0 引 言
CAD是由人和計(jì)算機(jī)合作,完成各種設(shè)計(jì)(如機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)、集成電路設(shè)計(jì)、建筑土木工程設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)等)的一種技術(shù),即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design),簡(jiǎn)稱CAD.
在機(jī)械CAD領(lǐng)域內(nèi),設(shè)計(jì)軟件的種類很多,諸如AutoCAD、UG、Pro/E、Solidworks、SolidEdge等,各種軟件都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。如何解決各類軟件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口,使設(shè)計(jì)的圖形能"通用",是決定設(shè)計(jì)軟件特別是新興軟件能否被用戶所接受的重要條件。Solidworks的特征識(shí)別技術(shù)將數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換智能化,將靜態(tài)的幾何模型特征化和參數(shù)化,讓用戶在來(lái)自其它CAD系統(tǒng)的幾何模型上實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)意圖。
1 二維機(jī)械CAD領(lǐng)域
在機(jī)械CAD的二維領(lǐng)域里,AutoCAD的裝機(jī)量一直處于國(guó)內(nèi)CAD市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。究其原因:AutoCAD的界面友好、操作直觀、簡(jiǎn)單易懂、極易上手、代碼開放,投放市場(chǎng)時(shí)間較長(zhǎng),用戶可進(jìn)行二次開發(fā)建立自己的應(yīng)用方案,一般學(xué)習(xí)機(jī)械CAD都是從AutoCAD開始,絕大多數(shù)人都已習(xí)慣和熟悉AutoCAD的操作界面和設(shè)計(jì)。
2 三維機(jī)械CAD領(lǐng)域
作為機(jī)械CAD的發(fā)展方向,易學(xué)易用、界面友好的三維設(shè)計(jì)軟件Solidworks在三維領(lǐng)域中占有不可忽視的地位。
Solidworks是一個(gè)基于三維造型的設(shè)計(jì)軟件,它的設(shè)計(jì)思路是:實(shí)體造型→虛擬裝配→二維圖紙。你可以畫出3D效果的零件圖,而不是二維的圖紙,可以用這些3D零件生成二維的圖紙和三維的裝配圖。
以特征作為設(shè)計(jì)的單元,利用特征造型來(lái)建立零件的模型。Solidworks是一個(gè)以特征為主的實(shí)體模型系統(tǒng),對(duì)于數(shù)據(jù)的存取也是以特征作為最小單元,所有的參數(shù)建立都是以完成一個(gè)特征為目的,因此每一零件都由一連串的特征組成。每一個(gè)特征改變零件的外形,并加入某些設(shè)計(jì)信息到零件的實(shí)體模型。在設(shè)計(jì)過程中,可隨時(shí)更改特征的形狀及其所含的設(shè)計(jì)信息。
Solidworks零件的建立方式與制造過程相似,其概念及流程如下:
Solidworks
制造程序
畫出基礎(chǔ)剖面
將剖面長(zhǎng)成立體雛形特征
加入各種設(shè)計(jì)特征
(鉆孔、導(dǎo)角等)
以完成最后的零件形狀
選擇適當(dāng)?shù)钠拭?BR> 切出該剖面的粗胚
利用各種加工方式
(鉆孔、導(dǎo)角、切削等)
完成零件外形
立體雛形的建立,是模型的第一個(gè)實(shí)體特征。以加工的思想方法來(lái)分析,加工的首要條件是必須要有粗胚材料,然后再用車、銑、刨等方式逐漸成形為加工件,因此在Solidworks建模過程中,必須先在空間中建立一粗胚,此粗胚即雛形特征。Solidworks中的雛形特征是從草圖開始形成的,所謂草圖是二維的輪廓圖或截面圖,然后將草圖拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣形成立體的基本特征。
3 使用Solidworks將AutoCAD二維圖形向三維轉(zhuǎn)變
Solidworks創(chuàng)新的特征識(shí)別技術(shù)使它可讀取其它CAD系統(tǒng)的幾何模型,且自動(dòng)識(shí)別原有的特征和設(shè)計(jì)歷史。通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口,Solidworks可以很容易地將市場(chǎng)上幾乎所有的機(jī)械CAD軟件集成到其設(shè)計(jì)環(huán)境中來(lái),其支持的數(shù)據(jù)類型有:IGES、DXF、DWG、SAT(ACSI)、STEP、STL、VDAFS(VDA)、VRML、Parasolid等。問題是讀取的AutoCAD的DWG文件是二維的圖形,如何對(duì)其進(jìn)行編輯,改為三維模型?
下面以繪制一立體五角星為例來(lái)闡述:
①首先用AutoCAD2000畫一個(gè)五角星的二維圖形。
②保存文件為"WJX.DWG".
③啟動(dòng)Solidworks,使用"打開文件"命令,把"WJX.DWG"文件讀入。注意:此時(shí)應(yīng)在其對(duì)話框中選擇輸入到"工程圖"中。
④選中圖形,選擇復(fù)制命令。注意:因?yàn)镾olidworks的特征識(shí)別技術(shù),會(huì)識(shí)別出原文件的圖層及尺寸標(biāo)注等特征,并會(huì)保留這些特征,此時(shí)為方便選中圖形,可以根據(jù)情況關(guān)閉某些圖層。
⑤在Solidworks中新建一零件圖形,選中一基準(zhǔn)面,把復(fù)制的圖形粘貼上去,就可生成一個(gè)草圖。注意:此時(shí)粘貼過來(lái)的圖形可能會(huì)因?yàn)樽鴺?biāo)的原因,而在窗口中看不到圖形,只需使用全屏顯示圖形即可看到圖形。
⑥使用"拉伸"命令,輸入拉伸距離為10 cm,可得到三維的五角星圖形。
根據(jù)Solidworks的模型特征,還可以通過對(duì)草圖旋轉(zhuǎn)、掃描等形成更為復(fù)雜的三維模型。下面以旋轉(zhuǎn)草圖,進(jìn)一步說明從二維到三維的轉(zhuǎn)變:
①在AutoCAD2000中繪制好草圖,并保存為"XZ.DWG".
②在Solidworks2000中讀入"XZ.DWG".
③選中圖形,選擇復(fù)制命令。
④然后在Solidworks2000中新建一零件圖形,選中基準(zhǔn)面1,使用粘貼命令,得到草圖1。
⑤在其特征設(shè)計(jì)樹中右擊草圖1,選擇"編輯草圖".
⑥然后用鼠標(biāo)單擊草圖中最左的直線,在其屬性管理中選取"作為構(gòu)造線",將其作為轉(zhuǎn)中心線。注意:在Solidworks中旋轉(zhuǎn)草圖,必須要有中心線.
⑦使用"旋轉(zhuǎn)"命令,在旋轉(zhuǎn)特征對(duì)話框中輸入角度和方向.
⑧單擊旋轉(zhuǎn)特征對(duì)話框的確定按鈕,即得到最后的旋轉(zhuǎn)圖形.
4 結(jié) 語(yǔ)
由于Solidworks的特征識(shí)別技術(shù),可以很容易的讀取AutoCAD的二維圖形,作為旋轉(zhuǎn)、拉伸、掃描、放樣的草圖;同時(shí)AutoCAD的普及率高,大多數(shù)人對(duì)其使用都很熟悉,因此可以使用其為Solidworks繪制草圖。以解決從二維向三維的過渡問題。對(duì)于在AutoCAD中已繪制好的二維圖形,可直接通過Solidworks輕松的進(jìn)行到三維的轉(zhuǎn)換,從而避免了重復(fù)勞動(dòng)。
參考文獻(xiàn):
[1] 黃誠(chéng)駒.CAD/CAM實(shí)用教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2000.
[2] 林清安.Pro/ENGINEER零件設(shè)計(jì)-基礎(chǔ)篇(上)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2000.
CAD是由人和計(jì)算機(jī)合作,完成各種設(shè)計(jì)(如機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)、集成電路設(shè)計(jì)、建筑土木工程設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)等)的一種技術(shù),即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design),簡(jiǎn)稱CAD.
在機(jī)械CAD領(lǐng)域內(nèi),設(shè)計(jì)軟件的種類很多,諸如AutoCAD、UG、Pro/E、Solidworks、SolidEdge等,各種軟件都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。如何解決各類軟件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口,使設(shè)計(jì)的圖形能"通用",是決定設(shè)計(jì)軟件特別是新興軟件能否被用戶所接受的重要條件。Solidworks的特征識(shí)別技術(shù)將數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換智能化,將靜態(tài)的幾何模型特征化和參數(shù)化,讓用戶在來(lái)自其它CAD系統(tǒng)的幾何模型上實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)意圖。
1 二維機(jī)械CAD領(lǐng)域
在機(jī)械CAD的二維領(lǐng)域里,AutoCAD的裝機(jī)量一直處于國(guó)內(nèi)CAD市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。究其原因:AutoCAD的界面友好、操作直觀、簡(jiǎn)單易懂、極易上手、代碼開放,投放市場(chǎng)時(shí)間較長(zhǎng),用戶可進(jìn)行二次開發(fā)建立自己的應(yīng)用方案,一般學(xué)習(xí)機(jī)械CAD都是從AutoCAD開始,絕大多數(shù)人都已習(xí)慣和熟悉AutoCAD的操作界面和設(shè)計(jì)。
2 三維機(jī)械CAD領(lǐng)域
作為機(jī)械CAD的發(fā)展方向,易學(xué)易用、界面友好的三維設(shè)計(jì)軟件Solidworks在三維領(lǐng)域中占有不可忽視的地位。
Solidworks是一個(gè)基于三維造型的設(shè)計(jì)軟件,它的設(shè)計(jì)思路是:實(shí)體造型→虛擬裝配→二維圖紙。你可以畫出3D效果的零件圖,而不是二維的圖紙,可以用這些3D零件生成二維的圖紙和三維的裝配圖。
以特征作為設(shè)計(jì)的單元,利用特征造型來(lái)建立零件的模型。Solidworks是一個(gè)以特征為主的實(shí)體模型系統(tǒng),對(duì)于數(shù)據(jù)的存取也是以特征作為最小單元,所有的參數(shù)建立都是以完成一個(gè)特征為目的,因此每一零件都由一連串的特征組成。每一個(gè)特征改變零件的外形,并加入某些設(shè)計(jì)信息到零件的實(shí)體模型。在設(shè)計(jì)過程中,可隨時(shí)更改特征的形狀及其所含的設(shè)計(jì)信息。
Solidworks零件的建立方式與制造過程相似,其概念及流程如下:
Solidworks
制造程序
畫出基礎(chǔ)剖面
將剖面長(zhǎng)成立體雛形特征
加入各種設(shè)計(jì)特征
(鉆孔、導(dǎo)角等)
以完成最后的零件形狀
選擇適當(dāng)?shù)钠拭?BR> 切出該剖面的粗胚
利用各種加工方式
(鉆孔、導(dǎo)角、切削等)
完成零件外形
立體雛形的建立,是模型的第一個(gè)實(shí)體特征。以加工的思想方法來(lái)分析,加工的首要條件是必須要有粗胚材料,然后再用車、銑、刨等方式逐漸成形為加工件,因此在Solidworks建模過程中,必須先在空間中建立一粗胚,此粗胚即雛形特征。Solidworks中的雛形特征是從草圖開始形成的,所謂草圖是二維的輪廓圖或截面圖,然后將草圖拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣形成立體的基本特征。
3 使用Solidworks將AutoCAD二維圖形向三維轉(zhuǎn)變
Solidworks創(chuàng)新的特征識(shí)別技術(shù)使它可讀取其它CAD系統(tǒng)的幾何模型,且自動(dòng)識(shí)別原有的特征和設(shè)計(jì)歷史。通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口,Solidworks可以很容易地將市場(chǎng)上幾乎所有的機(jī)械CAD軟件集成到其設(shè)計(jì)環(huán)境中來(lái),其支持的數(shù)據(jù)類型有:IGES、DXF、DWG、SAT(ACSI)、STEP、STL、VDAFS(VDA)、VRML、Parasolid等。問題是讀取的AutoCAD的DWG文件是二維的圖形,如何對(duì)其進(jìn)行編輯,改為三維模型?
下面以繪制一立體五角星為例來(lái)闡述:
①首先用AutoCAD2000畫一個(gè)五角星的二維圖形。
②保存文件為"WJX.DWG".
③啟動(dòng)Solidworks,使用"打開文件"命令,把"WJX.DWG"文件讀入。注意:此時(shí)應(yīng)在其對(duì)話框中選擇輸入到"工程圖"中。
④選中圖形,選擇復(fù)制命令。注意:因?yàn)镾olidworks的特征識(shí)別技術(shù),會(huì)識(shí)別出原文件的圖層及尺寸標(biāo)注等特征,并會(huì)保留這些特征,此時(shí)為方便選中圖形,可以根據(jù)情況關(guān)閉某些圖層。
⑤在Solidworks中新建一零件圖形,選中一基準(zhǔn)面,把復(fù)制的圖形粘貼上去,就可生成一個(gè)草圖。注意:此時(shí)粘貼過來(lái)的圖形可能會(huì)因?yàn)樽鴺?biāo)的原因,而在窗口中看不到圖形,只需使用全屏顯示圖形即可看到圖形。
⑥使用"拉伸"命令,輸入拉伸距離為10 cm,可得到三維的五角星圖形。
根據(jù)Solidworks的模型特征,還可以通過對(duì)草圖旋轉(zhuǎn)、掃描等形成更為復(fù)雜的三維模型。下面以旋轉(zhuǎn)草圖,進(jìn)一步說明從二維到三維的轉(zhuǎn)變:
①在AutoCAD2000中繪制好草圖,并保存為"XZ.DWG".
②在Solidworks2000中讀入"XZ.DWG".
③選中圖形,選擇復(fù)制命令。
④然后在Solidworks2000中新建一零件圖形,選中基準(zhǔn)面1,使用粘貼命令,得到草圖1。
⑤在其特征設(shè)計(jì)樹中右擊草圖1,選擇"編輯草圖".
⑥然后用鼠標(biāo)單擊草圖中最左的直線,在其屬性管理中選取"作為構(gòu)造線",將其作為轉(zhuǎn)中心線。注意:在Solidworks中旋轉(zhuǎn)草圖,必須要有中心線.
⑦使用"旋轉(zhuǎn)"命令,在旋轉(zhuǎn)特征對(duì)話框中輸入角度和方向.
⑧單擊旋轉(zhuǎn)特征對(duì)話框的確定按鈕,即得到最后的旋轉(zhuǎn)圖形.
4 結(jié) 語(yǔ)
由于Solidworks的特征識(shí)別技術(shù),可以很容易的讀取AutoCAD的二維圖形,作為旋轉(zhuǎn)、拉伸、掃描、放樣的草圖;同時(shí)AutoCAD的普及率高,大多數(shù)人對(duì)其使用都很熟悉,因此可以使用其為Solidworks繪制草圖。以解決從二維向三維的過渡問題。對(duì)于在AutoCAD中已繪制好的二維圖形,可直接通過Solidworks輕松的進(jìn)行到三維的轉(zhuǎn)換,從而避免了重復(fù)勞動(dòng)。
參考文獻(xiàn):
[1] 黃誠(chéng)駒.CAD/CAM實(shí)用教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2000.
[2] 林清安.Pro/ENGINEER零件設(shè)計(jì)-基礎(chǔ)篇(上)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2000.
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