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solidworks教程资料:
第3部分  自上而下装配设计
    自上而下装配是指在设计过程中,先设计单个零部件,在此基础上进行装配生成总体设计。这种装配建模需要设计人员交互地给定配合构件之间的配合约束关系,然后SolidWorks系统自动计算构件的转移矩阵,并实现虚拟装配。
 关键词

视频教程如下:



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课程讲解
课时区间1:自上而下装配设计的含义
    【自上而下装配】的关键技术在于用户是否熟练地掌握了SolidWorks的实体建模与曲面建模功能。
    因为各装配组件是在建模环境下完成设计的。本书前面章节对实体造型和曲面造型进行了详细的描述,因而在本部分中将不再重复介绍如何设计装配零部件。下面接着介绍SolidWorks的其他装配体技术。
课时区间2:智能扣件
    当装配体中含有标准规格尺寸的孔、孔系列或孔阵列时,可以使用【智能扣件】工具向装配体添加Toolbox扣件库中的扣件。
    Toolbox扣件库包含了ISO、GB及其他国家标准的扣件,如螺纹及螺纹紧固件等,如图7·63所示。
 
培训师提醒
要使用Toolbox扣件库中的标准件,必须将SolidWorks Toolbox Browser插件激活。
 
    在【装配体】工具栏中单击【智能扣件】按钮,属性管理器显示【智能扣件】属性面板,如图7-64所示。
    加果要手动选择要添加扣件的孔,可以激活【选择】选项区下的列表,然后在装配体中依次选择孔,此时【添加】按钮亮显。单击此按钮,程序自动计算孔尺寸,并添加能够配合孔尺寸的扣件。
    如果需要自动寻找装配体中的孔,可在属性面板中直接单击【增添所有】按钮,程序则自动添加配合所有孔尺寸的扣件。
    添加扣件后,【结果】选项区的结果列表中将显示添加的扣件组。选择一个组,可以在随后显示的【系列零部件】选项区和【属性】选项区中编辑扣件参数,如图7-65所示。
图7-63 Toolbox扣件库    图7-64  【智能扣件】
 
    在【结果】选项区单击【编辑分组】按钮,可以对添加的组进行编辑。在组文件下用鼠标右键单击【系列】,然后在弹出的快捷菜单中选择命令来编辑扣件组,如图7-66所示。
 
图7-65  【系列零部件】选项区与【属性】选项区    图7-66编辑扣件组的快捷菜单
 
    有些情况下,程序自动添加的智能扣件类型未必会符合设计要求,这就需要更改扣件类型。选择【更改扣件类型】命令,可以在弹出的【智能扣件】对话框中重新选择智能扣件的标准和类型,如图7-67所示。
    用户也可以在图形区中拖动控标来更改扣件的长度,更改之前需要在【系列零部件】选项区中取消勾选【自动更新长度】复选框,如图7-68所示。
 
图7-67  【智能扣件】对话框    图7-68拖动控标以更改扣件长度
 
课时区间3:智能零部件
    在装配环境中,用户可以使用【制作智能零部件】工具,将普通零部件(非Toolbox标
准件)创建为智能零部件,以备重复调用。
    在【装配体】工具栏中单击【制作智能零部件】按钮(如果没有此工具,可以调用出来),属性管理器显示【智能零部件】属性面板,如图7-69所示。
    【智能零部件】属性面板中各选项区、选项的含义如下。
    ●  【智能零部件】选项区:激活该选项区中的列表,选择或取消选择要成为智能零部件的零部件。
    ●  【零部件】选项区:激活该选项区中的列表,选择或取消选择与智能零部件相关联的零部件。
    ●  【特征】选项区:激活该选项区中的列表,选择在插入关联零部件和特征时需要指 定的配合参考。
    ●  显示(隐藏)零部件:单击此按钮,控制成为智能零部件的显示或隐藏。
    ●  【自动调整大小】选项区:该选项区用于设置其余的配合参考。例如,勾选【直径】复选框,需要为插入智能零部件选择同心配合参考。
    创建智能零部件后,在特征管理器原零部件文件夹下生成一个【智能特征】文件夹,如图7-70所示。
 
图7-69  【智能零部件】属性面板    图7-70生成【智能特征】文件夹
培训师提醒
用户是不能选择Toolbox标准件制作为智能零部件的,因为其本身就是智能扣件。
 
课时区间4:装配体直观
    特征管理器设计树中由于生成的各种装配文件繁多,致使操作装配体变得十分困难。为此,SoidWorks提供了装配体直观功能。使用此功能可以独立操作装配体下各零部件。在【装配体】工具条或在【评估】工具栏中单击【装配体直观】按钮,设计树窗格中出现【装配体直观】标签,并显示【装配体直观】属性面板,如图7-71所示。
 
图7-71  【装配体直观】属性面板
 
    通过该属性面板,可以选择零部件,可以查看数量、质量、总重量、密度等,还可以编辑零部件。拖动【添加滑杆】可以显示或改变零部件的颜色,如图7-72所示。
    在属性面板中上下拖动【退回控制棒】,在列表或图形区域中隐藏或显示条目,如图7-73所示。
 
图7-72拖动【添加滑杆】显示颜色    图7-73拖动【退回控制棒】显示条目
    在实际工程中,结构复杂的产品由大型装配体组成,其中包含了大量的零部件,这就要求对大型装配体进行相应的简化。简化后的大型装配体可以带来以下优点。
    ●  减少模型重建的时间,缩短屏幕刷新时间,显著提高模型的显示速度。
    ●  可以生成简化的装配体视图,其中只包含所需零部件而排除其他不必要的零部件。
    为此,SolidWorks提供了多种简化手段。用户可以通过切换零部件的显示状态和改变零部件的压缩状态来简化复杂的装配体。在装配体中的零部件有以下4种状态。
    ●  还原:零部件的正常显示状态,将零部件所有数据信息调入内存。
    ●  隐藏:除零部件不在装配体中显示外,其他与还原状态相同。
    ●  压缩:使零部件在当前装配体中暂时不起作用,模型不显示,数据不可用。
    ●  轻化:零部件的数据信息根据需要调入内存,只占用部分内存资源。
    1.零部件显示状态的切换
    零部件的显示状态有3种,分别为显示、隐藏与透明。通过切换装配体中零部件的显示状态,可以暂时将装配体中一些不必要的零部件隐藏起来,以便于用户专心地处理当前未被隐藏的零部件。也可将一些零部件设置成透明状,以便用户观察和处理被该零部件遮挡的零部件。这3种状态的切换对装配体及零部件本身并没有影响,只是用以改变显示效果。
    2.零部件压缩状态的切换
    根据某段时间内的工作范围,用户可以指定合适的零部件压缩状态。这样可以减少工作时装入和计算的数据量,装配体的显示和重建会更快。零部件的压缩状态有3种,分别为压缩、轻化和还原。
    (1)压缩
    使用压缩状态可以暂时将零部件从装配体中移除(而不是删除)。它不装入内存,不再是装配体中有功能的部分。压缩后用户将无法看到压缩的零部件,也无法选取其实体。
    一个压缩的零部件将从内存中移除,所以装入速度、重建模型速度和显示性能均有所提高。由于减小了复杂程度,其余的零部件计算速度会更快。
    不过,压缩零部件包含的配合关系也被压缩。因此,装配体中零部件的位置可能变为欠定义。参考压缩零部件的关联特征也可能受影响。当用户恢复压缩的零部件为完全还原状态时,还可能会发生矛盾。所以在生成模型时必须小心使用压缩状态。
    在特征管理器设计树或在图形区域中,用鼠标右键单击零部件并在弹出的快捷菜单中选择【压缩】命令,即可将选择的零部件压缩,如图7-74所示。
    (2)轻化
    使用轻化零部件,可以显著提高大型装配体的性能。使用轻化的零件装入装配体比使用完全还原的零部件装入同一装配体速度更快,因为计算的数据更少,包含轻化零部件的装配体的重建速度将更快。
    在特征管理器设计树或在图形区域中,用鼠标右键单击零部件并在弹出的快捷菜单中选择【设定为轻化】命令,即可将选择的零部件轻化,如图7-75所示。
    (3)还原
    还原是装配体零部件的正常状态。完全还原的零部件会完全装入内存,可以使用所有功能并可以完全访问。可以使用它的所有模型数据,所以可选取、参考、编辑、在配合中使用它的实体。
    在特征管理器设计树或在图形区域中,用鼠标右键单击零部件并在弹出的快捷菜单中选择【设定为还原】命令,即可将压缩状态的零部件还原,如图7-76所示。
 
图7-74  【压缩】命令    图7-75  【设定为轻化】命令   图7-76  【设定为还原】命令
培训师提醒
  当用户还原或轻化零部件时,将会在装配体的所有配置中还原或轻化。
 
3.SpeedPak
    SpeedPak是对大型装配体进行简化的有力工具。简单地说,SpeedPak功能就是指定大型装配体中的某个子装配体哪些面或实体参加配合,从而只把这些参加配合的面或实体调入内存,内存的使用得以减少。SpeedPak是在【配置管理器】中创建的。
    在配置管理器中,用鼠标右键选择现有配置,并在弹出的快捷菜单中选择【添加SpeedPak】命令,属性管理器显示【SpeedPak】属性面板,如图7-77所示。
 
图7-77显示【SpeedPak】属性面板
 
课时区间6:爆炸图技术
    装配爆炸视图是在装配模型中组件按装配关系偏离原来的位置的拆分图形。爆炸视图的创建可以方便用户查看装配中的零件及其相互之间的装配关系。装配体的爆炸视图如图7-78所示。
图7-78  装配体的爆炸视图
    1.生成或编辑爆炸视图
    在【装配体】工具栏或工具条中单击【爆炸视图】按钮,属性管理器中显示【爆炸】属性面板,如图7-79所示。
 
图7-79  【爆炸】属性面板
 
【爆炸】属性面板中各选项区及选项含义如下。
● 【爆炸步骤】选项区:该选项区用以收集爆炸到单一位置的一个或多个所选零部件。要删除爆炸视图,可以删除爆炸步骤中的零部件。
● 【设定】选项区:该选项区用于设置爆炸视图的参数。
●  爆炸步骤的零部件:激活此列表,在图形区选择要爆炸的零部件,随后图形区将显示三重轴,如图7-80所示。
 
培训师提醒
    只有在改变零部件位置的情况下,所选的零部件才会显示在【爆炸步骤】选项区列表中。
 
●  爆炸方向:显示当前爆炸步骤所选的方向。可以单击【反向】按钮改变方向。
●  爆炸距离:输入值以设定零部件的移动距离。
●  应用:单击此按钮,可以预览移动后的零部件位置。
●  完成:单击此按钮,保存零部件移动的位置。
●  拖动后自动调整零部件间距:勾选此复选框,将沿轴心自动均匀地分布零部件组的 间距。
●  调整零部件链之间的间距:拖动滑块来调整放置的零部件之间的距离。
●  选择子装配体的零件:勾选此复选框,可选择子装配体的单个零部件。反之则选择整个子装配体。
●  重新使用子装配体爆炸:使用先前在所选子装配体中定义的爆炸步骤。 除了在属性面板中设定爆炸参数来生成爆炸视图外,用户可以自由拖动三重轴的轴来改变零部件在装配体中的位置,如图7-81所示。
 
图7-80显示三重轴    图7-81  拖动三重轴改变零部件位置
 
    2.添加爆炸直线
    爆炸视图创建以后,可以添加爆炸直线来表达零部件在装配体中所移动的轨迹。在【装配体】工具栏或工具条中单击圜【爆炸直线草图】按钮,属性管理器中显示【步路线】属性面板,并自动进入3D草图模式,且程序弹出【爆炸草图】工具条,如图7-82所示。【步路线】属性面板可以通过在【爆炸草图】工具条中单击【步路线】按钮来打开或关闭。在3D草图模式中使用【直线】工具来绘制爆炸直线,如图7-83所示。绘制后将以幻影线显示。
 
图7-82  【步路线】属性面板和【爆炸草图】工具条    图7-83绘制爆炸直线
 
    在【爆炸草图】工具条中单击【转折线】按钮,然后在图形区中选择爆炸直线并拖动草图线条将转折线添加到该爆炸直线中,如图7-84所示。
图7-84将转折线添加到爆炸直线中
 
课程任务
目标
完成课堂任务后,用户将学会如何进行自上而下装配设计。
假定背景
    活动脚轮是工业产品,它由固定板、支承架、塑胶轮、轮轴及螺母构成。活动脚轮也就我们所说的万向轮,它的结构允许360度旋转。
    活动脚轮的装配设计的方式是自上而下,即在总装配体结构下,依次构建出各零部件模型。装配设计完成的活动脚轮如图7-85所示。
    图7-85活动脚轮
    任务:活动脚轮装配设计
    1.创建固定板零部件
Step 01新建装配体文件,进入装配环境,并关闭属性管理器中的【开始装配体】属性面板。
Step 02在【装配体】工具栏中单击【插入零部件】命令下方的下三角按钮,然后选择【插入新零件】命令,随后建立一个新零件文件,然后将件文件重命名为【固定板】,如图7-86所示。
Step 03选择该零部件,然后在【装配体】工具栏中单击【编辑装配体】按钮,进入零件设计环境。
Step 04在零件设计环境中,使用【拉伸凸台/基体】工具,选择前视基准面作为草绘平面,进入草图模式,绘制如图7-87所示的草图。
Step 05在【凸台.拉伸】属性面板中重新选择轮廓草图,设置如图7-88所示的拉伸参数后完成圆形实体的创建。
 
图7-88  创建圆形实体
 
Step 06再使用【拉伸凸台/基体】工具,选择余下的草图曲线来创建实体特征,如图7-89所示。
 
图7-89创建由其余草图曲线作为轮廓的实体
培训师提醒
创建拉伸实体后,余下的草图曲线被自动隐藏,此时需要显示草图。
 
Step 07使用【旋转切除】工具,选择上视基准面作为草绘平面,然后绘制如图7-90所示的草图。
 
图7-90绘制旋转实体的草图
 
Step 08退出草图模式后,以默认的旋转切除参数来创建切除特征,如图7-91所示。
 
图7-91  创建旋转切除特征
 
Step 09最后使用【圆角】工具,对实体创建半径分别为【5】、【1】和【0.5】的圆角特征,如图7-92所示。
 
图7-92  创建圆角特征
 
Step 10在工具栏中单击霞【编辑零部件】按钮,完成固定板零部件的创建。
  2.创建支承架零部件
Step 01在装配环境中插入第2个新零件文件,并重命名为【支承架】。
Step 02选择支承架零部件,然后单击【编辑零部件】按钮,进入零件设计环境。
Step 03使用【拉伸凸台/基体】工具,选择固定板零部件的圆形表面作为草绘平面,然后绘制7-93所示的草图。
 
图7-93  选择草绘甲面并绘制草图
Step 04退出草图模式后,在【凸台-拉伸】属性面板中重新选择拉伸轮廓(直径为54的圆),并输入拉伸深度为【3】,如图7-94所示,最后关闭属性面板完成拉伸实体的创建。
 
图7-94创建拉伸实体
 
Step 05再使用【拉伸凸台/基体】工具,再选择上一个草图中的圆(直径为60)来创建深度为【80】的实体,如图7-95所示。
 
图7-95  创建圆形实体
 
Step 06同理,再使用【拉伸凸台/基体】工具选择矩形来创建实体,如图7-96所示。
图7-96  创建矩形实体
Step 07使用【拉伸切除】工具,选择上视基准面作为草绘平面,绘制轮廓草图后再创建如图7-97所示的拉伸切除特征。
 
    图7-97  创建拉伸切除特征
Step 08使用【圆角】工具,在实体中创建半径为【3】的圆角特征,如图7-98所示。
Step 09使用【抽壳】工具,选择如图7-99所示的面来创建厚度为【3】的抽壳特征。
 
图7-98  创建圆角特征    图7-99创建抽壳特征
Step 10创建抽壳特征后,即完成了支承架零部件的创建,如图7-100所示。
Step 11使用【拉伸切除】工具,在上视基准面上创建出支承架的孔,如图7-101所示。
    图7-100支承架    图7-101  创建支承架上的孔
Step 12完成支承架零部件的创建后,单击【编辑零部件】按钮,退出零件设计环境。
  3.创建塑胶轮、轮轴及螺帽零部件
Step 01在装配环境下插入新零件并重命名为【塑胶轮】。
Step 02编辑【塑胶轮】零件并进入零件设计环境中。使用【点】工具,在支承架的孔中心创建一个点,如图7-102所示。
Step 03使用【基准面】工具,选择右视基准面作为第一参考,选择点作为第二参考,然后创建一个参考基准面,如图7-103所示。
 
图7-102创建参考点    图7-103创建参考基准面
培训师提醒
在选择第二参考时,参考点是看不见的。这需要展开图形区中的特征管理器设计树,然后再选择参考点。
 
Step 04使用【旋转凸台/基体】工具,选择参考基准面作为草绘平面,绘制如图7-104所示的草图,完成旋转实体的创建。
Step 05此旋转实体即为塑胶轮零部件。单击【编辑零部件】按钮,退出零部件设计环境。
 
104
 
Step 06在装配环境下插入新零部件并重命名为【轮轴】。
Step 07而编辑【轮轴】零部件并进入零件设计环境中。使用【旋转凸台/基体】工具,选择【塑胶轮】零部件中的参考基准面作为草绘平面,然后创建如图7-105所示的旋转实体。此旋转实体即为轮轴零部件。
 
图7-105创建旋转实体
 
Step 08单击簿【编辑零部件】按钮,退出零件设计环境。
Step 09在装配环境下插入新零件并重命名为【螺母】。
Step 10使用【拉伸凸台/基体】工具,选择支承架侧面作为草绘平面,然后绘制如图7-106所示的草图。
  图7-106选择草绘甲面并绘制草图
 
Step 11退出草图模式后,创建深度为【7.9】的拉伸实体,如图7-107所示。
图7-107创建拉伸实体
 
Step 12使用【旋转切除】工具,选择【塑胶轮】零部件中的参考基准面作为草绘平面,进入草图模式后绘制如图7-108所示的草图,退出草图模式后创建出旋转切除特征。
 
图7-108创建旋转切除特征
 
Step 13单击【编辑零部件】按钮,退出零部件设计环境。
Step 14至此,活动脚轮装配体中的所有零部件己全部设计完成。最后将装配体文件保存,并重命名为【脚轮】。
 
任务总结
成功完成本次任务后,用户将:
●  学会如何建立总装配。
●  学会如何在建模环境下设计模型。
 


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