項(xiàng)目一 SolidWorks初步

任務(wù)一 SolidWorks應(yīng)用基礎(chǔ)

學(xué)習(xí)目標(biāo)

（1）了解SolidWorks的主要功能。

（2）熟悉SoldiWorks2022用戶界面。

（3）掌握SolidWorks2022基本文件操作。

（4）掌握SolidWorks2022調(diào)整視圖的方法。

（5）掌握選擇、隱藏/顯示、刪除對(duì)象的方法。

（6）掌握快捷鍵和選擇導(dǎo)覽列的使用方法。

（7）掌握鼠標(biāo)筆勢(shì)的使用及設(shè)置。

任務(wù)描述

本次任務(wù)中，我們將學(xué)習(xí)SolidWorks的基本概念和常用術(shù)語；熟悉SolidWorks 2022軟件的操作界面、特征管理器（FeatureManager設(shè)計(jì)樹）和命令管理器（CommandManager工具欄）等；通過對(duì)典型零件模型、裝配體模型和工程圖的觀察掌握鼠標(biāo)操作和視圖調(diào)整的方法；了解軟件在機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的作用。

任務(wù)提示

1. 工作方法

（1）根據(jù)任務(wù)描述，通過線上學(xué)習(xí)與討論進(jìn)行SolidWorks 2022用戶界面及基本操作的分析。

（2）通過查詢互聯(lián)網(wǎng)、查閱圖書館資料等途徑收集、分析信息。

（3）以小組討論的形式完成工作計(jì)劃。

（4）按照工作計(jì)劃完成小組成員分工。

（5）對(duì)于出現(xiàn)的問題，請(qǐng)先自行解決，如確實(shí)無法解決，再尋求幫助。

（6）與指導(dǎo)老師討論，進(jìn)行學(xué)習(xí)總結(jié)。

2. 工作內(nèi)容

（1）工作過程按照“六步法”實(shí)施。

（2）認(rèn)真回答引導(dǎo)問題，仔細(xì)填寫相關(guān)表格。

（3）小組合作完成任務(wù)，對(duì)任務(wù)完成情況的評(píng)價(jià)應(yīng)客觀、全面。

（4）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)6S和TPM管理，并按照崗位安全操作規(guī)程進(jìn)行操作。

3. 相關(guān)理論知識(shí)及操作技能

（1）三維模型及其在機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的作用。

（2）SolidWorks 2022用戶界面。

（3）SolidWorks 2022基本操作。

（4）鼠標(biāo)的應(yīng)用。

4. 知識(shí)儲(chǔ)備

（1）Windows操作系統(tǒng)下的文件操作。

（2）典型Windows應(yīng)用軟件操作。

（3）工程圖紙的識(shí)讀。

（4）工具欄、菜單和鼠標(biāo)操作。

5. 注意事項(xiàng)與安全環(huán)保知識(shí)

（1）熟悉電腦及Windows操作系統(tǒng)的使用方法。

（2）練習(xí)結(jié)束后按要求依次保存模型文件，上傳作業(yè)至網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)。

（3）關(guān)閉SolidWorks軟件，關(guān)閉電腦，做好6S和TPM管理。

工作過程

一、信息

1. 課前準(zhǔn)備

課前完成如下線上學(xué)習(xí)任務(wù)：

（1）從網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)接受任務(wù)，通過查詢互聯(lián)網(wǎng)、查閱圖書館資料等途徑收集、分析有關(guān)信息。

（2）在網(wǎng)絡(luò)討論組內(nèi)進(jìn)行成果分享、交流與討論。

2. 任務(wù)引導(dǎo)

（1）SolidWorks是哪個(gè)公司的產(chǎn)品？

（2）SolidWorks提供了哪些主要功能？

（3）SolidWorks新建文件時(shí)有哪三個(gè)基本模塊？

二、計(jì)劃

1. 小組分工

表1-1 小組分工

說明：組長負(fù)責(zé)組織工作，匯報(bào)員負(fù)責(zé)分享信息時(shí)進(jìn)行項(xiàng)目講解，技術(shù)員負(fù)責(zé)實(shí)施，審核員負(fù)責(zé)結(jié)果校核。

2. 討論工作計(jì)劃

在老師講解后，小組成員共同討論計(jì)劃，列出需要了解的概念、理論和文件操作方法，以及通過對(duì)已有零件模型和工程圖的操作熟悉軟件界面和鼠標(biāo)操作方法等。

三、決策

1. 制定工作計(jì)劃流程表

（1）小組成員共同討論計(jì)劃，列出典型零件模型觀察要點(diǎn)。

表1-2 典型零件觀察要點(diǎn)

（2）小組成員共同討論計(jì)劃，列出典型裝配體模型觀察要點(diǎn)。

表1-3 典型裝配體觀察要點(diǎn)

（3）小組成員共同討論計(jì)劃，列出典型工程圖觀察要點(diǎn)。

表1-4 典型工程圖觀察要點(diǎn)

2. 展示工作計(jì)劃流程表

已上傳工作計(jì)劃流程表的小組進(jìn)行展示，其他小組提出意見和建議，完善流程。

四、實(shí)施

1. 斜支座零件的觀察

打開典型模型零件——斜支座并觀察其結(jié)構(gòu)，截取幾個(gè)最能體現(xiàn)其結(jié)構(gòu)的圖。

要求：全員參與，互相協(xié)商完成。

（1）分析給定斜支座零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

圖1-1 斜支座零件模型

底面為帶圓角和孔的長方體；支座傾斜與底面成一銳角，帶孔和支撐板（筋）。

（2）實(shí)施流程。

表1-5 斜支座零件模型觀察流程

2. 電動(dòng)機(jī)裝配體模型的觀察

打開典型裝配體模型——電動(dòng)機(jī)并觀察其結(jié)構(gòu)，截取幾個(gè)最能體現(xiàn)其結(jié)構(gòu)的圖。

要求：全員參與，互相協(xié)商完成。

（1）分析給定電動(dòng)機(jī)裝配體模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

從外觀上可以看到底座、端蓋兩個(gè)、轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇等零件，端蓋用螺釘固定到底座，風(fēng)扇用卡簧限制位置，預(yù)測(cè)內(nèi)部應(yīng)有定子繞組、定子鐵芯、軸承等零件。

圖1-2 電動(dòng)機(jī)裝配體模型

（2）實(shí)施流程。

表1-6 電動(dòng)機(jī)裝配體模型觀察流程

3. 連桿工程圖的觀察

打開典型工程圖文件——連桿（Idler）并觀察其結(jié)構(gòu)，記錄零件信息。

要求：全員參與，互相協(xié)商完成。

（1）分析給定連桿零件工程圖中視圖的特點(diǎn)。

該工程圖由4個(gè)視圖組成，主視圖使用局部剖，左視圖采用全剖視圖，俯視圖無剖視，B-B視圖為左視圖在特定位置的全剖視圖。

圖1-3 連桿零件工程圖

（2）實(shí)施流程。

表1-7 連桿（Idler）工程圖觀察流程

4. 成果分享

對(duì)操作結(jié)果進(jìn)行分享和解答，針對(duì)問題，教師及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)與分析。

5. 問題反思

對(duì)操作過程中出現(xiàn)的失誤找出問題，思考失誤原因，找出解決方案。

五、檢查

按實(shí)施步驟要求，完成工作任務(wù)，填寫檢查表。

表1-8 檢查表

六、評(píng)價(jià)

項(xiàng)目工作評(píng)價(jià)表見附錄一。

七、項(xiàng)目學(xué)習(xí)總結(jié)

重點(diǎn)寫出不足，及今后改進(jìn)的計(jì)劃，見附錄二。

相關(guān)理論知識(shí)

一、SolidWorks基本功能

SolidWorks是由美國SolidWorks公司自主開發(fā)的三維機(jī)械CAD軟件，自1995年問世以來，SolidWorks以其強(qiáng)大的功能、易用性和創(chuàng)新性，極大地提高了機(jī)械工程師的設(shè)計(jì)效率，在與同類軟件的競(jìng)爭(zhēng)中逐步確立了其市場(chǎng)地位。

SolidWorks的主要功能包括零件建模、虛擬裝配和生成二維工程圖。另外，還具備鈑金設(shè)計(jì)、焊接設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)仿真、有限元分析、渲染等多項(xiàng)機(jī)械設(shè)計(jì)常用的附加功能。SolidWorks中的零件、裝配體和工程圖具有聯(lián)動(dòng)關(guān)系，它們是一個(gè)模型的不同表現(xiàn)形式，對(duì)任意一個(gè)進(jìn)行改動(dòng)都會(huì)使其他兩個(gè)自動(dòng)跟著改變，即假設(shè)在零件模型中修改了某尺寸的大小，那么，在裝配體和工程圖中，該尺寸也會(huì)發(fā)生相同的變化。同時(shí)，它也是基于特征的參數(shù)化機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，具有通過約束和參數(shù)驅(qū)動(dòng)三維實(shí)體的功能。

二、SolidWorks 2022用戶界面

SolidWorks 2022用戶界面完全采用Windows界面風(fēng)格，與其他Windows應(yīng)用程序的操作方法一樣。圖1-4所示是典型的SolidWorks 2022零件設(shè)計(jì)窗口。

圖1-4 SolidWorks零件設(shè)計(jì)窗口

1. 菜單

通過菜單可以訪問SolidWorks 2022提供的許多命令，當(dāng)用戶將光標(biāo)移動(dòng)到窗口左上角指向右側(cè)的箭頭時(shí)，菜單可見，如圖1-5所示。單擊圖釘圖標(biāo)，可以保持主菜單欄固定并始終顯示。

圖1-5 菜單

2. 工具欄（CommandManager）

CommandManager是一組被分到多個(gè)選項(xiàng)卡的圖標(biāo)命令（工具欄），這些選項(xiàng)卡是針對(duì)特定的任務(wù)而設(shè)計(jì)的。例如，零件建模環(huán)境下的工具欄包括幾個(gè)選項(xiàng)卡，用以訪問【特征】、【草圖】等相關(guān)命令，如圖1-6所示。

圖1-6 工具欄

3. 設(shè)計(jì)樹（FeatureManager）

設(shè)計(jì)樹（FeatureManager）是SolidWorks 2022軟件中一個(gè)獨(dú)特的部件。它可形象地顯示出零件或裝配體中的所有特征。當(dāng)特征創(chuàng)建完成后，就會(huì)被添加到設(shè)計(jì)樹中，因此設(shè)計(jì)樹可顯示出建模操作的先后順序。通過設(shè)計(jì)樹，可以編輯零件中包含的特征，如圖1-7所示。

4. 屬性管理器（PropertyManager）

許多SolidWorks 2022命令是通過PropertyManager（屬性管理器）來執(zhí)行的。屬性管理器和設(shè)計(jì)樹在窗口相同的位置交替出現(xiàn)，當(dāng)屬性管理器運(yùn)行時(shí)，將自動(dòng)代替設(shè)計(jì)樹，如圖1-8所示。

圖1-7 FeatureManager設(shè)計(jì)樹

圖1-8 PropertyManager屬性管理器

在屬性管理器頂部排列的按鈕包括【確定】和【取消】。

在頂部按鈕的下面是一個(gè)或多個(gè)包含相關(guān)選項(xiàng)的選項(xiàng)組，用戶可以根據(jù)需要將它們打開（展開）或關(guān)閉（折疊），從而激活或不激活該選項(xiàng)組。

5. 任務(wù)窗格

【任務(wù)窗格】窗口包含【SolidWorks資源】、【設(shè)計(jì)庫】、【文件探索器】、【視圖調(diào)色板】、【外觀/布景】、【自定義屬性】和【SolidWorks Forum】選項(xiàng)，如圖1-9所示。默認(rèn)情況下，其位于軟件窗口界面右側(cè)，也可以移動(dòng)和調(diào)整大小，打開或關(guān)閉，還可以固定于界面右側(cè)的默認(rèn)位置。

圖1-9 任務(wù)窗格

三、SolidWorks的文件操作

1. 新建文件

啟動(dòng)SolidWorks 2022后，在初始界面中單擊【新建】按鈕，或者選擇【文件】>【新建】菜單，彈出【新建SolidWorks文件】對(duì)話框，如圖1-10所示。在該對(duì)話框中選擇要?jiǎng)?chuàng)建的文件類型，然后單擊【確定】按鈕，或者直接雙擊要?jiǎng)?chuàng)建的文件類型圖標(biāo)，即可新建一個(gè)文件。

圖1-10 新建文件

2. 打開文件

選擇【文件】>【打開】菜單，或者單擊菜單欄中的【打開】按鈕，彈出【打開】對(duì)話框，如圖1-11（a）所示，在該對(duì)話框中找到并選中要打開的文件后，單擊【打開】按鈕，即可打開指定的文件。

在SolidWorks 2022軟件中，不僅可以打開自身生成的文件（如*.sldprt、*.sldasm、*.slddrw），還可以打開其他軟件（如CATIA、Pro/E或Creo、UG等）生成的文件，進(jìn)而對(duì)文件進(jìn)行編輯。用戶可在【文件類型】下拉菜單中選擇對(duì)應(yīng)的文件類型，然后打開所需文件，如圖1-11（b）所示。

（a）打開文件對(duì)話框

（b）打開文件類型

圖1-11 打開文件

3. 保存文件

若要保存文件，可單擊菜單欄中的【保存】按鈕，或者選擇【文件】>【保存】菜單，彈出【另存為】對(duì)話框，如圖1-12所示，選擇文件存放的文件夾和文件類型，輸入要保存的文件名稱，然后單擊【保存】按鈕。

4. 關(guān)閉文件

在編輯文件并進(jìn)行保存后，單擊圖形區(qū)域右上角的【關(guān)閉】按鈕，可關(guān)閉當(dāng)前打開的文件。如果單擊用戶界面右上角的【關(guān)閉】按鈕，可退出SolidWorks 2022軟件。如果對(duì)文件進(jìn)行了編輯但沒有保存，則關(guān)閉文件或退出SolidWorks 2022軟件時(shí)，會(huì)彈出提示對(duì)話框，如圖1-13所示。

圖1-12 保存文件

圖1-13 關(guān)閉文件

四、SolidWorks 2022設(shè)置

SolidWorks是一款非常優(yōu)秀的三維建模軟件。在使用時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一定的設(shè)置，可以滿足個(gè)人使用習(xí)慣，提高作圖效率。同時(shí)，通過設(shè)置，也能夠使繪圖及標(biāo)注更適應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)。

在【工具】菜單中，【選項(xiàng)】對(duì)話框允許用戶自定義SolidWorks的功能，例如繪圖標(biāo)準(zhǔn)、個(gè)人習(xí)慣和工作環(huán)境等。用戶可以有幾個(gè)不同層次的設(shè)置，分別如下：

（1）系統(tǒng)選項(xiàng)，【系統(tǒng)選項(xiàng)】選項(xiàng)卡如圖1-14所示，在【系統(tǒng)選項(xiàng)】選項(xiàng)卡里的選項(xiàng)，一旦被保存后，將影響所有SolidWorks文檔，系統(tǒng)設(shè)置允許用戶控制和自定義工作環(huán)境。例如，設(shè)定個(gè)人喜歡的窗口背景顏色，因?yàn)槭窍到y(tǒng)設(shè)置，相同的零件或裝配體在不同用戶的計(jì)算機(jī)上打開，其顯示窗口背景顏色也是不同的。

圖1-14 【系統(tǒng)選項(xiàng)】選項(xiàng)卡

圖1-15 【文檔屬性】選項(xiàng)卡

（2）文檔屬性，【文檔屬性】選項(xiàng)卡如圖1-15所示，這些設(shè)置可以被應(yīng)用到單個(gè)文件中。例如，單位、繪圖標(biāo)準(zhǔn)和材料屬性（密度）都可以在文檔屬性中設(shè)置并隨文件一起被保存，并且不會(huì)因?yàn)槲募诓煌南到y(tǒng)環(huán)境中打開而發(fā)生變化。

五、鼠標(biāo)筆勢(shì)

1. 鼠標(biāo)的作用

在SolidWorks 2022中，鼠標(biāo)的左鍵、右鍵和中鍵（滾輪）具有完全不同的意義。

左鍵：用于選擇對(duì)象，如幾何體、菜單按鈕和設(shè)計(jì)樹中的內(nèi)容等。

右鍵：用于激活關(guān)聯(lián)的快捷菜單，快捷菜單的內(nèi)容取決于光標(biāo)所處的位置，其中也包含常用的命令菜單。在快捷菜單的頂部是關(guān)聯(lián)工具欄，包含適用于被選擇對(duì)象的最常用的命令圖標(biāo)。在關(guān)聯(lián)工具欄的下面是下拉式菜單，它包含針對(duì)被選擇對(duì)象可用的其他命令，如圖1-16所示。

圖1-16 關(guān)聯(lián)工具欄和下拉式菜單

中鍵（滾輪）：用于動(dòng)態(tài)地旋轉(zhuǎn)、平移和縮放零件或裝配體等。旋轉(zhuǎn)，按住鼠標(biāo)中鍵（滾輪）同時(shí)移動(dòng)鼠標(biāo)；平移，按住Ctrl鍵和鼠標(biāo)中鍵（滾輪）同時(shí)移動(dòng)鼠標(biāo)；縮放，向上滾動(dòng)中鍵（滾輪）縮小圖形對(duì)象，向下滾動(dòng)中鍵（滾輪）放大圖形對(duì)象。

2. 筆勢(shì)

在SolidWorks 2022的圖形編輯區(qū)域按住鼠標(biāo)右鍵并任意方向輕輕移動(dòng)光標(biāo)，屏幕上將出現(xiàn)如圖1-17（a）所示包含4個(gè)命令的鼠標(biāo)筆勢(shì)。激活鼠標(biāo)筆勢(shì)只需要鼠標(biāo)滑過它，而不需要點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，也不需要釋放右鍵，習(xí)慣使用鼠標(biāo)筆勢(shì)后，可以保證在一些設(shè)計(jì)操作中眼睛不離開屏幕，從而提高設(shè)計(jì)效率。

（a）調(diào)用鼠標(biāo)筆勢(shì) （b）鼠標(biāo)筆勢(shì)功能

圖1-17 鼠標(biāo)筆勢(shì)

鼠標(biāo)筆勢(shì)中所包含的命令，隨著編輯方式的不同而有所區(qū)別，如圖1-17（b）所示。

通過【工具】>【自定義】，并選擇【鼠標(biāo)筆勢(shì)】標(biāo)簽，修改鼠標(biāo)筆勢(shì)功能。在左側(cè)對(duì)話框【搜索】欄中搜索到需要設(shè)置的命令，并用鼠標(biāo)左鍵拖拽到右側(cè)鼠標(biāo)筆勢(shì)指南相應(yīng)位置即可，如圖1-18所示。

圖1-18 鼠標(biāo)筆勢(shì)的設(shè)置

六、快捷鍵

一些菜單選項(xiàng)具有快捷鍵，例如命令【編輯/重建模型】快捷鍵為Ctrl+B、【視圖/上一視圖】快捷鍵為Ctrl+Shift+Z。

SolidWorks 2022中常用快捷鍵一般符合Windows標(biāo)準(zhǔn)，如Ctrl+O代表【文件】>【打開】，Ctrl+S代表【文件】>【保存】，Ctrl+Z代表【編輯】>【撤消】等。

在SolidWorks中，用戶還可以方便地單獨(dú)使用快捷鍵來縮放、平移和旋轉(zhuǎn)視圖，具體見表1-9。

表1-9 視圖操作快捷鍵

七、選擇導(dǎo)覽列

【選擇導(dǎo)覽列】會(huì)根據(jù)選擇的幾何圖形或?qū)嶓w顯示對(duì)象的層次結(jié)構(gòu)。例如在“斜支座”零件模型（見圖1-1）中選擇最上方的斜面，則跳出的【選擇導(dǎo)覽列】中顯示該部分實(shí)體的層次結(jié)構(gòu)為：以“草圖2”為基礎(chǔ)通過“拉伸凸臺(tái)/基體”命令得到的存在于“斜支座”零件中的實(shí)體（凸臺(tái)-拉伸2），如圖1-19所示。

圖1-19 選擇導(dǎo)覽列

圖1-20 前導(dǎo)視圖工具欄

八、視圖調(diào)整工具

1. 視圖（前導(dǎo)）工具欄

【視圖（前導(dǎo)）】工具欄是位于繪圖區(qū)域正上方，其包含許多常用的視圖操作命令工具按鈕，部分按鈕包含一個(gè)小的向下的箭頭，用于訪問其他命令。如圖1-20所示。

【視圖（前導(dǎo)）】工具欄部分按鈕作用如下：

【整屏顯示全圖】：縮放模型以整屏顯示視圖。

【局部放大】：在要放大的區(qū)域按住鼠標(biāo)左鍵拖出一個(gè)矩形框，然后釋放鼠標(biāo)，系統(tǒng)將自動(dòng)放大矩形框區(qū)域。

【上一視圖】：顯示上一視圖。

【Section View】：使用基準(zhǔn)面或面顯示零件或裝配體的剖面圖。

2. 視圖定向

在設(shè)計(jì)過程中，通過改變當(dāng)前的視圖定向或視口數(shù)，可以方便地觀察模型。單擊【視圖（前導(dǎo)）】工具欄中的【視圖定向】按鈕，彈出視圖定向列表，如圖1-21所示。

圖1-21 【視圖定向】

視圖定向列表中各按鈕的作用見表1-10。

表1-10 【視圖定向】按鈕

3. 視圖顯示類型

以不同樣式顯示模型，有利于模型設(shè)計(jì)和分析。單擊【視圖（前導(dǎo)）】工具欄中的【顯示類型】按鈕，彈出如圖1-22所示的下拉列表，該下拉列表中提供了5種視圖顯示樣式，即帶邊線上色、上色、消除隱藏線、隱藏線可見和線架圖。

圖1-22 【顯示類型】

【帶邊線上色】：顯示模型的上色視圖（帶邊線）。

【消除隱藏線】：只顯示從當(dāng)前視向看得到的模型邊線。

【線架圖】：顯示模型的所有邊線（均為實(shí)線）。

【上色】：顯示模型的上色視圖（不帶邊線）。

【隱藏線可見】：顯示模型的所有邊線，但當(dāng)前視圖隱藏的邊線以淺虛線顯示

【顯示類型】下拉列表中5種樣式下的視圖顯示效果如圖1-23所示。

（a）帶邊線上色

（b）上色

（c）消除隱藏線

（d）隱藏線可見

（e）線架圖

圖1-23 【顯示類型】

4. 隱藏/顯示項(xiàng)目

單擊【視圖（前導(dǎo)）】工具欄中的【隱藏/顯示項(xiàng)目】按鈕，彈出如圖1-24所示的【隱藏/顯示項(xiàng)目】下拉列表，利用該下拉列表中的按鈕，可以控制圖形區(qū)域中各種項(xiàng)目的顯示狀態(tài)。

例如，當(dāng)【觀閱原點(diǎn)】按鈕處于按下狀態(tài)時(shí)，圖形區(qū)域?qū)@示坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖1-25（a）所示；當(dāng)該按鈕處于彈起狀態(tài)時(shí)，圖形區(qū)域會(huì)隱藏坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖1-25（b）所示。

圖1-24 【隱藏/顯示項(xiàng)目】

（a）【觀閱原點(diǎn)】按鈕被按下

（b）【觀閱原點(diǎn)】按鈕彈起

圖1-25 【觀閱原點(diǎn)】按鈕