三维造型Chapter01

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5 软件结构及学习大纲
软件结构 学习大纲
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5.1 软件结构
零件设计基础 工程图制作 零件设计高级
曲面设计
零件装配
模具设计
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5.2 学习大纲
二维参数化草绘 重点：基本几何图形的创建， 重点：基本几何图形的创建，约束条件的 使用。 使用。 难点： 难点：约束的概念及其在草图设计中的作用 重点：基准平面、基准轴、基准坐标、 重点：基准平面、基准轴、基准坐标、基准 点、基准曲线创建 难点： 难点：基准特征作用及创建基准特征的意义 重点：拉伸、旋转特征创建时需要的几何参 重点：拉伸、 数 难点： 难点：旋转特征创建时尺寸标注以及步骤
a O P
直线移动
a=1 O
A(0,0)
a=2
B(1,0) A(0,0) B点水平移动
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L
L’
B(1,0)
4.2.4 软件特点 软件特点——全相关性 全相关性
全相关性：
所有模块都是相关的。这就意味着在产品开 发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设 计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配 体、设计图纸，以及制造数据。全相关性可以在 开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失， 并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的 一些功能提前发挥其作用。
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4.2.1 软件特点 软件特点——特征建模 特征建模
特征分类：
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4.2.1 软件特点 软件特点——特征建模 特征建模
特征建模过程：
每次增加一个单独的特征来逐步建立模型。 在构建模型时，要选择构建块和创建顺序 尽量使用简单的特征。
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型腔设计变更
模 具 设 计
分型面设计
模具体积块设计
6 SolidWorks界面和基本操作 界面和基本操作
SolidWorks的界面 SolidWorks的界面 基本操作 操作和系统设置 快捷键的应用 SolidWorks的用户定制 SolidWorks的用户定制 视图控制及历史文件使用
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6.1 SolidWorks的界面 的界面
(x ,y )
2 2
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4.2.3 软件特点 软件特点——参数化设计 参数化设计
参数化设计的几种方法：
尺寸驱动法 1）基本思想： 在工程图中，图元的形、位是由尺寸标注确定 的，通过变动所标注的尺寸就能自动地得到几何图 形的相应变化。 2）方法： 修改图形时并不是直接修改图形实体特征点的坐标， 而是修改图形实体的尺寸(参变量)。尺寸标注线可 以认为是一个向量。
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2. 课程主要要求
理论要求： 机械绘图原理 国家相关机械标准 技能要求： 软件三维造型 机械设计 模具设计技能 职业素质要求： 识图 三维软件造型。
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3. 课程考核要求
考核方式及形式 (基于实践能力) 方式：考试； 形式：机考 总评成绩的组成及评定标准 平时作业：45％ 考勤、课堂纪律：10％ 期末考核成绩：45％
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4.2 软件特点
SolidWorks的主要特点 基于特征 单一数据库 参数化设计 全相关性
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4.2.1 软件特点 软件特点——特征建模 特征建模
特征(Feature)概念：
具有一定的设计功能和制造形状的、可以按一定 原则加以分类的产品描述信息。 利用SolidWorks进行零件设计时，就是使用3D 几何特征来构建3D模型。如可以在模型中建立拉伸、 旋转、倒角、圆角以及孔等特征，以最自然的思考 方式进行设计，同时可以包含更多的工程信息和数 据。
零 件 设 计 基 础 (1)
基准特征
拉伸、 拉伸、旋转特征
扫描、 扫描、混合特征
重点：扫描、 重点：扫描、混合特征的创建过程 难点：理解扫描以及混合的涵义，注意混合 难点：理解扫描以及混合的涵义， 特征各剖面起始点、 特征各剖面起始点、图元数目一定要 相等， 相等，混合顶点及剪头起始方向相同
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5.2 学习大纲
《计算机三维造型》 计算机三维造型》
第一讲 绪论
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Outline
课程主要任务 课程主要要求 SolidWorks简介 简介 软件结构及学习大纲 SolidWorks界面和基本操作 界面和基本操作 本章小结
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1. 课程主要任务
本课程以SolidWorks 2006版本软件为主要工具， 讲授计算机三维造型的原理及应用。通过本课程 的学习，应掌握以下技能： 零件设计 曲面建模 钣金设计 装配设计 工程图绘制 模具设计
全剖视图与 局部剖视图
辅助视图与 局部详图
重点： 重点：掌握局部详图创建方法 难点： 难点：灵活运用辅助视图的创建
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5.2 学习大纲
零件装配的 基本步骤 重点： 重点：零件组装的基本操作步骤 难点： 难点：两种组装方式的运用 重点：对装配 种约束条件的类 重点：对装配9种约束条件的类 型的运用 难点： 难点：对约束条件准确理解和正 确运用 重点： 重点：不同分解方式的运用 难点： 难点：对分解位置的设置 重点： 重点：修改装配约束条件的操作 步骤 难点：约束条件修改后， 难点：约束条件修改后，新的约 束条件的确定
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4.2.3 软件特点 软件特点——参数化设计 参数化设计
参数化设计(Parametric design)的概念及功能：
所谓参数化设计就是将设计要求、设计原则、 设计方法和设计结果用灵活可变的参数来表示， 在设计过程中可以根据实际情况随时对设计加以 更改。参数化设计具有用轮廓体现设计思想、尺 寸驱动及合理性检查三个特点。 由于有参数式的设计，使得模型修改更为方 便，并且使用者可以运用强大的数学运算功能， 建立各尺寸参数间的关系式，使得模型可自动计 算出应有的外形，以保证零件准确的相对关系。
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4.2.3 软件特点 软件特点——参数化设计 参数化设计
参数化设计的几种方法：
变量几何法 变量几何法： 1）变量几何法： 将几何形状定义为一系列的特征点，将几何元 素间的约束关系转换成以特征点坐标为变量的非线 性约束方程组。当约束变化时，解出方程组，得到 一系列新的特征点，从而生成新的几何模型。 2）特点 变量几何法是一种整体求解的方法，通用性好， 但局部修改性能差，效率较低，适用于较简单的平 面模型。
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4.3 课程完成后我们可以做什么
自我定位：
造型设计师：能创造出吸引消费者目光，又能制 造出来的的产品。 模具设计师：以最低的成本生产出合格的产品。 最好兼具结构设计师的角色。 绘图员：应用CAD的基本技能谋一生计。
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4.3 课程完成后我们可以做什么
职业能力：
面对市场选择，一个有竞争力的工程师应至少掌 握2种设计软件。UG, SolidWorks, Pro/E, Catia...， 哪几种软件是你擅长的？ 自我技术的提升，以及主动争取可以有表现机会 的环境，是面临职业危机的自保之道。
螺旋扫描特征 重点： 重点：螺旋扫描特征的创建 难点：螺旋扫描4 难点：螺旋扫描4个要素的掌握及其涵义
零 件 设 计 基 础建以及镜像基准平面 的确定 难点： 难点：孔特征定位以及不同类型孔特征 的选择
可变剖面扫描特征
重点： 重点：可变剖面扫描特征的创建 难点： 难点：对可变剖面扫描的涵义的理解
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4.2.3 软件特点 软件特点——参数化设计 参数化设计
尺寸驱动法实例：
如图，标注的参变量的现值反映了图形的尺寸大小， 方向反映了几何数据的变化趋势，终点坐标就是要 修改的几何数据，其终点称为该尺寸线的驱动点。 被驱动实体所对应的点为被动点。当要改变参数值 时，就可以根据尺寸线向量计算出新的终点坐标， 以此来修改数据库中被动点的几何数据，使它们得 到新的坐标值。
扫描混合特征
重点： 重点：扫描混合特征的创建 难点： 难点：扫描混合的涵义及灵活运用
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5.2 学习大纲
三维扫描特征 重点： 重点：三维扫描特征的灵活运用 难点： 难点：三维曲线特征点的确定
零 件 设 计 高 级
拔模特征
重点： 重点：拔模特征的灵活运用以及 创建及拔模枢轴的确定 难点： 难点：拔模斜面的分割以及拔模 向侧面的特殊选项 重点：曲面的求交、复制、修剪、 重点：曲面的求交、复制、修剪、 合并、延伸、镜像、 合并、延伸、镜像、旋转 难点：曲面与实体之间的关系、 难点：曲面与实体之间的关系、 如何由曲线创建曲面， 如何由曲线创建曲面，再 由曲面创建实体 重点： 重点：理解函数在造型中应用以 及如何影响曲线的变化 难点： 难点：约束函数的构建
下拉菜单区 工具栏区
Configuration Manager 配置管理器 Property Manager 属性管理器 Feature Manager 特征树
绘图区
导航器
基准面
状态栏
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6.2 基本操作
“文件”下拉式菜单基本操作 “编辑”下拉式菜单基本操作 “视图”下拉式菜单基本操作 “插入”下拉式菜单基本操作 “工具”下拉式菜单基本操作 “窗口”下拉式菜单基本操作
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4.2.3 软件特点 软件特点——参数化设计 参数化设计
变量几何法实例：
例:二维三角形 特征点：三个顶点 参变量：三个边长值
(x ,y )
1 1
把各约束关系用一系列 的方程表示。当改变参数变 量时，几何模型的拓扑结构 拓扑结构 应保持不变。方程组为： 应保持不变
L 3
L1
(x ,y )
3 3
L 2
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4. SolidWorks简介 简介
概述 软件特点 课程完成后我们可以做什么
6
4.1 概述
美国SolidWorks公司于1995年推出的三维机械 CAD软件，功能完备，简单易用，在与同类软件的 竞争中确立了其市场地位。SW最大的优势在于易学 易用，同时SW公司是专业的软件公司，价格便宜， 资料众多。在大型装配、智能设计、以及有限元分 析方面的优势比较明显。