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计算机辅助设计SolidWorks
主讲教师 谢斌/亳州职业技术学院
学习人数 214
开课周期 2020年09月13日 ~ 2023年01月20日
教学进度
预报名
进行中
已结课
课程期次 共 123 周
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  • 常见问题
  • 第1章solidworks2012概述
  • 第2章草图绘制(总6课时)
  • 第3章 零件建模草绘特征(总8课时)
  • 更多

solidworks是有美国SolidWorks公司基于Windows平台开发的大型三维CAD/CAM/CAE软件,它具有易学易用、功能强大、技术创新三大特点。SolidWorks是三维造型设计的常用软件,受到工程设计人员的普遍欢迎,目前已经应用于机械、电子、航空航天、汽车和船舶等工程技术领域,极大地提高设计人员的设计效率,缩短了产品的生产周期。

计算机辅助设计SolidWorks是属于三维建模软件,基于Windows平台开发的机械设计自动化设计软件,采用参数化和特征建模,可对产品进行三维模型设计,装配 ,运动仿真,有限元分析 数控加工仿真等,真正实现产品的数字化设计与制造。

课程概述

      SolidWorks是三维造型设计的常用软件,受到工程设计人员的普遍欢迎,目前已经应用于机械、电子、航空航天、汽车和船舶等工程技术领域,极大地提高设计人员的设计效率,缩短了产品的生产周期。

计算机辅助设计SolidWorks是属于三维建模软件,基于Windows平台开发的机械设计自动化设计软件,采用参数化和特征建模,可对产品进行三维模型设计,装配 ,运动仿真,有限元分析 数控加工仿真等,真正实现产品的数字化设计与制造。


课程大纲
  • 第1章 SolidWorks概述
    • 1节 SolidWorks的特性
    • 2节 工程实例 压盖造型
  • 第2章 草图绘制
    • 草绘基本概念
    • 基本图形绘制
    • 草图工具上
    • 草图工具下
    • 绘制槽轮草图
    • 草图约束
    • 绘制铣刀头尾架草图
  • 第3章 零件建模草图特征
    • 零件建模草绘特征
    • 拉伸特征
    • 旋转特征
    • 扫描特征上
    • 扫描特征下
    • 放样特征
    • 筋特征
    • 工程实例 铣刀头底座
  • 第4章 放置特征与特征复制
    • 圆角与倒角
    • 阵列特征
    • 镜像特征
    • 钻孔特征
    • 工程实例 法兰 (上)
    • 工程实例 法兰(下)
  • 第5章 曲线、曲面造型
    • 曲线上
    • 曲线下
    • 工程实例 蜗杆
    • 瓶子
  • 第6章 装配体
    • 零件装配过程
    • 装配体检验
    • 智慧装配
    • 装配体中零件操作
    • 如何创建爆炸视图
  • 第8章 工程图
    • 如何建立标准三视图
    • 如何建立四种视图
    • 如何创建装配体工程图
    • 表面粗糙度
    • 尺寸标注
    • 公差标注
    • 支座工程图创建
授课目标

养成严肃、认真的科学态度和良好的自主学习方法;培养严谨的科学思维习惯和规范的操作意识;养成独立分析问题和解决问题的能力并具有协作和团队精神;能综合运用所学知识和技能独立解决实训中遇到的实际问题;具有一定的归纳、总结能力;具有一定的创新意识;具有一定的自学、表达、获取信息等各方面的能力。

 

1 知识目标
1) 熟悉计算机辅助设计SolidWorks工作界面;
2) 掌握计算机辅助设计SolidWorks软件安装过程;
3) 掌握计算机辅助设计SolidWorks绘制平面图使用方法;

4) 掌握计算机辅助设计SolidWorks特征模型构建方法;
5) 掌握计算机辅助设计SolidWorks曲线和曲面建模过程;
6) 掌握计算机辅助设计SolidWorks工程图生成方法;
7) 掌握计算机辅助设计SolidWorks装配和爆炸方法;
8) 掌握机计算机辅助设计SolidWorks三维建模与设计分析。
9) 掌握计算机辅助设计SolidWorks钣金设计和模具设计过程。
10) 掌握计算机辅助设计SolidWorks运动仿真流程。
2 专业能力目标
1) 能安装计算机辅助设计SolidWorks软件;
2) 能构建计算机辅助设计SolidWorks零件模型;
3) 能按要求创建工程图;
4) 能创建简单的钣金和模具设计;

5) 能进行机械运动仿真和创建动画。

6) 能熟练利用软件设计产品。
3 社会能力目标
1) 爱国爱党, 形成正确的世界观、 人生观和价值观;
2) 养成良好的道德观念、 法制观念、 文明行为习惯和完美的品格;
3) 养成爱岗金敬业、 遵守纪律、 一丝不苟的优良职业道德;
4) 具有较强的人文素养, 具备自主学习和可持续发展的能力;
5) 具有较强的安全生产、 环境保护、 节约资源和创新的意识;
6) 具有良好的心理素质和强健的体魄;
7) 具有良好的团队合作精神和人际交流能力。



预备知识

机械制图、机械设计基础、AutoCAD

配套教材
  • SolidWorks2010 基础教程
    宋晓梅
    人民邮政出版社
参考教材
  • solidworks 2010 基础教程
    宋晓梅
    机械工业出版社
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第1章solidworks2012概述

Solidworks 是世界上第一个基于windows平台开发的优秀三维机械设计自动化软件,完全采用windows风格的用户界面,易学易用。Solidworks 主要采用参数化和特征造型技术建模,能方便、快捷、实时地创建和修改大量的复杂形体,可以缩短零件设计周期,更加清晰地表达工程师的意图。

Solidworks 是开放的系统,添加各种插件后,可以实现产品的三维建模、装配效验、运动分析、有限元分析、加工仿真、数控加工以及加工工艺的制定,以保证产品在设计、工程分析、工艺分析、加工模拟、产品制造过程中数据的一致性,从而真正实现产品的数字化设计和制造,并大幅度提高产品的设计效率和质量。此外Solidworks 也提供了开发的环境和开放的数据结构。

      1.1 solidworks2012 特性(2课时)

Solidworks是基于特征造型的参数化的实体建模软件,与其他三维造型软件一样具有相同的特征。          

1.2 用户界面

Solidworks用户界面与设计模型有关,包括零件设计模型、装配体设计模型、工程图设计模型。界面属于典型的windows应用程序界面类型,包括:菜单、工具栏、状态栏等windows界面通用元素。   

1.3 基本环境设置

要熟练地使用一套软件,必须先认识软件的工作环境,然后设置适合自己的使用环境.这样可以使设计更加便捷。使用SolidWorks软件同使用其他软件一样,用户可以根据自己的需要显示或者隐藏工具栏.以及添加或者删除工具栏中的命令按钮,还可以根据需要设置零件、装配体和工程图的工作界面。   

1.4 solidworks基本操作    

1.5 工程实例1——压盖造型(2课时)


第2章草图绘制(总6课时)

无论是基于轮廓的实体,还是使用草图驱动的实体,在形成实体之前头必须绘制草图。要绘制草图必须掌握如何进入草图编辑状态,如何退出草图编辑状态,如何绘制实体(点、直线、圆圆弧等),如何对绘制的草图实体进行编辑,包括裁剪、延伸、镜像、阵列与复制。

      2.1 草绘基本概念(2课时)

草图是有点、线、圆弧等基本几何元素构成的封闭或不封闭的几何图形。草图中包括形状、几何关系和尺寸标注3方面的信息。Solidworks特征大部分是草图特征,因此特征截面的草图绘制在零件设计中是非常重要的。         

     2.2 基本图形绘制

草图绘制的一般方法是,在图形区单击左鼠标键开始草图的绘制,通过移动或拖曳生成实体的中间部分,再次单击鼠标左键结束图形工作,每个草图实体绘制完成后控制区均会显示对应的属性管理器,通过属性管理器可调整草图实体的相关要素。         

     2.3 草图工具介绍(2课时)

草图工具主要是针对草图实体进行的操作,包括倒角、倒圆、等距实体、转换实体引用、剪切、延伸、镜像、构造线等命令。         

     2.4 草图约束(2课时)

通过草图绘制和编辑,草图具备了基本的形状。接下来的工作是给草图标注尺寸和添加几何关系,一实现对草图的完整约束。         

     2.5 工程实例5——绘制铣刀头尾架


第3章 零件建模草绘特征(总8课时)

草绘特征是指二维特征截面经过拉伸、旋转、扫描、放样等方式形成的一类实体特征,因为特征截面需以草图的方式绘制,故称为草绘特征。

     3.1 预备知识(2课时)

在学习草绘特征之前,需要掌握零件的建模步骤,了解什么事草绘特征以及特征建模时如何根据需要来建立参考基准。         

     3.2 拉伸特征

拉伸特征是最基本的草绘特征之一,也是容易操作的特征,最简单的拉伸只需要绘制一个草图便可以完成。         

     3.3 旋转特征(2课时)

旋转特征是通过绕中心旋转一个或多个轮廓来添加或移出材料,适合于构造回转体。在生成旋转特征时,需要选中旋转轴和旋转截面的草图轮廓。       

     3.4 扫描特征

扫描特征是指二维才会平面沿一个平面或空间轨迹扫描而成的一类特征。此处的轨迹线可看成是特征的外形线,而草绘平面可看成是特征截面。扫描的组成为扫描截面、扫描路径和引导线。至少需要一个扫描轮廓和一条扫描路径。        

     3.5 放样特征(2课时)

放样特征是有两个或两个以上草绘截面形成的一类特征,截面之间的特征形状是渐变的,创建放样特征时,理论上各个特征截面的线段数量应相等,并且合理地确定截面之间的对应点,如果系统自动创建的放样特征截面之间的对应点不符合用户要求,则创建放样特征时必须使用引导线。

放样的组成部分为截面草图和引导线。         

     3.6 筋特征

使用筋特征,只需要很少的草图元素就可以建立筋,建立筋特征时需要制定筋的厚度、位置、筋材料的方向和拔模斜度。         

     3.7特征编辑

零件的建模过程一般包括特征的建立和特征的管理。特征的编辑中常用的命令有特征的重定义、特征属性的修改、特征的动态修改、特征的复制与删除。         

     3.8 工程实例11——铣刀头底座(2课时)


第4 章 放置特征与特征复制

放置特征是指系统提供的或用户自定义的一类模板特征,这类特征的几何形状是确定的,通过改变其尺寸的大小,可以得到大小不同、形状相似的几何特征。要在零件建模过程中使用放置特征,一般需要提供如下信息:放置特征的位置;放置特征的尺寸。放置特征包括圆角、倒角、抽壳、钻孔。

特征复制时零件建模中常用的方法,合理使用复制特征功能可以更加准确地反应设计意图,并加快零件的建模速度。特征复制包括镜像和阵列。

        4.1 圆角特征(2课时)

圆角特征在零件上生成一个内角或外角。一个面的所有边线、所选的多组面、所选的边线或边线环均可生成圆角。            

        4.2 倒角特征

倒角工具在所选边、面或定点生成一倾特征。            

        4.3 抽壳特征

抽壳工具会掏空零件,是所选的面敞开,在剩余的面上生成薄壁特征。            

        4.4 钻孔特征

钻孔在模型上生成各种类型的孔特征。操作时在平面上放置孔并设定深度,并可以通过标注尺寸来指定其位置。

一般在设计阶段将近结束时生成孔。这样可以避免因疏忽而将材料添加到现有孔孔内的情况。孔特征包括简单直孔和异型孔。异型孔使用异型孔向导,需要其他参数,可以生成具有复杂轮廓的孔。            

        4.5 镜像特征

沿面或基准面镜像,生成一个特征或多个特征的复制。镜像时,可选择特征也可选择构成特征的面。            

        4.5 阵列特征

     阵列按按线性或圆周复制所选的源特征。

     对于线性阵列,先选特征,然后指定方向,线性距离和实例总数。

    对于圆周阵列,先选特征,再选择作为旋转中心的边线或轴,然后指定实例总数及实例的角度间距或实例总数及生成阵列的总角度。            

        4.6 工程实例13——法兰(2课时)


第5章 曲线、曲面造型(总4课时)

 在较复杂零件的建模中,常常会涉及到曲线和曲面的使用。

        5.1 曲线(2课时)

    常使用曲线来生成实体模型。可将曲线用做扫描特征的路径或引导线,或用做放样特征的引导线,或用做拔模特征的分割线。           

        5.2 曲面(2课时)

    在许多情况下,需要使用曲面建模。一种情况是输入其他CAD系统的数据,生成曲面模型,而不是实体模型;另一种情况,建立的形状需要利用自由曲面缝合到一起,最终生成实体。      


第6章 装配体(总8课时)

装配体是由若干个零部件组合而成的。在SolidWorks系统中,零部件可以是单个单元也可以是由两个或两个以上的零件组成的子装配体,零部件之间通过添加装配配合,形成装配关系。在装配过程中可以对装配体进行干涉与碰撞检验。为了更好地说明装配体的工作原理和配合关系,还可以对装配体进行剖切和爆炸等操作。

    SolidWorks装配设计的基本过程和各种装配配合关系,通过实例介绍零部件的具体流程。

       6.1 零件装配的基本过程(2课时)

    装配设计有自上而下和自下而上两种设计方法。自上而下是指先创建装配体,然后直接在装配体上进行零件设计,由此设计的零件与装配体自动建立关联;自下而上装配设计,要求每个零件单独进行设计,然后进行装配。           

       6.2 智慧组装(2课时)

     智慧装配用于快速准确地将零部件组装在一起,使用的配合方式为【重合】和【同轴度】。

       6.3 装配配合类型

     配合类型分为:标准配合、高级配合、机械配合。

       6.4 装配中的零部件操作

     在装配体中可以对零部件进行阵列和镜像操作。           

       6.5 装配体检验

     在装配体设计中,经常会用到体积干涉检查,在使用物理模拟,需要用到碰撞检查。           

       6.6 爆炸视图(2课时)

     装配体的爆炸视图可让设计者分离其中的零部件,以便于查看和分析此装配体。装配体爆炸后,不能再给装配体添加配合。

      一个爆炸实体中可以含一个或多个爆炸步骤。可以将直线添加到爆炸视图中,以表是零部件之间的关系,生成爆炸路线图。装配体中的零部件必须完全是非轻化状态,才可以生成爆炸视图。          

       6.7 工程实例16——创建机用虎钳装配图(2课时)


第7章 自顶向下装配

自顶而下装配设计中,零件的一个会多个特征由装配体中某项定义,如布置草图或另一零件的几何体。

       7.1 关联特征

    关联特征的设计是指在当前零件中,通过利用其他零件的几何体进行绘制草图,投影、等距或标注尺寸来建立几何体。            

       7.2 建立关联零件

    在装配体内部可以直接生成和建立零件,这些零件可以作为新零件被插入到装配体中,并在装配体中使用模型参考和标准建模技术建立零件。            

        7.3 外部参考  

由于在关联中建立零件和特征而产生的外部参考会保留在零件中,因此对零件的改变会影响到所有用到此零件的地方。同样,当修改了零件所参考的对象时,零件也同样会进行修改。通过外部参考,不仅可以领用装配体中的几何体方便地设计零件,而且可以最大限度地保证设计的准确性。

但关联零件很可能会被使用到另外一个装配体之中,设置利用关联零件作为起点设计其他无关的零件。这种情况下,就应该删除零件的外部参考。在SolidWorks系统中,用户可以通过复制并编辑关联零件建立一个不再与装配体相关联的零件。            

      7.4 工程实例——鼠标按键  


第8章工程图(总8课时)

 工程图是重要的技术交流文件,尽管三维技术已经有了很大的进步,但是三维模型并不能将所有的工程信息表达清楚,如加工要求的尺寸要求、形位公差和表面粗糙度等技术要求信息,仍需要借助二维的工程图才能表达清楚。结合具体实例介绍工程图的基本知识,包括环境设置,各种视图的生成,工程图的尺寸标注,尺寸公差、形位公差、粗糙度等技术要求的标注,工程图的打印输出等内容。

       8.1 概述(2课时)

    一个solidworks工程图文件中,可以包含一张或多张图纸,在每一张图纸中可以包含多个工程视图。用户可以利用同一个文件建立零件的多张图纸或者多个零件的工程图。对于每一张单独的图纸,包含两个独立的部分:图纸和图纸格式。图纸用于建立视图和注解;图纸格式的内容相对保持不变,如图框和标题栏。         

      8.2 建立工程视图(2课时)

      SolidWorks支持的工程图类型包括模型视图、标准三视图、投影视图、辅助视图、剖面视图、断开的剖视图、局部视图、断裂视图、裁剪视图。单击【工程图】工具栏中的按钮即可选择各种视图。       

     8.3 尺寸标注和技术要求(2课时)

     工程图最主要的作用是指导产品的制造,因此要详细地表达产品的各种信息,包括产品的几何形状信息,及描述产品的材料、公差、螺纹和焊接等工程术语的信息。在SolidWorks中,工程图与零件和装配体的信息室共享的,可以将三维模型的尺寸和工程语义信息调入工程图中。

     8.4 装配体工程图

    建立装配体工程图的方法与建立零件工程图的方法类似。由于装配体是由多个零件组成的,且各种装配体工程图的表达有明显的不同,因此建立装配体工程图是较复杂的问题。结合低速滑轮装配体介绍建立装配体工程图的一般方法。

     8.4 装配体视图(2课时)

  9综合实例(总4课时)

通过铣刀头底座来介绍整个设计模型过程。


9综合实例(总4课时)

通过铣刀头底座来介绍整个设计模型过程。

     9.1 零件建模          

     9.2 toolbox标准件库

    本例中用到大量的轴承、螺钉、挡圈等。这些零件都属于标准件,SolidWorks配置了toolbox标准件库,在实际工程应用中,没有必要重新绘制,可以直接调出使用。系统支持的国际标准包括ANSI 、BSI 、CISC 、DIN 、GB 、ISO以及JIS,常用的是GB和ISO标准。          

     9.3 装配

     在装配环节中,完成端盖子装配和主轴子装配,最后装配铣刀头。          

     9.4 工程图

     完成装配体后,将其装换成二维工程图,并添加注解和材料明细。

     9.5 生成动画



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