SolidWorks Costings 可以自動(dòng)計(jì)算鈑金件和機(jī)加工零件的制造成本。設(shè)計(jì)師可以在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中根據(jù)成本做出決策，針對(duì)不同的場景進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)報(bào)價(jià)流程自動(dòng)化。“大型設(shè)計(jì)審閱”模式是打開并查驗(yàn)大型裝配體的最快方法。可以對(duì)任何裝配零部件進(jìn)行檢查、剖切和測量。

9) 方便的數(shù)據(jù)交換功能

可以通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式與其他CAD軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；提供數(shù)據(jù)輸入診斷功能，允許用戶對(duì)輸入的實(shí)體執(zhí)行幾何體簡化、模型誤差重設(shè)及冗余拓?fù)湟瞥?/p>

10) 支持工作組協(xié)同作業(yè)

3DMeeting是基于微軟NetMeeting技術(shù)而開發(fā)的專門為SolidWorks設(shè)計(jì)人員提供的協(xié)同工作環(huán)境，利用3DMeeting可以通過Internet實(shí)時(shí)地協(xié)同工作；支持Web目錄，可以將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存放在互聯(lián)網(wǎng)的文件夾中，和存放在本地硬盤一樣方便；將工程圖輸出成eDrawings文件格式，可以非常方便地交流設(shè)計(jì)思想；提供了自由、開放、功能完整的API開發(fā)工具接口，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況利用 VC、VB、VBA 或其他 OLE 開發(fā)程序?qū)olidWorks進(jìn)行二次開發(fā)。

11) SolidWorks合作伙伴計(jì)劃和集成軟件

作為“基于 Windows 平臺(tái)的 CAD/CAE/CAM/PDM 桌面集成系統(tǒng)”的核心軟件， SolidWorks完整提供了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的解決方案。而SolidWorks“合作伙伴計(jì)劃”又提供了許多高性價(jià)比的解決方案，SolidWorks 用戶可以從非常廣泛的范圍內(nèi)選擇在產(chǎn)品開發(fā)、加工制造以及數(shù)據(jù)管理的各個(gè)方面的軟件。其中，許多“金牌產(chǎn)品”與SolidWorks完全集成，在相應(yīng)領(lǐng)域中處于領(lǐng)先水平。