作者：商跃进,曹茹,等
出版社：机械工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
SolidWorks 2018三维设计及应用教程试读：
前言
在当前德国工业4.0和中国制造2025等大背景下，三维技术普及化是必然的趋势。三维CAD系统设计的零部件不仅所见即所得，而且由于全相关，零件、装配和工程图中的修改可以实现牵一发动全身；并且可以对零部件进行质量属性评测、装配干涉检查、空间运动仿真、应力应变评价、可加工性分析等一系列的仿真，极大地提高了设计水平和效率。
三维机械设计技术涉及的内容十分广泛，软件命令繁多，如何合理组织和编排其核心内容，形成通俗易懂、简练实用的教材，是本书解决的首要问题。本书以SolidWorks 2018为平台，基于成果导向（Outcome Based Education，OBE）工程教育理念，本着CAD/CAE/CAM一体化的思路组织内容，按照“内容系统全面、原理精炼通用、范例仿真实用”的原则编写，重在培养读者利用现代工具进行机械设计的创新能力，力求避免有关书籍中理论过深或手册式命令堆砌的问题，尽力使读者真正做到知其然，又知其所以然，从本质上提高设计能力。本书的主要特色如下。
内容系统全面——更注重“知识系统”，力求做到“融会贯通”。尽力使读者明白计算机三维辅助设计是机械制图、机械原理、机械设计及机械制造等课程中所学理论知识的综合运用，是“产品设计与制造仿真，而非简单的画图”。使读者把设计、绘图、制造等步骤连接起来，建立基于三维技术的全新机械设计知识体系。
原理精炼通用——更注重“能力培养”，力求做到“删繁就简”。深入浅出的归纳设计原理，“让读者专注于设计方法而非软件本身”。按照机械产品设计需求归纳通用方法和讲解最常用的命令，尽力做到选材精练、图文并茂、通俗易懂。
范例仿真实用——更注重“因用而学”，力求做到“工程背景”。使读者在归纳的设计原理指导下完成工程实例的设计实践，并进一步理解和掌握设计原理，举一反三，从而更好地解决工程实际问题。
本书的第1章、第5章由苏梅编写，第2章由曹茹编写，第3章、第6章由董雅宏编写，第4章由曹兴潇编写，第7章、第8章由商跃进编写。全书由商跃进和曹茹统稿；商跃进和董雅宏对例题进行了上机验证，制作教学PPT并进行了教学实践；曹茹和商玉冰对全书进行了校对。
本书编写过程中，得到了兰州交通大学校级重点教改项目（JGZ201701）的资助，兰州交通大学机电工程学院有关老师及机械工业出版社编辑给予了大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢。
由于水平所限、时间仓促，难免存在疏漏和不妥之处，敬请读者提出宝贵意见和建议。编者
第1章 三维设计概述
CAD/CAM三维设计的发展和应用已经成为衡量一个国家科技现代化与工业现代化水平的重要指标。本章重点介绍三维设计技术的意义、内容及其建模工具，SolidWorks图形用户界面基本组、用户界面设置和文件基本操作。
1.1 三维设计技术基础
制造业的全球化和信息化，催生了一门产品开发综合性应用技术——计算机辅助设计与制造（Computer Aided Designand Computer Aided Manufacturing，CAD/CAM）。该技术是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础，是培育创新型人才的重要手段。1.1.1 CAD/CAM技术概述
与二维设计相比，三维参数化设计真正实现了计算机辅助绘图向计算机辅助设计的转变。用三维模型表达产品设计理念，不仅更为直观、高效，而包含了质量、材料、结构等物理、工程特性的三维功能模型，可以实现真正的虚拟设计和优化设计。
1.三维设计的意义与作用
三维CAD系统中，用参数化约束来表达零部件的设计意图，三维/二维全相关，修改在三维与二维模型中保持一致，使得所设计的产品修改更容易，管理更方便。三维CAD系统中，由于使用了统一的数据库，在装配状态下进行零件设计，可避免干涉现象，起到事半功倍的作用。三维CAD系统中，工程图直接由三维模型投影而成，生成的工程图更准确；可以渲染产品的颜色等属性和纹理等效果，所见即所得；可以进行机构运动等计算机辅助工程（Computer Aided Engineer，CAE）、CAM数控加工仿真分析。凡此种种，采用三维设计是设计理念的一种变革，是CAD应用的真正开始。
使用三维CAD的目的主要是：表达设计思维，绘图/建模不是设计的终极目标；提高修改速度，零件设计必须实现关联；实现制造仿真——设计就是模拟加工和装配。图1-1 铁路车轮CAD/CAM设计过程a）设计（CAD） b）分析（CAE） c）仿真（CAM）
2.CAD/CAM的功能和任务
图1-1为铁路车轮的设计过程示例，分析可知CAD/CAM的主要任务是对产品设计制造过程中的信息进行处理。信息主要包括设计制造中的设计需求分析、概念设计、设计建模、设计分析、设计评价和设计表示、加工工艺分析、数控编程等。其工作流程，如图1-2所示。1.1.2 三维设计工具简介
不同三维设计软件的主要侧重功能不一样，正确地了解每个软件的特性有助于更好地掌握三维设计软件。
1.机械三维设计软件的类型
机械三维设计包括CAD设计软件[如SolidWorks、CATIA、UGNX（Unigraphics）、Pro/E（Pro/ENGINEER）等]、CAE分析软件（如ANSYS等）、机构分析软件（如ADAMS等）、CAM数控加工软件、CAPP工艺软件、PDM/PLM协同管理软件等。
2.软件的选用原则
企业在选择CAD软件的时候，应先对自身的需求以及企业实力做出客观的评价。主要从以下5方面来考虑软件的选择。
1）软件功能：在选择CAD软件时，软件的功能是否能够满足用户的需要是最关键的一点。这里所指的软件功能不仅仅包括软件的CAD功能，还包括软件所提供的二次开发环境、与其他CAD软件的数据交换能力、是否能够与其他CAM/CAE等数字产品设计软件较好地集成等。当然，作为设计软件，CAD功能是其中最为重要的。一款优秀的CAD软件应在提供了强大的几何（曲线、曲面）造型能力的基础上，还应具有参数化设计功能，三维实体模型与二维工程图形应能转化并关联。企业应视自身需要选择具有相应功能的CAD软件。图1-2 CAD/CAM的工作流程
2）软件及其配套硬件的性价比：软件的功能是否满足企业发展的要求是非常重要的，另外价格也是一个因素。
3）软件的集成化程度：目前很多大型CAD软件实际上都与CAM/CAE相结合，集三维绘图、零部件装配、运动仿真、有限元分析、数控加工动态显示等功能于一身，企业应视自身需求选用。
4）软件学习和使用的难度：一个好的CAD软件还应满足易学易用的要求。
5）升级方法及技术支援：升级方式可以参考企业所要购买软件的前几个版本所用的升级方式。技术支援主要包括软件商提供的技术培训以及方式如软硬件维护及方式等。
3.做一名合格的机械三维设计人员
做一名合格的机械三维设计人员，学习三维设计软件时，应该注意掌握以下学习方法。
1）明确设计思想。要明白三维设计不仅为了直观，更重要的是为了贯彻设计思想，减少错误，提高设计效率。没有设计思想，就等于没有了设计灵魂，只是单一的“搭积木”，往往会事倍功半。
2）注重学练结合。三维软件的实践性很强，“光学不练等于白干，光练不看等于傻干，边看边练事半功倍”。
3）夯实基础知识。三维设计通常就是零件加工过程的计算机仿真。一般来说，机械设计人员一定要掌握机械制图、公差与配合、机构学等基础知识，了解制造工艺过程。
4）培养美学认识。现代的工业设计很大程度上依赖美学和工程学的结合。随着社会的发展和进步，人们对产品的美观程度有了较高的要求，要做设计必须从美学和工程学两方面入手，工程方面在学校里学得很多，实践中也会积累一些，美学则相对较难。1.1.3 三维设计快速入门
1.快速入门引例—哑铃三维设计
下面通过在SolidWorks中建立图1-3所示哑铃的设计过程，领略三维设计的基本流程及特点。具体过程如下。（1）造铃片
1）新建零件。
选择“文件”→“新建”命令，在弹出的“新建SolidWorks文件”对话框中，选中“零件”，单击“确定”按钮，进入SolidWorks“零件”造型界面。选择“文件”→“保存”命令，在弹出的文件对话框中设文件名为“铃片.sldprt”，单击“保存”按钮。
2）造片体。
●绘制截面：选择右视基准面，单击“草图”工具栏上的“草图绘制”→“圆”，单击坐标原点，拖动绘制圆，单击“智能尺寸”，选择圆，将直径设置为140mm，单击“确定”按钮。
●拉片体：在工具栏中单击“特征”→“拉伸凸台/基体”，如图1-4所示，在“拉伸”对话框中选择“两侧对称”，设为40mm，单击“确定”按钮。图1-3 哑铃示意图图1-4 哑铃片体造型
3）打通孔。
●绘孔圆：选铃片端面，单击草图工具栏上的“草图绘制”→“圆”，单击坐标原点，拖动绘制圆，单击“智能尺寸”，将圆直径设置为24mm，单击“确定”按钮。
●切孔体：在工具条中单击“特征”→“拉伸切除”，如图1-5所示，设为“完全贯穿”，单击“确定”按钮。
4）倒圆角。
在工具条中单击“特征”→“圆角”，如图1-6所示，单击圆柱面，选择“完整预览”单选按钮，设圆角参数为5.00mm，单击“确定”按钮。最后选择“文件”→“保存”命令。图1-5 打通孔图1-6 倒圆角（2）改手柄
1）另存为。
在哑铃片编辑环境，选择“文件”→“另存为”命令，设置文件名为“手柄.sldprt”，单击“保存”按钮。
2）改柄身。
●改直径：如图1-7所示，在设计树中右击“凸台-拉伸1”，在弹出的快捷菜单中选择“编辑草图”，双击直径尺寸，修改为30mm，单击“确定”按钮。单击“更新”按钮。
●改长度：如图1-8所示，在设计树中右击“凸台-拉伸1”，在弹出的快捷菜单中选择“编辑特征”，将长度修改为200mm，单击“确定”按钮。图1-7 改直径
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]