《计算机辅助设计》课程实验实验指导书

《计算机辅助设计》课程实验实验指导书第一课SolidWorks基础知识草图绘制第二课基本零件设计第三课1曲面建模设计2工程图第四课装配体设计实验一一、目的与要求1.熟悉solidworks的界面与工作空间；2.了解草图的作用及其绘制草图的原则和一般步骤；3.能够熟练绘制基本的草图。二、实验原理与实验方法草图是指能够表达一定形状、用于生成特征的轮廓。草图是solidworks草图的基础。同样的草图可以用来建立不同的特征，形成不同的实体。草图绘制的一般步骤确定绘图平面绘制草图大致轮廓检查和添加几何关系标注尺寸草图绘制的原则根据建立特征的不同及特征的相互关系，确定草图的绘制平面和基本形状。零件的第一草图应该和原点定位，以确定特征在空间的位置。每幅草图应尽量的简单，不要包含复杂的嵌套，这有利于草图的管理和特征的修改。自己要非常清楚草图的位置，一般情况下可使用【正视于】命令，使草图平面和屏幕平行。尽管solidworks不要求完全定义草图，但在绘制草图的过程中最好使用完全定义草图。合理标注尺寸和添加几何关系，反映了设计者的思维方式及机械设计的能力。任何草图在绘制时只需要绘制大致形状及位置关系，要利用几何关系与尺寸标注来确定几何体的大小和位置，这有利于提高工作效率。绘制实体时候要注意solidworks的系统反馈和推理线，可以在绘制的过程中确定实体的关系。首先确定草图个元素的几何关系，其次是位置关系和定位关系，最后标注草图的形状尺寸。中心线不参与特征的生成，只起到辅助作用。因此必要的时候可以使用构造线定位或标注尺寸。小尺寸几何应使用夸张的画法，标注完尺寸后改成正确的尺寸。三、实验内容1.SolidWorks基础知识熟悉SolidWorks工作空间SolidWorks2008界面3.基本草图练习（A）绘制下面草图。具体步骤：新建零件并保存，命名为“草图绘制练习”绘制直线绘制切线弧绘制封闭直线绘制同心圆绘制圆角添加约束标注尺寸完成草图可以建立拉伸特征（B）实例2，绘制如下草图。具体步骤：Step1:Step2Step3Step4Step5Step6Step7Step8三、综合练习。注意下几点：（1）注意图示的草图原点；（2）所用草图均完全定义，请注意图中的有关几何关系；（3）必要时，使用中心线、中心线圆作为辅助。草图练习1草图练习2实验二一、目的与要求1.熟悉CAD设计手段的基本步骤和方法；2.建立三维造型的观念；3.训练基本造型方法；4.能够熟练运用Solidworks进行基本零件的设计。5.完成实验中的例子零件。二、实验原理和实验方法基础特征在零件建模时应用十分广泛，如创建零件主体结构特征、零件内部结构特征。创建实体特征的方法有拉伸、旋转、扫描、放样等。根据设计的要求合理选用创建方式。零件的建模过程都是通过将大量的特征组合起来并修改特征的过程。采用什么样的特征，需要对具体的零件做分析。在规划特征的过程中，可以考虑如下几点：a.建立零件之前，应考虑零件的成型方式和相关工艺，从而确定建模方法、选用的特征和有关选项；b.零件的第一个实体特征要基本反映零件的整体面貌；c.每个特征应尽量简单，这样便于特征的修改和管理；d.考虑特征的顺序对零件的影响，做到有先有后；e.应明确特征件的关系，避免建模过程添加不必要的父子关系。三、实验内容实例1：QQ企鹅。具体步骤：选择前视基准面，绘制草图并标注。推出草图，使用“旋转凸台/基体”命令，生存实体使用“圆角”命令，设置圆角半径25mm。以前视基准面为基准平面，利用椭圆和直线命令，绘制如图草图。退出草图，点击特征工具栏中的“旋转凸台/基体”工具，生成如图实体。选择前视基准面，绘制草图，并添加约束。退出草图，点击特征工具栏中的“拉伸切除”工具，设置方向1和方向2的终止条件都为“完全贯穿”，生成如图实体。利用“圆角”工具进行圆角，设置圆角半径为5mm。进行“镜像”操作，设置如图参数，生成如图特征。选择前视基准面，利用“三点圆弧”工具，绘制草图4。并退出草绘。点击“基准面”工具，生成基准面1。如图。选择基准面1，绘制椭圆草图。绘制基准面2.以基准面2绘制草图。创建放样，点击“放样凸台/基体”，在轮廓选项中选择草图5和草图6，在开始约束和结束约束中选择垂直于轮廓，选择草图3为中心线，生成放样特征，如图。进行圆顶，选择椭圆圆顶，设置圆顶距离为6mm。圆角，圆角半径为5mm。镜像手臂。创建基准面3.在基准面3上绘制草图。选择“拉伸切除”工具，终止条件选择“到指定面指定的距离”，设置等距距离为1mm，勾选“反向等距”。同样的方法生成眼睛部分。在基准面3上绘制草图。选择“拉伸切除”工具，终止条件选择“到指定面指定的距离”，设置等距距离为0.2mm，勾选“反向等距”。点击确定生成眼睛槽。选择前视基准面，在上步绘制的椭圆内部绘制椭圆。选择“拉伸凸台基体”工具，终止条件选择“到指定面指定的距离”，设置等距距离为0.2mm，勾选“反向等距”。点击确定生成眼珠。圆顶。镜像眼睛。创建嘴巴。选择前视基准面，绘制草图。选择“拉伸凸台基体”工具，去掉“合并结果选项”。点击确定。在拉伸面上进行圆顶。选择插入-特征-组合，进行组合。观看实体。给GG上色。按ctrl键，选中要改变颜色的特征。右键选择“特征属性”，更改颜色为黑色。同样设置其他特征颜色，最终效果如下。实例2：锤子设计。具体步骤：Step1Step2Step3Step4Step5Step6Step7Step8实验三一、目的与要求1.掌握高级造型特征的基本工作原理；2.了解掌握在CAD特征中曲线和曲面的特征定义的特点；3.训练曲面等高级造型方法；4.能够进行工程图的设计；5.完成实验中要求设计的零件，实现参数化和特征造型设计。二、实验原理与实验方法实体造型的编辑方法一般有两种，一种是采用布尔运算的方法，进行实体之间的交、并、差之间的运算。另一种是自动融合。曲面造型是用曲面来表达物体形状的造型方法。对于实体造型来说，不同的三维造型设计软件都有其各自的特点。曲面造型方法中有以下几种基本的曲面类型：平面、拉伸曲面、旋转曲面、扫描曲面和混成曲面，曲线是构建模型的框架。如何快速有效地建立好曲线是生成曲面前的关键一步。曲线是建立模型的关键，如何合理地生成曲线，是成功建立符合工程要求模型的基础。在曲面的构建过程中，利用基准曲线是最常用的方法。加在模型的建立过程中，基准曲线可以作为扫描特征的轨迹，也可以通过输入数学公式来生成基准曲线，基准曲线的生成的方法很多。曲面造型是用曲面表达物体形状的造型方法。与线框造型相比，曲面造型增加了有关边信息、表面特征以及核边的连接方向等内容，可进行面与面求交、消隐、明暗处理和渲染等操作。与实体造型相比，曲面造型具有控制更加灵活的优点，有些功能更是实体造型无法做到的，特别是在逆向工程等方面。曲面特征的建立方式除了与实体特征相同的Extrude、Revolve、Sweep、Blend等方式外，也可由点（DatumPoint）建立为曲线（Datumcurve），再由曲线建立为曲面。此外，曲面间也可有很高的操作性，例如曲面的集成（Merge）、剪裁（Trim）、延伸（Extend）等（实体特征缺乏该类特性）。工程图是三维设计的最后阶段，同时也是产品设计思想的交流方式和常规加工手段的数据依据，所以熟悉掌握工程图也是非常重要的一个环节。工程图的设计顺序，大致分为：建立符合GB的工程图模板和符合企业标准的图纸格式；根据三维模型生成所需的视图；工程标注（尺寸及公差配合、形位公差、粗糙度和技术要求等）；对于装配图，标注零件序号和建立材料明细表。三、实验内容（1）曲面建模实例1具体步骤：第1步：选择右基准面为草绘平面，绘制下图，标注图示尺寸并添加几何关系；第2部：选择拉伸工具，拉伸方向为两侧对称，拉伸距离为8；第3步：选择右基准平面作为草绘平面，绘制下图并标注尺寸；第4步：选择拉伸切除工具，拉伸方向为两侧对称，距离为7.18；第5步：选择实体的前面作为草绘平面，绘制下图；第6步：选择，拉伸方向设为拉伸到下一面，根据预览选择正确的切除方向；第7部：选择实体的后面作为草绘平面，绘制下图；第8步：同第六步；第9步：选择底面进行草绘，左侧4个孔可由镜像得到第10步：选择，做出孔特征；第11步：选择右基准平面作为草绘平面，绘制下图；第12步：选择底面为草绘平面，绘制下图，标注尺寸及添加几何约束；第13步：推出草绘，选择，选择第12步的草图作为扫描轮廓，选择第11步的草图作为扫描路径，展开面板中的薄壁特征下拉面板，输入距离0.25。第14步：选择右基准面进行草绘，选择进行实体边到草图元素的转化；先选工具，再选边先选工具，再选边第15步：选择拉伸曲面工具，方向为两侧对称，距离为7.18；第16步：选择插入>切除>使用曲面，选择上步的曲面作为切除曲面，根据预览选择要被切除的侧；第17步：选择曲面工具，选择第12步的草图作为扫描轮廓，选择第11步的草图作为扫描路径；第18步：同16步，进行实体的切除，选择17步的曲面作为切除曲面；第19步：新建基准平面，选择基准平面工具，选择下图端面作为要偏移的平面，距离为5.75；第19步：选择下图所示端面作为草绘平面进入草绘环境，选择，进行实体边到草绘元素的转化；第20步：选择18步新建的基准平面进行草绘，如下图，标注尺寸并添加几何约束；第21步：推出草绘环境，选择放样工