1.1 SolidWorks概述

1.1.1 三維設計軟件的優勢

現階段，計算機輔助設計(CAD)軟件已經被許多企業和設計院校所使用，其應用領域也越來越廣泛。通過大量的實踐表明，三維CAD軟件比二維CAD具有更大的優勢，具體表現在以下幾方面。

1) 零件設計更加方便

使用三維CAD軟件，可以直接設計立體實物，特征回退技術、特征順序調整技術可以把建模過程演示出來，使人一目了然；也可以在裝配環境下，利用相鄰零件的位置及形狀來設計新零件，避免了單獨設計零件導致裝配的失敗。

2) 零件裝配更加直觀

三維CAD軟件可以實現虛擬裝配，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候，可清楚地看到內部的裝配結構。整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示，對于有一定運動行程要求的，可檢驗行程是否達到要求，及時對設計進行更改，避免了產品生產后才發現需要修改甚至報廢。

3) 縮短設計周期

采用三維CAD技術，設計時間縮短了近1/3，大幅度地提高了設計效率。采用三維CAD軟件進行新產品的開發設計時，只需對其中部分零部件進行重新設計和裝配，而大部分零部件的設計都繼承以往的信息。另外，三維CAD軟件具有高度變型設計能力，能夠通過快速重構，得到一種全新的機械產品。

4) 提高設計質量

三維CAD技術采用先進的設計方法，如有限元受力分析、產品的虛擬制造、運動仿真和優化設計等，提高了產品的設計質量。同時，若采用 CAD/CAPP/CAM 進行產品加工，一致性更好，產品質量相應提高。

1.1.2 三維設計軟件的種類

經過多年的高速發展后，三維CAD家族“人丁興旺”。例如，影視行業、建筑行業和機械設計行業的三維 CAD。同時，隨著三維技術的日趨成熟，CAD 軟件的專業性也更加明顯。就機械行業而言，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，而且三維軟件行業的最大內核Parasolid就是UGS公司的產品。

達索集團的 CATIA（高端）和 SolidWorks（中端）。CATIA 幾乎壟斷航空業用戶。PTC公司的Pro/ENGINEER，主要應用于模具行業。Autodesk公司的Inventor主要優點是可以很好地讀取AutoCAD圖樣。

1.1.3 SolidWorks軟件

SolidWorks 機械設計自動化軟件是一個基于特征的參數化實體建模設計工具，一貫倡導三維CAD軟件的易用性、高效性，其主要的特點和優點有以下幾方面。

1) 操作簡單

SolidWorks全面采用Microsoft Windows的技術，支持特征的“剪切、復制、粘貼”等操作，對于熟悉Windows的設計人員來說，十分方便。

2) 清晰、直觀、親切友好的“全動感”用戶界面

“全動感”的用戶界面使設計過程變得非常輕松，動態控標用不同的顏色及說明提醒設計者目前的操作，可以使設計者清楚現在做什么；標注可以使設計者在圖形區域就給定特征的有關參數；鼠標確認和豐富的右鍵菜單使得設計零件非常容易；建立特征時，無論鼠標在什么位置，都可以快速確定特征建立；圖形區域動態的預覽，使得在設計過程中就可以審視設計的合理性；利用特征管理器設計樹，設計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，同時減少了圖形區域的對話框，使設計界面簡捷、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，大大提高了設計效率。

3) 靈活的草圖繪制和檢查功能

草圖繪制狀態和特征定義狀態有明顯的區分標志，設計者可以很容易清楚自己的操作狀態；草圖繪制更加容易，可以快速適應并掌握SolidWorks靈活的繪圖方式：單擊—單擊式或單擊—拖動式。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態反饋和推理可以自動添加幾何約束，使得繪圖時非常清楚和簡單；草圖中采用不同的顏色顯示草圖的不同狀態；拖動草圖的圖元，可以快速改變草圖形狀甚至是幾何關系或尺寸值；可以檢查草圖的合理性?！胺匠淌骄庉嬈鳌惫δ懿粌H可以建立尺寸之間的關系，并且可以設定尺寸的求解順序視圖。

4) 強大的特征建立能力和零件與裝配的控制功能

SolidWorks 軟件具有強大的基于特征的實體建模功能。通過拉伸、旋轉、薄壁特征、高級抽殼、特征陣列及打孔等操作來實現零件的設計；可以對特征和草圖進行動態修改；利用 FeaturePalette 窗口，只需簡單地拖動到零件中就可以快速建立特征；“啟用凍結欄”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有的設計，建立企業的產品庫，而且解決了系列產品的設計問題；可以利用 Excel 軟件驅動配置，從而自動生成零件或裝配體；在裝配中可以實現智能化裝配，可以進行動態裝配干涉檢查和間隙檢測，以及靜態干涉檢查；可以動畫式裝配和動態查看裝配體運動；SolidWorks 提供專業化的標準件庫，引用和查詢標準件庫非常方便，系統提供清晰的組織層次，從標準件的大類、小類到具體規格和參數。同時還支持自定義設計擴充的標準件庫。

5) 自動生成工程圖功能

可以為三維模型自動產生工程圖，包括視圖、尺寸和標注；使用RapidDraft工程圖技術，可以將工程圖與三維模型單獨進行操作，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，零件序號可以在裝配圖上準確排列，自動生成 BOM 表，同時具有非常強大的表格編輯功能和模板定制功能，符合我國工程師的設計習慣和企業管理需求。

6) 動畫功能

通過簡單直觀的操作，設計者不僅可以建立反映裝配過程、爆炸視圖、主視角漫游、運動過程的動畫，而且可以動態調整馬達大小、軸承載荷和行程范圍。同時可以通過程序控制部件的運行軌跡。

7) 渲染功能

在產品設計中，渲染越來越重要。動感真實的圖片用于產品發布或演示。用PhotoWorks的菜單和工具欄中的命令，可以方便地得到高品質的三維模型圖片。PhotoWorks軟件中包括一個巨大的材質庫和紋理庫，用戶可以自定義燈光、陰影、背景、景觀等選項，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圖片文件。

8) 成本計算功能和審閱功能

成本控制與企業利益休戚相關。SolidWorks Costings 可以自動計算鈑金件和機加工零件的制造成本。設計師可以在整個設計過程中根據成本做出決策，針對不同的場景進行建模，實現報價流程自動化?！按笮驮O計審閱”模式是打開并查驗大型裝配體的最快方法?？梢詫θ魏窝b配零部件進行檢查、剖切和測量。

9) 方便的數據交換功能

可以通過標準數據格式與其他CAD軟件進行數據交換；提供數據輸入診斷功能，允許用戶對輸入的實體執行幾何體簡化、模型誤差重設及冗余拓撲移除。

10) 支持工作組協同作業

3DMeeting是基于微軟NetMeeting技術而開發的專門為SolidWorks設計人員提供的協同工作環境，利用3DMeeting可以通過Internet實時地協同工作；支持Web目錄，可以將設計數據存放在互聯網的文件夾中，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計思想；提供了自由、開放、功能完整的API開發工具接口，用戶可以根據實際情況利用 VC、VB、VBA 或其他 OLE 開發程序對SolidWorks進行二次開發。

11) SolidWorks合作伙伴計劃和集成軟件

作為“基于 Windows 平臺的 CAD/CAE/CAM/PDM 桌面集成系統”的核心軟件， SolidWorks完整提供了產品設計的解決方案。而SolidWorks“合作伙伴計劃”又提供了許多高性價比的解決方案，SolidWorks 用戶可以從非常廣泛的范圍內選擇在產品開發、加工制造以及數據管理的各個方面的軟件。其中，許多“金牌產品”與SolidWorks完全集成，在相應領域中處于領先水平。