SolidWorks三维设计和应用教案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第1页课程介绍课程介绍本课程性质和任务本课程性质和任务本课程内容和学习方法本课程内容和学习方法教学内容教学内容课时分配概述概述2课时第第1章章 零件参数化零件参数化设计设计10课时第第2章章 虚虚拟拟装配装配设计设计8课时第第3章章 工程工程图图 10课时第第4章章 虚虚拟样拟样机技机技术术 6课时第第5章章 计计算机算机辅辅助工程分析助工程分析 6课时第第6章章 计计算机算机辅辅助制造助制造 6课时第2页单元1 SolidWorksSolidWorks轻松上手轻松上手第3页l学习目标:学习目标:了解参数化三维建模特点 了解SolidWorks界面和特点了解特征概念和特征在三维建模中应用了解S
2、olidWorks一些基本配置 学习重点:学习重点:熟悉SolidWorks界面和基本概念学会SolidWorks基本配置 内容提要内容提要第4页参数化三维建模创造历史 1.1 1.1 经验者说经验者说 制造全球化、信息化及需求个性化,都要求企业能在最短时间内推出用户满意产品,并快速占领市场。欲适应这种瞬息万变市场需求,缩短设计制造周期,提升产品质量,必须有先进设计制造技术。计算机技术与设计制造技术相互渗透、依存、结合并共同发展,产生这么一门综合性应用技术计算机辅助设计与制造(Computer Aided Design and Computer Aided Manufacturing,简称CA
3、D/CAM)。该技术是把人和计算机最正确特征结合起来,辅助进行产品设计分析与于制造一个技术,是综合了计算机与工程设计方法最新发展而形成一门新兴学科。该技术发展和应用已经成为衡量一个国家科技当代化与工业当代化水平主要指标。第5页1.2 1.2 手把手教手把手教 1.2.1 CAD/CAM1.2.1 CAD/CAM工作流程工作流程1.2.2 1.2.2 三维设计软件快速入门三维设计软件快速入门1.2.3 1.2.3 三维设计软件介绍三维设计软件介绍1.2.4 1.2.4 SolidWorksSolidWorks介绍介绍第6页1.2.1 1.2.1 1.2.1 1.2.1 CAD/CAMCAD/CA
4、MCAD/CAMCAD/CAM工作流程工作流程工作流程工作流程输入产品性能要求输入产品性能要求三三维几何造型及产品模型维几何造型及产品模型优化优化设计设计有限元分析等有限元分析等工程分析工程分析装配运动装配运动仿真分析仿真分析满足工作要求满足工作要求物性物性计算计算计算机辅助计算机辅助工艺分析工艺分析(CAPP)数控自动编程数控自动编程(CAM)满足工艺要求满足工艺要求数据后处理数据后处理选择设计方案选择设计方案修改设计方案修改设计方案第7页1.2.2 1.2.2 三维设计软件快速入门三维设计软件快速入门1 1 1 1、轮对、轮对、轮对、轮对CAD/CAECAD/CAECAD/CAECAD/C
5、AE演示演示演示演示2 2 2 2、特征定义、特征定义、特征定义、特征定义3 3 3 3、基于特征产品设计三步曲、基于特征产品设计三步曲、基于特征产品设计三步曲、基于特征产品设计三步曲 第8页 1 1、轮对、轮对CAD/CAECAD/CAE演示演示第9页 关关于于特特征征定定义义有有很很多多说说法法。如如:国国际际标标准准化化组组织织对对特特征征所所做做定定义义是是“特特征征是是单单个个特特征征”,如如平平面面、圆圆柱柱面面、两两个个平平行行面面、台台阶阶、螺螺纹纹、轮轮廓廓等等;美美国国全全国国家家标标准准准准协协会会定定义义是是特特征征能能够够看看成成是是一一个个零零件件有有形形部部分分,
6、如如表表面面、孔孔和和槽槽等等;计计算算机机福福州州制制造造国国际际定定义义是是工工件件形形状状特特征征定定义义,在在工工件件表表面面、棱棱边边或或转转角角上上形形成成特特定定几几何何轮轮廓廓,用用来来修修饰饰工工件件外外貌貌或或者者有有利于工件给定功效。利于工件给定功效。在基于特征造型系统中,特征是组成零件基本元素,即在基于特征造型系统中,特征是组成零件基本元素,即零件是由特征组成。零件是由特征组成。2 2、特征定义、特征定义 第10页 3 3、基于特征产品设计三步曲、基于特征产品设计三步曲 (1)零件造型)零件造型v规划零件:分析零件特征组成、特征之间关系、特征结构次序及其结构方法等。v创
7、建基础特征:基本基础是组成每一个零件基本形态基本特征,它是结构其它特征基础。v创建其它基本特征:依据零件规划结果,在基础特征上添加其它基本特征,最终添加辅助特征。v编辑特征:依据需要对已经建立零件进行特征修改、删除和添加等编辑操作。(2)虚拟装配)虚拟装配v规划装配:分析产品零件组成、零件之间装配关系、装配次序及其装配方法。v插入基础零件:基础零件是产品中起支撑作用零件,也称为“地”,普通选取产品中与其它零件配合关系较多零件作为基础零件。v组装其它零件或子装配:依据装配规划结果,插入其它零件或子装配,并依据各自配合关系进行组装。(3)生成图纸)生成图纸v规划视图:依据零件和装配特点选择图纸格式
8、、视图组成。v添加视图:依据视图规划结果,添加基本视图和辅助视图。v标注尺寸:标注零件定性尺寸、定位尺寸、形位公差等。v添加注释:添加技术要求等文字说明。第11页1.2.3 1.2.3 三维设计软件介绍三维设计软件介绍 1 1、CAD/CAM系统软件类型系统软件类型 2 2、流行流行CAD系统技术特点系统技术特点第12页 1 1、CAD/CAMCAD/CAM系统软件类型系统软件类型CAD/CAM系统软件可分为三个层次:系统软件、支撑软件、应用软系统软件可分为三个层次:系统软件、支撑软件、应用软件。件。v系统软件指操作系统和系统实用程序等,它用于计算机管理、控制系统软件指操作系统和系统实用程序等
9、,它用于计算机管理、控制和维护。和维护。包含:操作系统、编译系统和系统实用程序。包含:操作系统、编译系统和系统实用程序。v支撑软件包含几何建模软件,如支撑软件包含几何建模软件,如Pro/E等等;数据库管理系统,如;数据库管理系统,如FoxBASE,FoxPRO工程数据库等;工程分析及计算软件,如工程数据库等;工程分析及计算软件,如 ADINA等;机构分析及机构综合软件,如等;机构分析及机构综合软件,如 ADAMS等;文档制作等;文档制作软件,如软件,如WPS,WORD等。等。v应用软件是用户为处理各类实际问题,在系统软件支持下而设计、应用软件是用户为处理各类实际问题,在系统软件支持下而设计、开
10、发程序,或利用支撑软件进行二次开发形成程序,应用软件功效开发程序,或利用支撑软件进行二次开发形成程序,应用软件功效和质量直接影响和质量直接影响CAD系统功效和质量。系统功效和质量。第13页 2 2、流行CAD系统技术特点CAD软件大致可分为高端软件大致可分为高端UNIX工作站工作站CAD系统,中端系统,中端Windows微机微机CAD系统和低端系统和低端二维微机二维微机CAD系统等三类。系统等三类。(1)高端)高端UINX工作站工作站CAD系统系统 这类系统特点是,这类系统特点是,UNIX操作系统为支撑平台,从操作系统为支撑平台,从50年代发展至今,产生了年代发展至今,产生了许多著名软件。当前
11、,这类系统中比较流行有:许多著名软件。当前,这类系统中比较流行有:PTC企业企业Pro/Engineer软件、软件、SDRC企业企业I-DEAS软件和软件和EDS企业企业UG软件。软件。(2)中端微机)中端微机CAD系统系统 伴随计算机技术发展,尤其是微机性能和伴随计算机技术发展,尤其是微机性能和Windows技术发展,已使微机具技术发展,已使微机具备了中低级备了中低级UNIX工作站竞争实力,也使基于工作站竞争实力,也使基于Windows技术微机技术微机CAD系统快速发系统快速发展。当前,国际上最流行有展。当前,国际上最流行有SolidWorks企业企业SolidWorks软件,软件,UG企业
12、企业SolidEdge软件和软件和Autodesk企业企业MDT软件等,国内也推出清华软件等,国内也推出清华CAD工程中心工程中心GEMS,浙大,浙大大天企业大天企业GSMASD,北京巨龙腾企业龙腾,北京巨龙腾企业龙腾CAD,北京爱宜特企业,北京爱宜特企业Micro Solid、江苏杰必克超人江苏杰必克超人CAD/CAM以及华正企业以及华正企业CAXA-ME。(3)低端)低端CAD系统系统二维二维CAD系统系统 纯二维纯二维CAD系统在国外已经不多,真正有名是系统在国外已经不多,真正有名是Autodesk企业企业AutoCAD软件。软件。AutoCAD 提供一套丰富设计工具,嵌入提供一套丰富设
13、计工具,嵌入Internet技术和含有创新性技术和含有创新性Objict ARX、Autolisp及及VBA编程语言能够帮助开发人员和用户按他们特定需求控制软件,可编程语言能够帮助开发人员和用户按他们特定需求控制软件,可对多个图形文件同时进行操作,支持多任务设计环境(对多个图形文件同时进行操作,支持多任务设计环境(MDE)。)。第14页1.2.4 1.2.4 SolidWorksSolidWorks介绍介绍1、SolidWorks特点特点2 2、SolidWorks思维方式思维方式3、SolidWorks三维设计过程三维设计过程4、认识、认识SolidWorks用户界面用户界面用户界面用户界面
14、5 5、SolidWorksSolidWorks相关设定和配置相关设定和配置第15页1 1、SolidWorksSolidWorks特点特点基于 Windows 操作系统,采取 Windows 界面格调参数式设计单一数据库 真正三维实体模型 全相关 参数关系式 实体建模低成本已在生产中广泛应用第16页2 2、SolidWorksSolidWorks思维方式思维方式第17页3 3、SolidWorksSolidWorks三维设计过程三维设计过程 由以上火车轮对建模过程可见:由以上火车轮对建模过程可见:SolidWorks等三维等三维CAD软件含软件含有有“机械制造仿真、所见即所得和牵一发动全身机
15、械制造仿真、所见即所得和牵一发动全身”特点,且普通都特点,且普通都拥有拥有“造零件、装机械、出图纸造零件、装机械、出图纸”三种基本功效。各种功效操作步三种基本功效。各种功效操作步骤总结为:骤总结为:造零件过程:造零件过程:选平面、画形状、定位置、标尺寸、造特征、制零件。选平面、画形状、定位置、标尺寸、造特征、制零件。装机械过程:装机械过程:插零件、选对象、设配合、装机械。插零件、选对象、设配合、装机械。出图纸过程:出图纸过程:设格式、选视图、定位置、标尺寸、添注解、出图纸。设格式、选视图、定位置、标尺寸、添注解、出图纸。第18页4 4、认识、认识SolidWorksSolidWorks用户界面
16、用户界面下拉菜单快捷键工具栏快速提醒FeatureManager 设计树PropertyManager任务窗格鼠标键系统反馈第19页5 5、SolidWorksSolidWorks相关设定和配置相关设定和配置选项应用改变默认选项设置提议设置第20页1.请问实体模型好处是什么?2.为何系统要提供不一样实体模型显示方式?3.怎样成为合格机械三维设计人员 1.3 1.3 常见问题常见问题第一,要耐得住寂寞。第一,要耐得住寂寞。第二,要培养本身学习能力、思维能力、创新能力。第二,要培养本身学习能力、思维能力、创新能力。第三,要提升计算机水平。第三,要提升计算机水平。第四,不能过分考究方法和技巧,而不愿
17、意下真功夫。第四,不能过分考究方法和技巧,而不愿意下真功夫。第五,要明确三维设计目标。第五,要明确三维设计目标。第六、有扎实实践基础。第六、有扎实实践基础。第七、培养对美学认识。第七、培养对美学认识。第21页 本单元主要介绍了三维设计基本特点,并认识了Solidworks三维设计过程及其基本界面、使用和一些基本系统配置参数。希望经过对本单元学习,读者能对三维设计有一个基本了解,为以后学习建模打下良好基础。1.4 1.4 本单元回顾本单元回顾第22页 单元2 草图绘制 第23页学习目标:学习目标:了解草图绘制作用掌握SolidWorks中惯用草图绘制方法掌握草图修改掌握约束在草图绘制中作用 了解
18、基准概念和特点掌握各种常见基准创建方法 学习重点:学习重点:SolidWorks中惯用草图绘制方法草图修改方法约束在草图绘制中作用 内容提要内容提要第24页经验者说:正确绘制草图是三维建模关键 从从几几何何学学知知识识可可知知,任任何何一一个个基基本本三三维维几几何何体体都都是是将将一一定定形形状状二二维维剖剖面面图图形形(草草图图)按按一一定定方方式式如如拉拉伸伸、旋旋转转、扫扫描描等等生生成成。在在三三维维设设计计软软件件中中,特特征征创创建建、工工程程图图建建立立、三三维维装装配配图图建建立立以以及及都都需需要要进进行行平平面面草草图图绘绘制制。熟熟练练掌掌握握草草图图绘绘制制,就就已已
19、经经掌掌握握了了三三维维设设计软件基础绘图关键。计软件基础绘图关键。2.1 2.1 经验者说经验者说第25页2.2 2.2 手把手教手把手教2.2.1 草绘基础草绘基础2.2.2 基本图形绘制基本图形绘制2.2.3 草图绘制实例草图绘制实例2.2.4 2.2.4 草图绘制技巧草图绘制技巧第26页2.2.1 2.2.1 草绘基础草绘基础1、草绘环境介绍草绘环境介绍2、草绘步骤草绘步骤3、专业术语、专业术语第27页1 1、草绘环境介绍草绘环境介绍第28页 选平面选平面绘形状绘形状定位置定位置设大小设大小2 2、草绘步骤草绘步骤第29页3 3、专业术语、专业术语1.草图:三维实体模型在某个截面上二维
20、轮廓称为草图,每个草图都有一些形状、大小草图:三维实体模型在某个截面上二维轮廓称为草图,每个草图都有一些形状、大小或者方向特征。创建草图过程是:选平面或者方向特征。创建草图过程是:选平面绘形状绘形状定位置定位置设大小。设大小。2.草图平面草图平面:即绘制二维几何图形(草图)平面。在创建草图前,用户必须选择一个草图即绘制二维几何图形(草图)平面。在创建草图前,用户必须选择一个草图平面。平面。SolidWorks系统默认提供三个基准面,分别是上视基准面、前视基准面和右视系统默认提供三个基准面,分别是上视基准面、前视基准面和右视基准面。草图平面也能够是前一个特征上某一个平面,还能够是用户使用菜单命令
21、:基准面。草图平面也能够是前一个特征上某一个平面,还能够是用户使用菜单命令:“工具工具”“参考几何体参考几何体”“基准面基准面”创建基准平面。创建基准平面。3.约束约束:没有规矩不成方圆。每个草图都必须有一定约束,没有约束则设计者意图也无从没有规矩不成方圆。每个草图都必须有一定约束,没有约束则设计者意图也无从表达。约束有两种:一个对尺寸进行约束,一个对位置进行约束。绘制草图前,应仔表达。约束有两种:一个对尺寸进行约束,一个对位置进行约束。绘制草图前,应仔细分析草图图形结构,明确草图中几何元素之间约束关系。细分析草图图形结构,明确草图中几何元素之间约束关系。4.草图状态草图状态:任何时候,草图都
22、处于三种状态之一。这三种状态分别是:欠定义、完全定任何时候,草图都处于三种状态之一。这三种状态分别是:欠定义、完全定义和过定义。草图状态由草图中几何体与定义尺寸之间几何关系来决定。欠定义是指义和过定义。草图状态由草图中几何体与定义尺寸之间几何关系来决定。欠定义是指草图不充分定义状态,但这个草图仍能够用来创建特征。欠定义是很有用,因为在零草图不充分定义状态,但这个草图仍能够用来创建特征。欠定义是很有用,因为在零件早期设计阶段大部分时间里,并没有足够信息来对草图进行完全定义。伴随设计深件早期设计阶段大部分时间里,并没有足够信息来对草图进行完全定义。伴随设计深入,会逐步得到更多有用信息,能够随时为草
23、图添加其它定义。欠定义绘制几何体是入,会逐步得到更多有用信息,能够随时为草图添加其它定义。欠定义绘制几何体是蓝色(默认设置)。完全定义是指草图含有完整信息。完全定义草图几何元素是黑色蓝色(默认设置)。完全定义是指草图含有完整信息。完全定义草图几何元素是黑色(默认设置)。普通来说,当零件最终完成设计,要进行下一步加工时,零件每一个(默认设置)。普通来说,当零件最终完成设计,要进行下一步加工时,零件每一个草图都应该是完全定义。过定义是指草图中有重复尺寸或相互冲突约束关系,直到修草图都应该是完全定义。过定义是指草图中有重复尺寸或相互冲突约束关系,直到修改后才能使用。应该删除多出尺寸和约束。过定义几何
24、体是红色(默认设置)。改后才能使用。应该删除多出尺寸和约束。过定义几何体是红色(默认设置)。第30页2.2.2 2.2.2 基本图形绘制基本图形绘制练习练习练习练习1 1 绘制水平和垂直直线绘制水平和垂直直线练习练习2 2 依据推理线绘制直线依据推理线绘制直线练习练习3 3 草图绘制任意直线草图绘制任意直线 基基本本图图形形包包含含了了直直线线、矩矩形形、圆圆、圆圆弧弧、过过渡渡圆圆弧弧、样样条条曲曲线线等,这些基本图形是绘制复杂图形基础。等,这些基本图形是绘制复杂图形基础。第31页2.2.3 2.2.3 草图绘制实例草图绘制实例 第32页1 1、每个、每个草图草图尽可能简单尽可能简单,能够将
25、一个复杂草图分解为若干简单草图。能够将一个复杂草图分解为若干简单草图。目标:便于目标:便于约束,便于修改约束,便于修改2、给每一个、给每一个草图草图h赋予适当名称。赋予适当名称。目标:便于管理目标:便于管理5、对于比较复杂草图,最好防止、对于比较复杂草图,最好防止“结构完全部曲线,然后再加约束结构完全部曲线,然后再加约束”,这会增,这会增加全约束难度。普通过程为:加全约束难度。普通过程为:创建第一条主要曲线,然后施加约束,同时修改尺寸至设计值;创建第一条主要曲线,然后施加约束,同时修改尺寸至设计值;按设计意图创建其它曲线,但每创建一条或几条曲线,应随之施加约束,同按设计意图创建其它曲线,但每创
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