本节首先对SOLIDWORKS的背景及主要特点进行简单的介绍,让读者对该软件有一个大致的认识。
20 世纪90 年代初,国际微型计算机(简称微机)市场发生了根本性的变化,微机性能大幅提高,而价格一路下滑,微机卓越的性能足以支持运行三维CAD软件。为了开发基于微机的三维CAD软件,1993年,美国参数技术(PTC)公司的技术副总裁与计算机视觉(CV)公司的副总裁成立了SOLIDWORKS公司,并于1995年成功推出了SOLIDWORKS软件。在SOLIDWORKS软件的推动下,从1998年开始,国内外陆续推出了相关软件,原来运行在UNIX操作系统的工作站CAD软件也从1999年开始,将其程序移植到了Windows操作系统中。
SOLIDWORKS采用智能化的参变量式设计理念及Windows操作系统的图形用户界面,具有卓越的几何造型和分析功能,操作灵活,运行速度快,设计过程简单、便捷,被业界称为“三维机械设计方案的领先者”,受到广大用户的青睐,在机械制图和结构设计领域中已经成为三维CAD的主流软件。利用SOLIDWORKS,设计师和工程师可以有效地为产品建模并模拟整个工程系统,缩短产品的设计和生产周期,从而制造富有创意的产品。
SOLIDWORKS是一款参变量式CAD软件。参变量式设计,是指将零件尺寸的设计用参数描述,并在设计和修改的过程中通过修改参数的数值改变零件的外形。
SOLIDWORKS在三维设计中有以下几个特点。
● SOLIDWORKS提供了一套完整的动态界面和可用鼠标拖曳控制的设置。
● 用SOLIDWORKS资源管理器可以方便地管理CAD文件。
● 配置管理是SOLIDWORKS软件体系结构中非常独特的一部分,它涉及零件设计、装配设计和工程图设计。
● SOLIDWORKS根据三维模型自动产生工程图,包括视图、尺寸和标注。
● 钣金设计:可以使用折叠、折弯、法兰、切口、标签、斜接、放样的折弯、绘制的折弯、褶边等工具创建钣金零件。
● 焊件设计:绘制框架的布局草图,并选择焊件轮廓后,SOLIDWORKS将自动生成三维焊件模型。
● 装配体建模:当创建装配体时,可以通过选取各个曲面、边线、曲线和顶点来配合零部件,创建零部件间的机械关系,进行干涉、碰撞和孔对齐检查。
● 仿真装配体运动:只需单击和拖曳零部件,即可检查装配体运动情况是否正常,以及是否存在碰撞。
● 材料明细表:可以基于设计自动生成完整的材料明细表,从而节约设计时间。
● 零件验证:SOLIDWORKS Simulation能帮助用户和专家进行零件验证,确保零件设计具有耐用性、安全性和可制造性。
● 标准零件库:通过SOLIDWORKS Toolbox可以即时访问标准零件库。
● 步路系统:可使用SOLIDWORKS Routing自动处理和加速管筒、管道、电力电缆的设计过程。
SOLIDWORKS 2025中文版(后简称SOLIDWORKS)的操作界面包括菜单栏、工具栏、状态栏、管理区域、任务窗格等,如图1-1所示。菜单栏包含SOLIDWORKS的所有命令,工具栏可用于根据文件类型(零件、装配体、工程图)来调整并设定文件的显示状态,而操作界面底部的状态栏可以提供设计人员正执行的有关功能的信息。
图1-1 操作界面
本小节对操作界面中常用的一些区域进行介绍。
菜单栏如图1-2所示,其位于操作界面的最上方,其中关键的功能集中在【插入】与【工具】菜单中。
图1-2 菜单栏
工作环境不同,SOLIDWORKS中相应的菜单及其中的命令会有所不同。在进行一定的任务操作时,不起作用的菜单命令会变成灰色,此时将无法应用该菜单命令。以【窗口】菜单为例,选择【窗口】|【视口】命令,选择【四视图】命令,如图1-3所示,此时视图将切换为四视图,如图1-4所示,但这个命令在工程图状态下无法使用。
图1-3 多视口选择
图1-4 四视图
SOLIDWORKS的工具栏包括标准主工具栏和自定义工具栏两部分。【前导视图】工具栏如图1-5所示,其以固定工具栏的形式显示在绘图区域的正上方。
图1-5 【前导视图】工具栏
(1)自定义工具栏的启用方法:选择【视图】|【工具栏】命令,如图1-6所示,或者在【视图】工具栏中单击鼠标右键,显示出工具栏菜单项。
从图1-6中可以看到,SOLIDWORKS提供了多种工具栏,方便用户使用。
图1-6 工具栏菜单项
单击某个工具栏(如【参考几何体】工具栏)后,它有可能默认排放在操作界面的边缘,可以拖曳它到绘图区域中成为浮动工具栏,如图1-7所示。
图1-7 【参考几何体】工具栏
在使用工具栏或执行工具栏中的命令时,如果将鼠标指针移动到工具栏中的工具图标附近,就会弹出一个窗口来显示该工具的名称及相应的功能,如图1-8所示,显示一段时间后,该窗口会自动消失。
图1-8 消息提示
(2)【Command Manager】(命令管理器)工具栏是一个上下文相关工具栏,它可以根据要使用的工具栏进行动态更新,默认情况下,它根据文档类型嵌入相应的工具栏。【Command Manager】工具栏下有9个不同的选项卡,分别是【特征】选项卡、【草图】选项卡、【标注】选项卡、【评估】选项卡、【MBD Dimensions】选项卡、【SOLIDWORKS插件】选项卡、【Simulation】选项卡、【MBD】选项卡、【分析准备】选项卡,如图1-9所示。
图1-9 【Command Manager】工具栏
● 【特征】和【草图】选项卡提供特征和草图的有关命令。
● 【标注】选项卡提供标注命令。
● 【评估】选项卡提供测量、检查、分析等命令。
● 【MBD Dimensions】选项卡提供自动尺寸方案的尺寸标注命令。
● 【SOLIDWORKS 插件】选项卡提供常用的插件命令。
● 【Simulation】选项卡提供应力分析的命令。
● 【MBD】选项卡提供完整的自动尺寸方案的命令。
● 【分析准备】选项卡提供有关分析的命令。
状态栏位于绘图区域的右下角,显示的是当前界面中正在编辑的内容的状态,以及鼠标指针的坐标、草图状态等信息,如图1-10所示。
图1-10 状态栏
状态栏中典型的信息如下。
草图状态:在编辑草图的过程中,状态栏会显示完全定义、过定义、欠定义、没有找到解、发现无效的解5种状态。在零件完成设计之前,建议完全定义草图。
【重建模型】图标:在更改了草图或零件而需要重建模型时,【重建模型】图标会显示在状态栏中。
【快速提示帮助】图标:它会根据SOLIDWORKS 的当前模式给出提示和选项,这对于初学者来说很有用。
操作界面的左侧为SOLIDWORKS文件的管理区域,也称为左侧区域,如图1-11所示。
图1-11 管理区域
管理区域包括
特征管理器(FeatureManager)设计树、
属性管理器(Property Manager)、
配置管理器(Configuration Manager)、
标注专家管理器(DimXpertManager)和
外观管理器(Display Manager)。
单击管理区域顶部的标签,可以在应用程序之间进行切换;单击管理区域右侧的箭头
,可以展开显示窗格,如图1-12所示。
图1-12 显示窗格
绘图区域右侧的任务窗格(见图1-13)是与管理SOLIDWORKS文件有关的工作区域。任务窗格带有SOLIDWORKS资源、设计库和文件探索器等标签。通过任务窗格,用户可以查找和使用SOLIDWORKS文件。
图1-13 任务窗格
特征管理器设计树如图1-14所示,其位于操作界面的左侧,是操作界面中比较常用的部分。它提供了激活的零件、装配体或工程图的大纲视图,用户可以很方便地查看模型或装配体的构造情况,或者工程图中的不同图纸和视图。
图1-14 特征管理器设计树
特征管理器设计树用来组织和记录模型中的各个要素及要素之间的参数信息和相互关系,以及模型、特征和零件之间的约束关系等,几乎包含所有设计信息。
特征管理器设计树的功能主要有以下几个。
(1)以名称来选择模型中的项目。可以通过在模型中选择名称来选择特征、草图、基准面及基准轴。SOLIDWORKS在这方面的操作与Windows操作系统类似,如在选择的同时按住Shift 键,可以选取多个连续项目;在选择的同时按住Ctrl键,可以选取多个非连续项目。
(2)确定和更改特征的生成顺序。在特征管理器设计树中拖曳项目可以调整特征的生成顺序,这将更改重建模型时特征重建的顺序。
(3)双击特征的名称可以显示特征的尺寸。
(4)如果要更改项目的名称,在名称上缓慢单击两次以选择该名称,然后输入新的名称即可。
(5)右击清单中的特征,然后选择父子关系,即可查看父子关系。
(6)单击鼠标右键,在特征管理器设计树里还可显示特征说明、零部件说明、零部件配置名称、零部件配置说明等项目。
(7)可以在特征管理器设计树中添加文件夹。