第5章零件設(shè)計技術(shù)5.1零件的特征管理零件的建模過程，可以認為是特征的建立和特征的管理過程。特征的建立不是特征簡單相加，特征間存在父子關(guān)系。特征重建時進行的計算以現(xiàn)有的特征為基礎(chǔ)，因此特征的先后順序?qū)δＰ徒⒂杏绊憽μ卣鬟M行壓縮，可以在圖形區(qū)域不顯示，并且重建模型中可以忽略被壓縮的特征。5.1.1特征退回打開光盤中第5章的練習(xí)文件“5-1.SLDPRT”，該零件【FeatureManager設(shè)計樹】和圖形區(qū)域的模型如左圖所示。當鼠標移動到【退回控制棒】上以后，鼠標指針變成【手】形狀，單擊鼠標右鍵，系統(tǒng)彈出如中圖中所示的快捷菜單。選擇【退回到前】，或者按住鼠標左鍵。上下拖動【退回控制棒】，可以將零件退回到不同特征之前。移動【退回控制棒】到【凸臺-拉伸3】特征前的【FeatureManager設(shè)計樹】和圖形區(qū)域的模型如右圖所示。5.1.2插入特征具體操作如下：（1）將零件特征退回到“陣列(線性)1”之前，如上圖所示。（2）添加【倒角】特征，則【倒角】特征被插入到“?10.0（10）直徑孔1”之后，“陣列(線性)1”之前。單擊【特征】選項卡中的【倒角】按鈕，系統(tǒng)彈出【倒角】屬性管理器。【距離】選項輸入“1.5”，選取孔的邊緣，單擊【確定】按鈕。（3）拖動【退回控制棒】到最后，釋放零件退回狀態(tài)。（4）在【FeatureManager設(shè)計樹】中選擇“陣列(線性)1”，單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【編輯特征】命令，系統(tǒng)彈出如下圖所示的【陣列(線性)1】屬性管理器，激活【要陣列的特征】列表框，選擇“倒角1”特征，【倒角】特征被添加到【要陣列的特征】列表框中，保持其他的陣列特征參數(shù)，確定陣列特征定義。（5）修改陣列特征定義后，陣列的內(nèi)容包括倒角特征。5.1.3查看父子關(guān)系父特征是其它特征所依賴的現(xiàn)有特征。父/子關(guān)系具有以下特點：（1）只能查看父子關(guān)系而不能進行編輯；（2）不能將子特征重新排序在其父特征之前。查看父/子關(guān)系具體操作如下：在征管理器設(shè)計樹或圖形區(qū)域中，選擇某個特征，單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【父子關(guān)系】命令，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【父子關(guān)系】對話框，對話框中課查看該特征的父特征和子特征。5.1.4特征狀態(tài)的壓縮與解除壓縮1.壓縮特征壓縮特征的具體操作如下：（1）在【FeatureManager設(shè)計樹】中選擇要壓縮的特征，或在繪圖區(qū)選擇要壓縮的特征的一個面。（2）選擇【編輯】|【壓縮】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【壓縮】按鈕，或者在【FeatureManager設(shè)計樹】中，單擊鼠標右鍵，然后在快捷菜單中選擇【壓縮】命令。5.1.4特征狀態(tài)的壓縮與解除壓縮2.解除壓縮解除壓縮的具體操作如下：在【FeatureManager設(shè)計樹】中選擇被壓縮的特征。單擊【特征】選項卡中的【解除壓縮】按鈕，或者選擇【編輯】|【解除壓縮】菜單命令，或者在【FeatureManager設(shè)計樹】中，右擊需解除壓縮的特征，然后在快捷菜單中選擇【解除壓縮】命令。5.1.4特征狀態(tài)的壓縮與解除壓縮3.Instant3D動態(tài)編輯特征的具體操作步驟如下：（1）單擊【特征】選項卡中的【Instant3D】按鈕，開始動態(tài)編輯特征操作（2）單擊【FeatureManager設(shè)計樹】中的【拉伸1】作為要編輯的特征，視圖中該特征顯示如左圖所示，同時，出現(xiàn)該特征的修改控標。（3）拖動拉伸深度尺寸“16”的控標，屏幕上出現(xiàn)標尺，如右圖所示，使用屏幕上的標尺可以精確的修改特征尺寸和草圖尺寸。（4）尺寸修改完后，單擊【特征】選項卡中的【Instant3D】按鈕，退出Instant3D特征操作。5.1.6特征的檢查與編輯1.查找模型重建錯誤SOLIDWORKS對于有錯誤的零件和特征均有明顯的提示。常見的重建模型錯誤，如表所示。5.1.6特征的檢查與編輯2.編輯草圖所謂編輯草圖，就是在零件設(shè)計完成以后，如果認為其中的某個特征不合適還可以對零件的草圖進行編輯和修改。編輯草圖具體操作過程如下：（1）在【FeatureManager設(shè)計樹】中選中需要進行修改的特征。（2）單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【編輯草圖】命令。（3）系統(tǒng)自動回到該特征的草圖狀態(tài)，這時就可以根據(jù)需要對草圖進行編輯和修改。（4）修改完成以后，執(zhí)行【標準】工具欄中的【重建模型】按鈕即可。5.1.6特征的檢查與編輯3.編輯特征同樣可以通過【編輯特征】的方法來修改特征的定義數(shù)據(jù)。方法和【編輯草圖】有些類似。編輯特征具體操作過程如下：（1）在【FeatureManager設(shè)計樹】中選中需要進行修改的特征.（2）單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【編輯特征】命令。或者直接在零件上選取特征并單擊鼠標右鍵，系統(tǒng)彈出類似的快捷菜單，并選擇【編輯特征】命令。（3）在屏幕的左邊會出現(xiàn)與該特征對應(yīng)的參數(shù)定義對話框，根據(jù)需要對其中的參數(shù)進行修改。（4）單擊在屬性管理器的上部的【確定】按鈕。5.2多實體技術(shù)當零件為多實體零件時，在特征設(shè)計樹中會包含有一個【實體】文件夾。在該文件夾后括號內(nèi)的數(shù)字表示實體的數(shù)量，文件夾下包含了零件的所有實體，實體的名稱為系統(tǒng)默認，即添加到實體上最后一個特征的名稱，用戶可以最后修改實體的名稱。如果零件是一個單獨的實體時，特征設(shè)計樹中就沒有的【實體】文件夾。建立多實體零件最直接的方法是，在特征操作中不勾選【合并結(jié)果】選項，這樣一個零件就可以形成多個實體，但【合并結(jié)果】選項對零件的第一個特征無效。5.2.1橋接橋接是生成連接多個實體的實體，在多實體環(huán)境中經(jīng)常使用的技術(shù)。利用橋接技術(shù)來連接兩個或多個實體，從而使多個實體合并成單一實體。下面以右圖所示的“把手”圖紙型為例，說明橋接技術(shù)在零件建模過程中的應(yīng)用。具體的操作過程可以參照本書的教學(xué)視頻。5.2.2局部操作利用局部操作技術(shù)可以單獨的處理多實體零件的某一個實體，而不影響其他實體。局部操作常用于需要抽殼的零件建模過程中。若在抽殼特征前的其他特征操作中勾選了【合并結(jié)果】復(fù)選框，那么抽殼特征將影響到零件的所有特征，而有些特征不需要抽殼，這就與設(shè)計意圖相矛盾。利用多實體局部操作技術(shù)可以解決這一矛盾，其方法是在其他特征操作過程中不勾選【合并結(jié)果】復(fù)選框，抽殼后通過【組合】命令把多個實體合并成一個實體。5.2.3組合實體1.添加添加是合并多個實體的體積以形成單一實體，組合后模型形狀不變。如左圖所示的模型是通過兩次拉伸實生成，拉伸時不勾選【合并結(jié)果】復(fù)選框，特征設(shè)計樹中的【實體】文件夾包含有兩個個獨立實體。選擇【插入】|【特征】|【組合】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【組合】按鈕，系統(tǒng)彈出如中圖所示的【組合】屬性管理器，【操作類型】選項選擇【添加】，在圖形區(qū)中選擇兩個實體，單擊【確定】按鈕，完成組合實體操作，如右圖所示。此時特征設(shè)計樹中【實體】文件夾隱藏，說明軸已組合成為單一實體零件。5.2.3組合實體2.刪減刪減是在合并多個實體時，指定一個實體為主要實體，其他實體及它們與主要實體重疊的部分都將被刪除，從而形成單一實體。使用【拉伸凸臺/基體】命令生成兩個獨立的實體，在生成第二個實體時不勾選【合并結(jié)果】復(fù)選框。選擇菜單欄【插入】|【特征】|【組合】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【組合】按鈕，系統(tǒng)彈出【組合1】屬性管理器，【操作類型】選項選擇【刪減】，【主要實體】選擇較大的實體1，【減除的實體】選擇實體2，單擊【確定】按鈕，完成組合實體操作，如下圖所示。5.2.3組合實體3.共同共同是在合并多個實體時，保留所選實體中的重疊部分，以形成單一實體，這種組合方式也稱為【重合】。此操作類型與【刪減】操作類型得到相反的結(jié)果。右圖的屬性管理器中若選擇操作類型為【共同】時，結(jié)果如右圖所示。5.2.4工具實體工具實體技術(shù)是利用插入零件的方法，在當前處于激活狀態(tài)的零件中插入一個新零件，該新零件將作為【工具】使用，用于添加或刪除當前零件的某一部分。工具實體技術(shù)常用于生成復(fù)雜的零件模型，利用該技術(shù)可以將復(fù)雜的形狀添加到當前的零件模型中。插入的新零件在當前零件中只作為一個實體使用，但它與當前零件之間已存在一個外部關(guān)聯(lián)，只要插入的新零件的源文件模型發(fā)生變化，當前的零件模型也會隨之改變5.2.5多實體保存為零件和裝配體在SOLIDWORKS中可以將多實體零件中的一個或多個實體保存為獨立的零件。當把多實體零件中的實體保存為單獨的零件后，可以通過【生成裝配體】命令從多實體零件自動生成裝配體。SOLIDWORKS提供了多種工具把多實體零件生成新零件和裝配體，這些工具各有特點。這里主要介紹分割零件為多實體，然后保存實體為單獨的零件，再生成裝配體。這種方法常用于具有上、下蓋的零件的設(shè)計，下面以“筆筒”為例進行說明。具體的操作過程可以參照本書的教學(xué)視頻。5.3參數(shù)化技術(shù)在應(yīng)用SOLIDWORKS進行產(chǎn)品設(shè)計的過程中，熟練的掌握SOLIDWORKS提供的某些特殊工具和設(shè)計方法，有助于提高我們的建模速度和建模的準確性。建模過程中使用鏈接數(shù)值和方程式命令，在修改模型參數(shù)時，就可以減少很多不必要的重復(fù)操作，而且保證修改參數(shù)的準確性。5.3.1鏈接數(shù)值【鏈接數(shù)值】是在模型中為多個尺寸指定相同的名稱，而使它們的尺寸值保持一致，當改變它們中的任何一個尺寸值時，其它與之有相同名稱的尺寸也發(fā)生改變。如在建模過程中，為多個具有相同直徑的圓角添加鏈接數(shù)值，只要任意改變一個圓角的直徑，它就成為驅(qū)動尺寸，驅(qū)動其它圓角的直徑發(fā)生相應(yīng)的變化，而不需要一一去修改圓角的尺寸，這樣提高了設(shè)計效率。5.3.2方程式在零件建模過程中，尺寸之間經(jīng)常會有一定的聯(lián)系，如上所講的鏈接數(shù)值，鏈接的尺寸具有相等的數(shù)值，其為一種特殊的情況。在一般情況下尺寸之間可以通過數(shù)學(xué)操作符和函數(shù)來建立邏輯關(guān)系，稱之為方程式。在模型尺寸之間建立方程式時，可將尺寸或?qū)傩悦Q用作變量。當在裝配體中使用方程式時，可以在零件之間或零件與子裝配體之間以配合尺寸的方式建立方程式。5.3.2方程式在SOLIDWORKS建模中，系統(tǒng)自動為每個尺寸建立一個默認的尺寸名稱。這種默認的尺寸名稱含義比較模糊，不能清楚的描述模型幾何特征的含義，有時系統(tǒng)會使用同樣尺寸名稱來描述不同的特征。在復(fù)雜的零件建模中，不利于設(shè)計人員對尺寸的記憶和理解，所以在建模過程中，應(yīng)該將相關(guān)尺寸的名稱改為更有邏輯性且能清楚表達特征幾何意義的名稱。5.3.3全局變量全局變量通過指定一個相同的全局變量來設(shè)定一系列的尺寸相等，這樣建立起大量的方程式，其中的尺寸數(shù)值都設(shè)定為相同的全局變量。更改全局變量的數(shù)值，也會更新所有關(guān)聯(lián)的尺寸。用戶可以在【方程式、整體變量、及尺寸】對話框中創(chuàng)建全局變量，或者在尺寸的【修改】對話框中完成。在方程式中可以添加全局變量或稱為整體變量。如果方程式中含有角度尺寸，可以從【方程式】對話框中的【角度方程單位】下拉列表中選擇【角度】或【弧度】作為計量單位。在模型中建立的方程式是按照它們在【方程式方程式、整體變量、及尺寸】對話框中的先后順序依次求解，如果用戶修改驅(qū)動尺寸后需要兩次或多次【重建模型】來更新模型時，說明方程式的順序不對。在為模型尺寸添加方程式時要特別注意，避免方程式循環(huán)求解。5.4零件設(shè)計系列化配置允許用戶在一個文件中對零件或裝配體生成多個設(shè)計變化。配置提供了一種簡便有效的方法來管理和開發(fā)一組有著不同尺寸或參數(shù)的零部件模型。例如對國標GB/T5781-2000中的六角頭螺栓，標準中羅列了M5、M6、M8…M64共14種規(guī)格。如果不使用配置功能，就要分別建立14個文件來管理這一組標準件。如果利用了配置功能，就可以把14種規(guī)格的六角頭螺栓綜合到一個文件中，即在一個文件名下生成從M5到M64共14個配置。這樣不但節(jié)省磁盤空間，更便于文件管理。生成配置前，要先指定配置名稱和屬性，然后再根據(jù)需要來修改模型以生成不同的設(shè)計變化。在SOLIDWORKS中可以手動建立配置，也可以使用系列零件設(shè)計表建立配置。手動建立配置是根據(jù)需要手動修改模型以生成不同的設(shè)計變化，而系列零件設(shè)計表是在簡單易用的Excel表中建立和管理配置，而且可以在工程圖中顯示系列零件設(shè)計表。5.4零件設(shè)計系列化（1）利用配置功能，可以在同一個文件名下實現(xiàn)以下幾個方面的應(yīng)用：（2）利用現(xiàn)有設(shè)計參數(shù)建立新的設(shè)計方案，如結(jié)構(gòu)相似的新零件或裝配體模型。（3）用于建立系列化零件或產(chǎn)品。利用配置可以生成一系列結(jié)構(gòu)形狀相似但具體參數(shù)不同的零件或裝配體模型，尤其適合于企業(yè)或國家的零部件標準的建立和管理。（4）可以分別指定同一零件不同配置的自定義屬性，以便應(yīng)用于不同的裝配，如零件名稱、材料、成本等。（5）用于零件的工藝過程。如利用配置可以表達零件在機加工的工藝過程中尺寸和形狀所發(fā)生的變化，即可用配置功能生成機械加工工序簡圖。（6）用于裝配體中零件的不同形態(tài)及裝配體的不同狀態(tài)。如壓簧彈簧在裝配中有壓縮和伸長兩種狀態(tài)，通過設(shè)定不同的螺距從而生成壓縮和伸長的兩種配置。又如對于裝配體，可生成兩種配置來表達其爆炸狀態(tài)和非爆炸狀態(tài)。（7）利用不同的配置為同一零件或裝配體指定不同的視像屬性，如外觀顏色、透明度等。（8）用于生成工程圖中的交替位置視圖。5.4.1配置管理器單擊配置管理器標簽，可激活配置管理器，每個配置均被單獨列出。單擊【FeatureManager設(shè)計樹】標簽，單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【添加配置】，如左圖所示，系統(tǒng)彈出如中圖所示的【添加配置】屬性管理器。【配置名稱】文本框中輸入“粗加工”，單擊【確定】按鈕。采用相同的方法添加配置“半精加工”和“精加工”，結(jié)果如右圖所示。5.4.2手動生成零件配置1.指定零件配置名稱和屬性指定零件配置名稱和屬性的操作步驟如下：（1）在配置管理器中，鼠標移到管理器空白位置，單擊鼠標右鍵，在系統(tǒng)彈出的快捷菜單中選擇【添加配置】命令，系統(tǒng)彈出如圖【添加配置】屬性管理器。（2）輸入一個配置名稱，如“粗加工”。必要時指定該配置的說明和備注；在【材料明細表選項】選項中設(shè)定顯示零件序號的方式，一般顯示為文檔名稱；在【高級選項】選項中，一般可勾選【壓縮新特征和配合】復(fù)選框，消除勾選【使用配置特定的顏色】復(fù)選框。（3）單擊【添加配置】屬性管理器中的【確定】按鈕，生成新的配置。返回到【FeatureManager設(shè)計樹】中，根據(jù)需要編輯零件配置。5.4.2手動生成零件配置2.編輯零件配置編輯零件配置的實質(zhì)就是修改零件模型形成變體，以在新配置中生成不同的設(shè)計變化。編輯配置之前要確保該配置處于激活狀態(tài)。零件可編輯的配置項目有尺寸（包括草圖尺寸和特征尺寸）、壓縮狀態(tài)、視像屬性等，以下分別舉例說明：（1）尺寸通過改變尺寸數(shù)值形成變體，從而可以生成新的配置。既可以是草圖中的尺寸數(shù)值，也可以是特征中的尺寸數(shù)值。（2）壓縮狀態(tài)在零件文件中，可以壓縮任何特征來生成新的配置。例如，在零件的機械加工過程中，隨著機械加工工序的不斷進行，零件的形狀和尺寸必然要發(fā)生變化。利用配置功能，可對各個工序分別生成相應(yīng)的配置，最終可在工藝規(guī)程中生成零件的工序圖，用于指導(dǎo)生產(chǎn)。5.4.2手動生成零件配置3.激活零件配置單擊配置管理器標簽，切換到配置管理器。在配置管理器下，選擇需要編輯的配置，單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【顯示配置】命令即可激活配置。雙擊配置名稱也可以激活配置。4.編輯零件配置屬性生成零件配置后，根據(jù)需要還可以重新定義配置屬性。在配置管理器下，選擇需要編輯的配置，單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【屬性】命令，系統(tǒng)彈出【配置屬性】屬性管理器，可根據(jù)需要修改配置屬性。5.刪除零件配置配置只有處于非激活狀態(tài)才可以刪除，單擊配置管理器標簽，切換到配置管理器，選擇非激活狀態(tài)的要刪除的配置名稱，單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【刪除】命令即可。5.5系列零件設(shè)計表當需要生成很多配置，而且這些配置的參數(shù)按一定規(guī)律變化時，可以通過在嵌入的MicrosoftExcel工作表中指定參數(shù)對配置進行驅(qū)動，來構(gòu)建多個不同配置的零件或裝配體，這個工作表稱之為【系列零件設(shè)計表】。工作表中指定的參數(shù)有尺寸、公差、特征狀態(tài)等，在學(xué)習(xí)系列零件設(shè)計表之前，需要對這些參數(shù)的格式加以了解。以下是尺寸參數(shù)和特征狀態(tài)參數(shù)的格式：D1@草圖1、D2@倒角1和$狀態(tài)@拉伸1。5.5.1生成系列零件設(shè)計表1.在模型中插入系列零件設(shè)計表在模型中插入系列零件設(shè)計表的操作步驟如下：（1）在零件或裝配體文件中選擇【插入】|【表格】|【Excel設(shè)計表】命令或，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【系列零件設(shè)計表】屬性管理器。5.5.1生成系列零件設(shè)計表（2）單擊【確定】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【尺寸】對話框。從對話框中選擇要配置的尺寸參數(shù)，此時會發(fā)現(xiàn)從一長串列表中選擇重新命名后的尺寸非常容易。5.5.1生成系列零件設(shè)計表（3）單擊【尺寸】對話框中的【確定】按鈕，一個嵌入的工作表出現(xiàn)在SOLIDWORKS窗口中，如右圖所示，并且Excel工具欄會替換SOLIDWORKS工具欄。（4）在系列零件設(shè)計表中添加所需的參數(shù)或配置。5.5.1生成系列零件設(shè)計表（5）指定完參數(shù)后，在系列零件設(shè)計表外部區(qū)域單擊即可關(guān)閉表格。此時系統(tǒng)會顯示一條信息，其中列出所有生成的配置名稱，如右圖所示。2.在MicrosoftExcel中生成系列零件設(shè)計表此種方法自動化程度不高，需要手動寫入的地方明顯多于自動生成的系列零件設(shè)計表。但需要注意的是，在Excel中生成的系列零件設(shè)計表必須保留A1單元格為空白。5.5.2編輯系列零件設(shè)計表編輯系列零件設(shè)計表的操作步驟如下：（1）在配置管理器中，單擊【表格】前的，將【表格】展開，選擇【系列零件設(shè)計表】，單擊鼠標右鍵，在系統(tǒng)彈出的快捷菜單中選擇【編輯表格】命令，如左圖所示，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【添加行和列】對話框（必須在【系列零件設(shè)計表】屬性管理器中勾選【新參數(shù)】和【新配置】選項才會彈出該對話框），在【參數(shù)】選項中列出了所有可配置的參數(shù)，如右圖所示。5.5.2編輯系列零件設(shè)計表（2）選擇需要的參數(shù)，同時勾選【再次顯示取消選擇的項目】便于以后的編輯。單擊對話框中的確定按鈕，選取的參數(shù)自動寫入到系列零件設(shè)計表中，如左圖所示。（3）根據(jù)需要添加或修改系列零件設(shè)計表中的內(nèi)容，也可以編輯單元格的格式，使用Excel功能來修改字體、對正、邊框等。（4）在表格外單擊，即可關(guān)閉編輯系列零件設(shè)計表窗口。如果在原來的基礎(chǔ)上添加了新的配置，系統(tǒng)會再次彈出右圖所示的對話框，顯示新添加的配置名稱。5.5.3系列零件設(shè)計表中的參數(shù)語法1.尺寸句法格式：尺寸@草圖<n>或尺寸@特征。說明：在零件文件中，可以使用系列零件設(shè)計表來控制草圖和特征定義中的尺寸。在裝配體文件中，可以控制屬于裝配體特征的尺寸，如配合尺寸、裝配特征切除和孔以及零部件陣列等，但不能控制裝配體所包含的零部件模型的尺寸。2.公差句法格式：$公差@尺寸@特征。說明：在零件文件中，可以控制草圖和特征定義中尺寸的公差。在裝配體文件中，可以控制屬于裝配體特征的尺寸的公差，如配合、裝配體特征切除和孔以及零部件陣列間距，但不能控制裝配體所包含的零部件尺寸的公差。在系列零件設(shè)計表中輸入的公差參數(shù)值是與【尺寸】屬性管理器中的【公差/精度】選項組對應(yīng)的。5.5.3系列零件設(shè)計表中的參數(shù)語法3.壓縮狀態(tài)。句法格式：$狀態(tài)@特征名稱。既可以是零件文件中的特征，也可以是裝配體特征。$狀態(tài)@零部件