摘要：SolidWorks技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)和加工中起著重要的作用，使機(jī)械設(shè)計(jì)水平得到提高，從而使加工水平也得到提升，從而促進(jìn)更多創(chuàng)造性成果的誕生。

引言：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（SolidWorks）在已經(jīng)替代了傳統(tǒng)的手繪機(jī)械設(shè)計(jì)方法。而SolidWorks技術(shù)自身功能的不斷發(fā)展也對(duì)現(xiàn)代機(jī)械工程產(chǎn)生了很大影響。正是由于此項(xiàng)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用的廣度和深度也不斷擴(kuò)大，所以掌握SolidWorks技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)研發(fā)人員必備的專業(yè)及技能。

SolidWorks技術(shù)的基本概念與功能特點(diǎn)

SolidWorks技術(shù)的概念

    SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開(kāi)發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，SolidWorks技術(shù)是一個(gè)給予特征、參數(shù)化、實(shí)體建模的設(shè)計(jì)工具。該軟件采用Windows圖形用戶界面，易學(xué)易用。利用SolidWorks可以創(chuàng)建全相關(guān)的三維實(shí)體模型，設(shè)計(jì)過(guò)程中，實(shí)體之間可以存在或不存在約束關(guān)系，同時(shí)，還可以利用自動(dòng)的或用戶自定義的約束關(guān)系來(lái)體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。

SolidWorks技術(shù)的功能特點(diǎn)

    SolidWorks具有零件建模，曲面建模，鈑金設(shè)計(jì)，焊接設(shè)計(jì)，幫助文件，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，高級(jí)渲染，圖形輸出，特征識(shí)別，還有自己的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)等特點(diǎn)。而且對(duì)每個(gè)工程師來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。SolidWorks獨(dú)有的拖拽功能使用戶在比較短的時(shí)間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計(jì)。使用SolidWorks整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)全部是可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的。最重要的是SolidWorks提供的AutoCAD模擬器，使得AutoCAD用戶可以保持原有的作圖習(xí)慣，順利地從二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向三維實(shí)體設(shè)計(jì)。

SolidWorks技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

    SolidWorks3DCAD：使用功能強(qiáng)大、易用的軟件快速高效地創(chuàng)建復(fù)雜的零件和裝配體設(shè)計(jì)。

    零件和裝配體建模：建模工具涵蓋各種設(shè)計(jì)任務(wù)，可用于快速開(kāi)發(fā)產(chǎn)品概念，可制造性設(shè)計(jì)。

    2D工程圖：創(chuàng)建可用于生產(chǎn)的2D工程圖，傳達(dá)設(shè)計(jì)的制造方法和裝配方法，向制造流程輸出CAD數(shù)據(jù)。

    設(shè)計(jì)重用和自動(dòng)化：輕松查找并利用現(xiàn)有工程數(shù)據(jù)，以創(chuàng)建新設(shè)計(jì)并加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度。

    庫(kù)特征：保存常用零件、特征和模板，以便于從SolidWorks環(huán)境中訪問(wèn)。

    3D動(dòng)畫和照片級(jí)逼真的渲染：方便快捷地創(chuàng)建強(qiáng)大的圖像和動(dòng)畫，以便傳達(dá)設(shè)計(jì)意圖和功能。

    干涉檢查：在投產(chǎn)之前驗(yàn)證零部件是否能夠進(jìn)行正確裝配。

    設(shè)計(jì)分析：借助完全集成的仿真和分析工具，在創(chuàng)建設(shè)計(jì)的同時(shí)驗(yàn)證操作和性能。

    針對(duì)成本設(shè)計(jì)：制造成本估算和報(bào)價(jià)，借助集成的自動(dòng)化制造成本估算工具，針對(duì)成本目標(biāo)不斷檢查設(shè)計(jì)。

    SolidWorks技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐的作用

裝配設(shè)計(jì)實(shí)踐應(yīng)用

     在SolidWorks中，當(dāng)生成新零件時(shí)，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計(jì)和修改零部件。對(duì)于超過(guò)一萬(wàn)個(gè)零部件的大型裝配體，SolidWorks的性能得到極大的提高。

     SolidWorks可以動(dòng)態(tài)地查看裝配體的所有運(yùn)動(dòng)，并且可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)的干涉檢查和間隙檢測(cè)。

     用智能零件技術(shù)自動(dòng)完成重復(fù)設(shè)計(jì)。智能零件技術(shù)是一種嶄新的技術(shù)，用來(lái)完成諸如將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的螺栓裝入螺孔中，而同時(shí)按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。

鏡像部件是SolidWorks技術(shù)的巨大突破。鏡像部件能產(chǎn)生基于已有零部件(包括具有派生關(guān)系或與其他零件具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的零件)的新的零部件。

    SolidWorks用捕捉配合的智能化裝配技術(shù)，來(lái)加快裝配體的總體裝配，智能化裝配技術(shù)能夠自動(dòng)地捕捉并定義裝配關(guān)系。

工程圖的實(shí)踐應(yīng)用

    SolidWorks提供了生成完整的車間認(rèn)可的詳細(xì)工程圖。工程圖是全相關(guān)的，當(dāng)你修改圖紙時(shí)，三維模型、各個(gè)視圖、裝配體都會(huì)自動(dòng)更新。

    從三維模型中自動(dòng)產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標(biāo)注。

    增強(qiáng)了的詳圖操作和剖視圖，包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。

    使用RapidDraft技術(shù)，可以將工程圖與三維零件和裝配體脫離，進(jìn)行單獨(dú)操作，以加快工程圖的操作，但保持與三維零件和裝配體的全相關(guān)。

    用交替位置顯示視圖能夠方便地顯示零部件的不同位置，以便了解運(yùn)動(dòng)的順序。交替位置顯示視圖是專門為具有運(yùn)動(dòng)關(guān)系的裝配體而設(shè)計(jì)的獨(dú)特的工程圖功能

SolidWorks技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

    作為現(xiàn)代機(jī)械工程最重要也是最主要的設(shè)計(jì)工具，SolidWorks技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)輔助繪圖，計(jì)算機(jī)輔助建模，工程分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面。

計(jì)算機(jī)輔助繪圖

    計(jì)算機(jī)輔助繪圖是SolidWorks成為全球裝機(jī)量最大、最好用的CAD軟件，傳統(tǒng)的手工繪圖工作量大，而且其準(zhǔn)確性和美觀性都難以保證，SolidWorks繪圖軟件自帶圖庫(kù)，和繪圖命令，可以輕易畫出高質(zhì)量的三維圖，可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換為工程圖，且打印出來(lái)更清晰整潔，便于存檔。

圖3工程圖實(shí)例

計(jì)算機(jī)輔助建模

    使用SolidWorks三維軟件建模，設(shè)計(jì)人員可以建立所要設(shè)計(jì)產(chǎn)品的立體模型，而且其相關(guān)尺寸都是準(zhǔn)確真實(shí)的。SolidWorks軟件是機(jī)械設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的有力武器。設(shè)計(jì)人員利用SolidWorks技術(shù)，采用特征造型和參數(shù)設(shè)計(jì)的手段，能夠在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中進(jìn)行產(chǎn)品模型的直觀設(shè)計(jì)。尤其是產(chǎn)品的裝配階段，軟件的三維造型尤為突出。可以直觀的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)或是功能上的不合理之處，并進(jìn)行修改，即提高了設(shè)計(jì)效率，有保證了設(shè)計(jì)的可行性，從而縮少成本并縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。

圖4三維實(shí)例

工程分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化

    產(chǎn)品或是零部件的性能分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化是進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)必不可少的內(nèi)容。而有限元分析和動(dòng)力學(xué)分析等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的發(fā)展，使得SolidWorks技術(shù)在工程分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化功能上進(jìn)行拓展。目前軟件已提供了關(guān)于ansys等有限元分析軟件的接口，用戶可以直接將利用三維CAD技術(shù)建立的產(chǎn)品模型導(dǎo)入到有限元分析軟件中，在給定負(fù)載下對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行工程分析，然后以工程分析結(jié)果為基礎(chǔ)，優(yōu)化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，這種分析和優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法在復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程發(fā)揮著重要的作用。

圖5運(yùn)動(dòng)實(shí)例

圖6力學(xué)分析實(shí)例

結(jié)束語(yǔ)

    SolidWorks技術(shù)給機(jī)械工程領(lǐng)域帶來(lái)了一次技術(shù)上的變革，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明。使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，使產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。SolidWorks也將更加完善，其在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用也必然更加廣泛。目前國(guó)內(nèi)的SolidWorks技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用水平雖然取得了很大的進(jìn)步，但于國(guó)際水平相比仍有一定差距，這就需要我們加強(qiáng)對(duì)SolidWorks技術(shù)的研究及開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的力度，為我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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