SOLIDWORK教程 功能简介及参数化草图绘制

第 1 章 Solidworks设计基础

【教学提示】

SolidWork是由美国SolidWorks公司（该公司是法国Dassult System公司的子公司）于 1995年推出的三维机械CAD软件，它具有基于特征、单一数据库、参数化设计及全相关性 等特点。本章主要对Solidworks做个概略性的介绍，使学生对SolidWorks的基本知识有一定的了解，为以后的学习打好基础。

【教学要求】

了解 SolidWorks 软件的特点 熟悉 SolidWorks 工作环境

掌握 在 SolidWorks 工作环境中文件的打开、保存等基本操作，掌握三维建模的流程。

1.1 CAD 技术的发展及 SolidWorks 概述

CAD(Computer Aided Design)就是设计者利用以计算机为主的一整套系统在产品的全生命周期内帮助设计者进行产品的概念设计、方案设计、结构设计、工程分析、模拟仿真、工程绘图、文档整理等方面的工作。CAD既是一门多学科的交叉学科，它涉及计算 机学科、数学学科、信息学科、工程技术等；CAD也是一项高新技术，它对企业产品质 量的提高、产品设计及制造周期的缩短、提高企业对动态多变市场的响应能力及企业竞争 能力都具有重要的作用。CAD技术在各行各业都得到了广泛的推广应用。SolidWorks 正是优秀CAD软件的典型代表之一。SolidWorks 作为 Windows 平台下的机械设计软件，完全融入了 Windows 软件使用方便和操作简单的特点，其强大的设计功能可以满足一般机械产品的设计需要

1.1.1 CAD 技术的产生与发展

20世纪60年代初，美国麻省理工学院MIT开发了名为Sketchpad的计算机交互处理系 统，并描述了人机对话设计和制造的全过程，这就是CAD/CAM的雏形，形成了最初的CAD 概念：科学计算、绘图。计算机在设计过程中的应用，形成了CAD 系统。

从20世纪60年代初到70年代中期，CAD从封闭的专用系统走向开放式的商品化软件系统，主要技术特点是二维、三维线框造型，其软件系统只能表达基本的几何信息，不能有效表达几何数据间的拓扑关系；且系统需配备大型计算机系统，价格昂贵。此时期有代表性的产品是：美国通用汽车公司的DAC-1，洛克希德公司的CADAM系统。在此时期 CAD开始进入应用阶段。

20世纪70年代后期，CAD系统进入发展时期。一方面CAD系统硬件价格下降；同时，飞机和汽车工业蓬勃正值发展时期，飞机和汽车制造中遇到了大量的自由曲面问题，法国达索飞机制造公司率先开发出以表面模型为特点的曲面建模方法，推出了三维曲面造型系统CATIA，该系统采用多截面视图、特征纬线的方式来近似表达自由曲面。该阶段的主要 技术特点是自由曲面造型。曲面造型系统为人类带来了第一次CAD技术革命。此后一些军用工业相继开发了CAD 软件，如美国洛克希德公司的CADAM、美国通用电气公司的 CADAM、美国通用电气公司的CALMA、美国波音公司的CV、美国国家航空及宇航局(NASA)支持开发的I-DEAS、美国麦道公司开发的UG等。

20世纪80年代初，由于计算机技术的大跨步前进，CAE、CAM技术也开始有了较大的发展，由于表面模型技术只能表达形体的表面信息，难以准确地表达零件的质量、质心、 惯性矩等属性，不利于CAE的应用。基于对CAD/CAE－体化技术发展的探索，SDRC公司第一个

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开发了基于实体造型技术的CAD/CAE软件I-DEAS。由于实体造型技术能够精确的表达零件的全部属性，在理论上有助于统一CAD、CAE、CAM的模型表达，因此称之为CAD发展史上的第二次革命。

20世纪80年代中期，CV公司提出了参数化造型方法。其特点是：基于特征、全尺寸 约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改等。策划参数化技术的这些人成立了一个参数公司（Parametric Technology Corp PTC），开始研制Pro/ENGINEER的参数化软件。进入20 世纪90年代，PTC在CAD市场份额中名列前茅。可以认为，参数化技术的应用主导了CAD发展史上的第三次技术革命。

参数化设计的基本思想是以约束来表达产品模型的形状特征，通过从模型中特区一些主要的定形、定位或装配尺寸作为自定义变量，修改这些变量的同时由一些公式计算出并变动其他相关尺寸，从而方便地创建一系列形状相似的零件。这种用尺寸驱动、修改图形的功能为初始产品设计、产品建模、修改系列产品设计提供了有效的手段，能够满足设计具有相同或相近几何拓扑结构的工程系列产品及相关工艺装备的需要。

参数化设计的优点是对设计人员的初始设计要求低，无需精确绘图，只需勾绘草图，然后可通过适当的约束得到所需精确图形；便于编辑、修改，能满足反复设计的需要。但是传统的参数化设计也参在以下的不足之处：

（1）自定义变量只能驱动几何尺寸，即通过一些公式来修改零件的几何尺寸，而零件的

形状已基本明确，即零件的特征基本给定，几乎不能改变。 （2）自定义变量之间相互独立，不便建立任何函数关系，也不便对每个变量做约束。会

容易出现变形甚至信息丢失。 20世纪90年代初，SDRC公司在摸索了几年参数化技术后，开发者提出了一种比参数化技术更为先进的实体造型技术——变量化技术，并经历3年时间，投资一亿多美元，推出了全新体系的I-DEAS Master Serise软件。变量化技术成就驱动了CAD技术发展的第四次技术革命。

1.1.2 SolidWorks 概述

SolidWork 是由美国 SolidWorks 公司（该公司是法国 Dassult System 公司的子公司） 开发的三维机械 CAD 软件，自1995年问世以来，以其强大的功能、易用性和创新性，极大地提高了机械工程师的设计效率。

SolidWorks 采用了多种业界领先的技术，除了基于特征和涵盖参数化技术的变量化造型功能外，它还具有如下特点：

由于 SolidWorks 软件是在 Windows 环境下重新开发的，能够充分利用 Windows 的优秀界面，为设计师提供简易方便的工作界面。SolidWorks 首创的特征管理员，能够将设计过程的每一步记录下来，并形成特征管理树，放在屏幕的左侧。设计师可以随时点取任意一个特征进行修改，还可以随意调整特征树的顺序，以改变零件的形状。

由于 SolidWorks 全面采用 Windows 的技术，因此在零件设计时可以对零件的特征进行“剪切、复制、粘贴”等操作。SolidWorks 软件中的每一个零件都带有一个“拖动手柄”， 能够实时动态地改变零件的形状和大小。对于初学者，如果具有 Windows 软件应用的经验， 可以迅速地掌握 SolidWorks 的基本使用。

SolidWorks 对大型装配的处理能力表明 SolidWorks 不是一个简单的实体建模工具， 而是一个面向产品级的机械设计系统。它既提供自底向上的装配方法，同时还提供自顶向下的装配方法。自顶向下的装配方法使工程师能够在装配环境中参考装配体其他零件的位置及尺寸设计新零件，更加符合工程习惯。在装配设计，特别是大装配的情形下，SolidWorks 设计了具有独创性的“封套”功能，分块处理复杂装配体。装配设计中的“产品配置”功能，为用户设计不同“构型”的产品提供了解决方案，同时为产品数据

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管理系统的实施打下了坚实的基础。

拥有最丰富的第三方支持软件。例如，当设计完模型之后，要对它进行渲染，应该启 动 PhotoWorks 插件。SolidWorks 同时提供了方便的二次开发环境和开放数据结构，因此 SolidWorks 逐渐成为工程应用的通用 CAD 平台，在世界范围内有数百家公司基于，包括制造、产品演示等应用插件。为企业广泛的工程应用提供良好的基础平台。 可以将设计输出 SolidWorks 开发了相关的工程应用系统成 eDrawing 文件格式，便于交流设计思想。

1.2 SolidWorks 环境功能介绍

Solidworks 的用户界面属于典型的 Windows 应用程序界面类型，包括菜单、工具栏和 状态栏等通用 Windows 界面要素。其工作区域分为图形区和控制区两个部分。

1.2.1 启动 SolidWorks

(1) 选择【开始】︱【程序】︱【SolidWorks2008】︱【SolidWorks2008】命令，进入 SolidWorks，如图 1-1 所示，这时菜单栏仅有 4 个选项，【标准】工具栏也只提供【新建】 和【打开】两种选择。

图 1-1 SolidWorks 初始界面

(2) 选择【文件】︱【新建】命令，出现“新建 SolidWorks 文件”对话框,Solidworks 提供三种设计模式，分别为零件、装配体和工程图三种，如图 1-2 所示。

图 1-2 “新建 SolidWorks 文件”对话框

(3) 选择“零件”进入零件绘制窗口，如图 1-3 所示。

3

图 1-3 零件绘制窗口

1-3 为打开零件文件的操作界面

4

图 说明：

① 界面种类：装配体及工程图文件的操作界面与此 界面类似。

② 菜单栏 这里包含的solidworks所有的操作命令 ③ 工具栏 标准、查看、特征、草图绘制工具等。

④ FeatureManager设计树 管理零件生成的步骤顺序。 ⑤ PropertyManager 管理位置、几何建构线等。

⑥ ConfigurationManager 管理零件的不同呈现方式或不同尺寸，必须切换才能显示。 ⑦ 状态栏 标明了目前操作的状态。

1.2.2 FeatureManager 设计树

FeatureManager 设计树是 SolidWorks 中一个独特的部分，它可视地显示零件或装配体 中的所 有特 征。当 一个 特征创 建好 后，就 加入 到 FeatureManager 设 计 树中， 因此 FeatureManager 设计树代表建模操作的时间序列，通过 FeatureManager 设计树，可以编辑 零件中包含的特征。在设计树中不同的项目上单击鼠标右键，可以显示针对该项目的快捷 菜单，如图 1-4 所示。

图 1-4 FeatureManager 设计树

FeatureManager 设计树使用以下规则：

(1) 项目图标左边的符号表示该项目包含关联项，如草图。单击以展开该项目并 显示其内容。

说明：如要一次折叠所有展开的项目，右击设计树顶部的文档名称，选择快捷菜单【折 叠项目】命令。

(2) 草图前面有： ◇ (+) - 过定义 ◇ (–) - 欠定义

◇ (?) - 无法解出的草图 ◇ 无前缀 - 完全定义

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(3) 如果所作更改要求重建模型，则特征、零件、及装配体之前显示重建模型符号

。

(4) 在设计树顶部显示锁形或其 它标准库零件。

的零件不能进行编辑。如此零件通常是 Toolbox

(5) 装配体零部件的位置由下列表示： ◇ (+) - 过定义 ◇ (–) - 欠定义 ◇ (?) - 无解

◇ (f) - 固定（锁定到位）

(6) 在装配体中，每一部件实例其后有一位于尖括号中的数 ，此数随每个实例递 增。

(7) 装配配合之前带有：

◇ (+) - 涉及过定义装配体中零部件的位置 ◇ (?) - 无解 装配配合之前带有：

◇ - 所有参考均存在 - 遗失一个或多个参考 - 配合已压缩

◇

◇

(8) 外部参考引用状态显示如下：

◇ 如果一个零件或特征具有外部参考引用，则其名称之后会跟有 –>。具有外部

参 考引用的任何特征名称后也跟有 –>。 ◇ 如果外部参考引用不在当前的关联中，则特征名称和零件名称之后跟有 ->?。 ◇ 后缀 ->* 意味着该参考引用被锁定。 ◇ 后缀 ->x 意味着该参考引用被中断。

1.2.3 PropertyManager(属性管理器)概述

Solidworks 命令是根据“属性管理器”选项执行的，“属性管理器”位于特征管理器相 同的位置上，当用户使用建模命令时，自动切换到对应的“属性管理器”，如图 1-5 所示。

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图 1-5 Solidworks“属性管理

器”

说明：“属性管理器”由 SolidWorks 第一个推出，并获得美国专利。

1.2.4 系统反馈

反馈由一个连接到箭头形光标的符号来代表，表面用户正在选择什么或系统希望用户 选择什么。当光标通过模型时，与光标相邻的符号就表示系统反馈，如图 1-6 所示。

顶点

边 表面 尺寸

图 1-6 反馈符号

1.3 文件的基本操作

在 SolidWorks 中新建文件、打开文件和存储文件的按钮分别是 、

和 。

1.3.1 新建文件

选择下拉菜单【文件】︱【新建】命令，将出现如图 1-2 所示的对话框，该对话框中有 3 个图标，分别为【零件】【装配体】和【工程图】、，在这些模板中，已对其操作环境 的部分参数进行设置，用户也可自定义模板文件再打开使用。

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零件：建立零件获得三维模型，是学习 SolidWorks 的基本，零件文件名为“*.sldprt”， 这个三维模型可以和 CAM 软件结合，其内部的尺寸也可以和数据库软件结合，以方便企业进行生产管理工作。单击【零件】图标，再单击【确定】按钮，即可新建一个零件文件。

装配体： 将 多个零件 装 配可成为 装 配体，可 用 来生成爆 炸 视图，装 配 体文件名为“*.sldasm”，单击【装配体】图标，再单击【确定】按钮，即可新建一个装配体文件。

工程图：将零件或装配体转成工程视图，并加入尺寸、表面符号、公差配合等，工程 图文件名为“*.slddrw”，单击【工程图】图标，再单击【确定】按钮，即可新建一个工程 图文件。

1.3.2 打开已有文件

在 SolidWorks 工作界面中，选择下拉菜单【文件】︱【打开】命令，出现【打开】对 话框，选择【预览】复选框，选择文件所在的文件夹，并选择要打开的文件(SolidWorks 提 供文件预览的功能，通过预览窗口可预览所选的文件)，单击【打开】按钮，如图 1-7 所示， 可打开文件。

图 1-7 【打开】对话

框

说明：文件的只读权限：SolidWorks 可以打开属性为“只读”的文件，也可以将“只读”

的文件插入到装配体中并建立几何关系，但不能保存“只读”的文件。在协同设计 环境下，如果需要保存“只读”的文件，则必须获得文件的“写入”权限。

1.3.3 存储文件

在 SolidWorks 工作界面中，选择下拉菜单【文件】︱【保存】命令，出现【另存为】 对话框，SolidWorks 在存储文件时，会判定目前操作环境的模式，然后在文件名称后自动 加入适当的扩展名。如果想存储成其他的文件格式时，直接在【保存类型】下拉列表中选 取所要的文件类型，系统就会自动进行转换运算，单击【保存】按钮，如图 1-8 所示，可 保存文件。

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图 1-8 “另存为”对话

框

说 明：SolidWorks 不支持 向下兼容。 例如，如果 使用 SolidWorks2008 打

开一个在 SolidWorks2007 中建立 的文件， 并且进行 了保存， 那么，从 此无法 使 用 SolidWorks2008 以前的版本来打开文件。因此，用户在升级软件前，一定要将原来 的文件进行备份。

1.4 SolidWorks 的操作方式

SolidWorks 的操作方式有鼠标、键盘和命令按钮。

1.4.1 鼠标键功能

SolidWorks 中，鼠标的操作和 Windows 基本相同。 1. 左键 单击――选择实体或取消选择实体。

Ctrl+单击――选择多个实体或取消选择实体。 双击――激活实体常用属性，以便修改。 拖动――利用窗口选择实体、绘制草图元素、移动、改变草图元素属性等。 Ctrl+拖动―― 复制所选实体。 Shift+拖动――移动所选实体。 2. 中键 拖动――旋转画面。

Ctrl+拖动――平移画面。（启动平移后，即可放开 Ctrl 键）

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Shift +拖动――缩放画面。（启动缩放后，即可放开 Shift 键） 3. 右键 单击――弹出快捷菜单，选择快捷操作方式。 拖动――修改草图时旋转草图

1.4.2 快捷键

每个命令都有快捷键。快捷键的用法与 Windows 操作系统中的相同，表 1-1 列出了常 用图形控制快捷键。

表 1-1 常用图形控制快捷键

动作 平移模型 放大 缩小 整屏显示全图 视图定向菜单

组合键 Ctrl+方向键 Z z f

空格键 F5 Ctrl+B Ctrl+R a Ctrl+z Ctrl+y Ctrl+x Ctrl+c Ctrl+v Delete

切换选择过滤器工具栏 重建模型 重绘屏幕

直线到圆弧/圆弧到直线（草图绘制模式） 撤消 重做 剪切 复制 粘贴 删除

1.4.3 快捷菜单

单击右键打开快捷菜单，常用的快捷菜单介绍如下：

(1) 绘图区快捷菜单

当鼠标处于绘图区空白处，没有执行命令时，出现如图 1-9 所示快捷菜单，此时，通 过该菜单可选择视图的显示方式或打开零件对应的工程图。

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图 1-9 绘图区快捷菜单

(2) 零件特征表面的快捷菜

单

当鼠标处于零件模型的某些特征表面上时，出现如图 1-10 所示快捷菜单，由该菜单可 进行显示模型、编辑草图、编辑定义、压缩和显示特征等操作。

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图 1-10 零件特征表面的快捷菜单

(3) 工具栏中的快捷菜 单

当鼠标处于工具栏位置时，出现如图 1-11 所示的快捷菜单，通过该菜单可对工具栏进 行定制。

图 1-11 工具栏中的快捷菜

单

1.4.4 窗口控制和模型显示类型

用 SolidWorks 建模时，用户可以利用【视图】工具栏中的各项命令进行窗口显示方式 的控制和操作，如图 1-12 所示。

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图 1-12【视图】工具栏

各种显示状态的效果图，如图 1-13 所示。

(a) 线架图 (b) 隐藏线可见 (c)消除隐藏线

(d) 带边线上色 (e) 上色 (f) 上色模式中的阴影

图 1-13 各种显示状态的效果图

1.4.5 切换视图方向

【标准视图】工具栏实现了视图方向的切换，视图方向可以从模型的各个方向观看模 型，各种视图方向的意义如图 1-14 所示。

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图 1-14 【标准视图】工具

栏

利用其中【前视】【后视】、【左视】、【右视】、【上视】、【下视】的命令可分别得到六 个基本视、图方向的视觉效果，如图 1-15 所示。

图 1-15 六个基本视图方向的视觉效果

提示：在 SolidWorks2006 提供了选择视图方向的菜单，如图 1-16 所示。

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图 1-16 视图方向的菜单

1.5 SolidWorks 的用户化定制

SolidWorks 模板用户化的内容主要是文件模板的定制和用户工程图格式文件、材料明 细表（BOM 表）模板格式的定义。与其他 Windows 环境的软件一样，用户可以在 SolidWorks 软件中根据需要添加或删除工具栏及命令；另外，还可以为零件和装配体设置工作界面、 背景以及环境光源等。

1.5.1 SolidWorks 的选项

系统选项脱离文件本身保存在注册表中，对系统选项的定制，是 Solidworks 工作环境 的基本设定。

(1) 选择下拉菜单【工具】︱【选项】命令，出现【系统选项】对话框，切换到【系 统选项】选项卡，如图 1-17 所示。

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图 1-17 系统选项

(2) 单击【常规】，选中下列选项。

◇ 选中【标注尺寸时输入尺寸值】复选框 ◇ 选中【采用上色面高亮显示】复选框

◇ 选中【在资源管理器上显示缩略图】复选框 ◇ 选中【为尺寸使用系统分隔符】复选框 ◇ 选中【激活确认角落】复选框

◇ 选中【自动显示 PropertyManager】复选框 (3) 单击【显示类型】，选中下列选项。

◇ 在【新视图显示样式】中选择【消除隐藏线】单选按钮。 ◇ 在【新视图显示切边】中选择【移除】单选按钮 (4) 单击【草图】，选中下列选项。

◇ 选中【在零件/装配体草图中显示圆弧中心点】复选框 ◇ 选中【在零件/装配体草图中显示实体点】复选框 (5) 单击【几何关系/捕捉】

◇ 选中【自动几何关系】复选框

(6) 单击【选项框增量值】，在【长度增量值】的米制单位中输人“2.00”mm。 (7) 默认其他所选项。

1.5.2 建立新零件模板

当用户新建文件时，通过选择文件模板开始工作。文件模板中包括文件的基本工作环 境设置，如度量单位、网格线、尺寸标注方式和线型等。建议用户根据设计需求定制文件

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模板。设定良好的文件模板有助用户减少在环境设定方面的工作量，从而加快工作的流程， 在装配体中甚至可以设定预先载入的基础零件。例如，在模具设计应用中可以将冷冲模标 准模架作为文件模板中的基础零件，然后在基础零件之上展开模具的设计工作。

具体步骤如下：

(1) 单击【标准】工具栏上的【新建】按钮 ，在“新建 Solidworks 文件” 对话框 中双击【零件】图标，然后进行新零件模板设计。

(2) 选择下拉菜单【工具】︱【选项】命令，出现【文件属性】对话框，切换到【文 件属性】选项卡。

(3) 单击【出详图】，在【尺寸标注标准】组合框中确定做下列选择，保持其他选项为 默认。

◇ 选择【GB】选项。

◇ 【引头零值】选择【移除】选项。 ◇ 【中心线延伸】文本框输入“3mm”。 (4) 单击【尺寸】，定义下列各项。

◇ 【箭头样式】选择【

】选项。

◇ 箭头方向选择【向内】单选按钮。

◇ 单击【引线】按钮，出现【尺寸标注引线/文字】对话框，选中【取代标准的箭头

显示】复选框，设置如图 1-18 所示，单击【确定】按钮。

图 1-18 尺寸标注箭

头

(5) 单击【虚拟交点】，设置成十字型

。

(6) 单击【注解显示】，选中【总是以相同大小显示文字】复选框。

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(7) 单击【网格线/捕捉】，不选中所有选项。 (8) 单击【单位】，选择【自定义】单选按钮，在【长度单位】下拉列表中选择【毫米】 选项，在【小数位数】数值框输入“2”；在角度单位【】下拉列表中选择【度】选项，在 【小数位数】数值框输入“2”；

(9) 单击【材料属性】，设定产品材料为常用的密度值，如“0.0027 克／立方毫米”。 (10) 单击【选项】对话框的【确定】按钮，保存文件属性设置并关闭对话框。 (11) 选择下拉菜单【文件】︱【属性】命令，出现【摘要信息】对话框。 ◇ 在【摘要】选项卡中，输入作者，关键字等。

◇ 在【配置特定】选项卡中分别添加 3 个文本类型的自定义配置，它们会自动添

加 到工程图的标题栏或装配图文件的 BOM 表中，如图 1-19 所示。

图 1-19 【摘要信息】对话

框

◇ 单击【确定】按钮完成设置。

说明：

【零件代号】按产品分类的零件代号

【材料】表示材料名称，一般给出产品中最常使用材料牌号。 【备注】零件说明，可以描述材料的热处理或备注。

(12) 完成文件模板设置后，单击【标准】工具栏上的【保存】按钮 ，打开【另存 为】对话框，在【保存类型】中选择零件模板“Part template(*.prtdot)”，此时文件的保存 目录会自动切换到 SolidWorks 安装目录：＼data＼Templates。

(13) 单击【另存为】对话框中的【新建文件夹】按钮 ，在 SolidWorks 安装目录： ＼data＼Templates 目录下建立一个“我的模板”文件夹，将设定的文件模板保存在该文件 夹中。

(14) 打开“我的模板”文件夹，输入文件名为“零件.prtdot”，单击【保存】按钮，生 成新的零件文件模板。

(15)选择下拉菜单【工具】︱【选项】命令，在【系统选项】选项卡中单击【文件位 置】选项，在【显示下项的文件夹】下拉列表中选择【文件模板】选项，单击【添加】按 钮，选取刚才建立的“我的模板”文件夹作为文件模板标签。此后选择新建文件时，“新建

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SolidWorks 文件”对话框中会出现“我的模板”标签。

说明：用户化的定制依据 GB4457～4460-84《机械制图》的具体要求建立。本书随后章

节 均用此模板建模。

1.5.3 设置工具栏

如果在建模过程中需要用到界面中没有的工具栏，用户可以自行添加，具体步骤如下： (1) 选择下拉菜单【工具】︱【自定义】命令，出现【自定义】对话框。

(2) 打开【工具栏】选项卡，选择所需的工具栏的复选框，如图 1-20 所示，选中【曲面】 复选框。

图 1-20 【自定义】对话

框

(3) 单击【确定】按钮，在界面会出现所需的工具栏。

说明：用鼠标将工具栏拖至绘图区，工具栏上会出现标题栏，单击标题栏中的【关闭】按

钮，即可关闭该工具栏。

1.5.4 命令按钮的增减

如果在工具栏中没有所需的命令，则可以根据需要自行添加，具体步骤如下： (1) 选择下拉菜单【工具】︱【自定义】命令，打开【命令】选项卡。

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(2) 在【类别】列表框中选择所需命令所在的工具栏，在【按钮】区会出现该工具栏中所 有的命令。

(3) 按住要新增的按钮，拖到工具栏的适当位置后放开，如图 1-21 所示。

图 1-21 命令按钮的增

减

说明：减少命令按钮时，只要从该工具栏中把要减少的按钮拖回【自定义】对话框即可。

1.5.5 定义快捷键

为了方便工作，可以根据习惯自行定义快捷键。具体步骤如下：

(1)选择下拉菜单【工具】︱【自定义】命令，打开【键盘】选项卡。 (2)分别选取需定义快捷键命令所在的【类别】及【命令】。

(3)在【请按新快捷键】文本框中输入所需字符。在【键盘】选项卡中单击【指定】按钮， 单击【确定】按钮，完成快捷键的设定，如图 1-22 所示。

图 1-22 定义快捷

键

说明：如果 SolidWorks 已经定义一个快捷键，用户对相同的功能定义一个新的快捷键时，

原来的快捷键仍然保留，不能删除。

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1.5.6 背景设置

用户可以通过设置颜色、背景等在 SolidWorks 中得到具有个性化的工作背景和用户界 面，具体步骤如下：

(1) 选择下拉菜单【工具】︱【选项】命令，出现【系统选项】对话框，在对话框中 的【系统选项】选项卡中选择【颜色】选项，在【系统颜色】列表框中选择【视区背景】 选项，单击【编辑】按钮，出现【颜色】对话框，选定绘图区颜色，单击【确定】按钮， 如图 1-23 所示。

图 1-23 背景设

置

(2)选中【使用渐变背景】复选框，可获得渐变的彩色效果。 (3) 单击【确定】按钮，保存所作颜色设置。

1.6 利用帮助

SolidWorks 为用户提供了方便快捷的帮助系统，用户在使用过程中遇到问题都可以通 过帮助系统寻求答案，而且 SolidWorks 软件自身附带一套深入浅出的学习教材。

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1.6.1 帮助主题

选择下拉菜单【帮助】︱【SolidWorks 帮助主题】命令，出现【SolidWorks 在线使用 指南】对话框，如图 1-24 所示，左侧的目录区包括【目录】【索引】、【搜索】、和【术语表】 四个选项卡。目录按照 SolidWorks 的基本功能模板进行组织，索引按照字母的次序对帮助 主题进行排序，搜索提供全文和标题两种方式在帮助系统中查找帮助主题，术语表列举了 SolidWorks 中各种术语解释。

图 1-24 【SolidWorks 在线使用指南】对话框

1.6.2 产品升级

选择下拉菜单【帮助】︱【Service Packs】命令，出现【Service Packs】对话框，如图

1-25 所示。Service Packs 是修补软件的 Bug 而发布的补丁，其中还可能包括一些改进的功 能，安装【Service Packs】可以增强软件的稳定性。单击【检查】按钮，会自动登陆 SolidWorks 的公司网站，检查用户软件中【Service Packs】版本是否需要更新，如图 1-25 所示。

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图 1-25 Service

Packs

1.8小结

SolidWorks 是在 Windows 平台下开发的三维机械设计软件，该软件可以使用户轻松进 入三维设计环境，方便地表达三维设计思想。通过本章地介绍，使学生对三维设计及 SolidWorks 软件有一个概括性地了解。

本章重点讲述了 SolidWorks 图形用户界面地基本组成部分，用户界面的设置和文件的 基本操作，这些是 SolidWorks 的最基本的基础知识，只有熟练掌握这些基础知识才能有效 地进行 SolidWorks 特征建模，并保证设计地高效快捷。最后通过实例讲解了建立模型的基 本方法和修改模型的基本方法。

1.9.5 上机题

建立下列零件的模型。

习题 1

习题 2

习题 3

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第 2 章 参数化草图绘制

【教学提示】 参数化草图绘制是创建各种零件特征的基础，它主要包括基本实体的绘制、尺寸标注和建立几何关系的操作等。基本实体包括直线、矩形、圆、圆弧、样条曲线、文字等，这 些实体在绘制后，可以通过对其尺寸和几何关系的操作(如尺寸的标注和修改，几何关系的 添加、删除等)，达到设计要求的效果，另外，还提供了各种草图工具，使用户可以更加方 便快捷地修改已有地草图。

【教学要求】

◇ 掌握点、直线、矩形、弧度、圆等基本几何图形的绘制方法 ◇ 掌握样条、文字等高级几何图形的绘制方法

◇ 理解几何约束的概念并在草图绘制中熟练应用几何约束 ◇ 熟练应用草图绘制工具

◇ 能综合应用各种草图绘制实体和草图绘制工具完成草图绘制

2.1 草图的基本知识

草图有二维草图和三维草图之分。二维草图是位于空间的点、线的组合，使用三维草 图可以作为扫描特征的扫描路径、放样或扫描的引导线、放样的中心线等。一般情况下， 没有特殊说明时，草图均指二维草图。

二维草图必须在平面上绘制。这个平面可以是基准面，也可以是实体的特征表面等。 绘制草图时应首先确定草图的绘制平面。

2.1.1 进入草图绘制 建立特征前必须先绘制草图，进入

草图绘制有以下两种方式： 方式一：

(1) 选择绘制草图的平面。

(2) 单击【草图】工具栏中的【草图绘制】按钮 ，使它处于被按下的高亮状态， 此时，在图形区的右上角产生一进入草图的符号，开始一幅新的草图，如图 2-1 所示。

方式二：

(1) 单击【草图】工具栏中的【草图绘制】按钮 ，系统提示选择基准面。 (2) 在图形区选择基准面，此时，在图形区的右上角产生一进入草图的符号，开始一 幅新的草图，如图 2-1 所示。

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图 2-1 进入草图绘制状态

2.1.2 退出绘制草图

一般可采用以下几种方法退出绘制草图：

(1) 再次单击【草图】工具栏中的【草图绘制】按钮 。

(2) 单击图形区右上角的“草图确认区”。

(3) 没有任何绘图工具选择时，在图形区中右击，选择快捷菜单【退出草图】命令。 (4) 确定建立特征后，自动退出草图绘制。

(5) 单击【重新建模】按钮 ，可以退出草图绘制。

说明：选择下拉菜单【工具】︱ 【选项】命令，出现【系统选项】对话框，选中【确认激

活角落】复选框，显示确认角落。

2.2 草图绘制实体

草图绘制实体包括绘制直线、矩形、平行四边形、多边形、圆、圆弧、椭圆、抛物线、 样条曲线、点、中心线和文字等。

2.2.1 绘制直线

利用直线工具可以在草图中绘制直线，绘制过程中，可以通过查看绘图过程中光标的 不同形状来绘制水平线或竖直线。

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绘制【直线】的操作步骤：

(1) 单击【草图】工具栏中的【直线】按钮 ，移动鼠标到图形区，鼠标指针的形 状变成

，表明当前绘制的是直线。

(2) 单击－单击模式：在图形区中单击鼠标。松开并移动鼠标。注意此时系统给出的 反馈。

◇ 水平移动时，鼠标指针带有 形状，说明绘制的是水平线，系统会自动添加【水

平】几何关系。右上角的数值不断变化，提示绘制直线的长度，如图 2-2(a)所

示。 ◇ 向上移动鼠标， 形状消失，如图 2-2(b)所示。 ◇ 继续移动鼠标，到大约垂直的位置后鼠标指针带有 形状，说明绘制的是竖直线，

如图 2-2(c)所示。

(a) 水平 (b) 移动

(c)垂直 图 2-2 画直线时系统的不同反馈

◇ 单击确定直线终点。如果要继续画线，继续在线段的端点单击并松开鼠标。 (3) 利用单击－拖动模式：与单击－单击的不同之处在于，在第 1 点单击以后，需要 拖动鼠标到第 2 点。

(4) 继续绘制直线，图中出现虚线，这是系统的“推理线”，它可以推理绘制的直线和 前一条直线的约束关系，如图 2-3 所示。

图 2-3 运用推理

线

(5) 按键、双击或右击选择快捷菜单【结束链】命令，退出绘制直线命令。

2.2.2 推理线

推理线在绘制草图出现，显示指针和现有草图实体（或模型几何体）之间的几何关系。

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推理线可以包括现有的线矢量、平行、垂直、相切和同心。这些推理线会捕捉到确切的几 何关系，而其他的推理线则只是简单地作为草图绘制过程中的指引线或参考线来使用。 SolidWorks 采用不同的颜色来区分推理线的这两种状态，如图 2-4 所示。推理线 A 采用了 黄色，如果此时所绘线段捕捉到这两条推理线，则系统会自动添加“垂直”几何关系；推 理线 B 采用蓝色，它仅仅提供了一个与另一个端点的参考，如果所绘线段终止于这个端点， 就不会添加“垂直”的几何关系。

图 2-4 推理

线

2.2.3 基本绘图练习

【例 2-1】使用最基本的绘图工具－直线，完成如图 2-5 所示近似草图。

图 2-5 近似草图

建模步骤如下：

(1) 选择下拉菜单【文件】︱【新建】命令，出现“新建 SolidWorks 文件”对话框， 在对话框中单击【零件】图标，单击【确定】按钮。

(2) 在 FeatureManager 设计树中选择“前视基准面”，单击【草图】工具栏上的【草

图绘制】按钮 ，进入草图绘制。

(3) 绘制水平线

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单击【草图】工具栏上的【直线】按钮

，从原点绘制一条水平直线。如图 2-6 所

示，在光标中出现一个“ ”形状的符号，这表明系统将自动给绘制的直线添加一个“水 平”的几何关系；而光标中数字则显示了直线的长度。单击左键，确定水平线的终止点。

图 2-6 绘制水平

线

注意：SolidWorks 是一个尺寸驱动的软件，几何体的大小是通过为其标注的尺寸来控制的。

因此，绘制草图的过程中只需绘制近似的大小和形状即可。

(4) 绘制具有一定角度的直线 从终止点开始，绘制一条与水平直线具有一定角度的直线，单击左键，确定斜线的终

止点，如图 2-7 所示。

图 2-7 绘制具有一定角度的直

线

(5) 利用推理线绘制垂直线 移动光标到与前一条线段垂直的方向，系统将显示出推理线，如图 2-8 所示。单击左 键，确定垂直线的终止点，当前所绘的直线与前一条直线将会自动添加【垂直】几何关系。

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图 2-8 根据推理线绘制垂直线

段

(6) 利用作为参考的推理线绘制直线

如图 2-9 所示的推理线在绘图过程中只起到了参考作用，并没有自动添加几何关系， 这种推理线使用蓝色的虚线显示。单击左键，确定水平线的终止点。

图 2-9 作为参考的推理线

(7) 封闭草

图

移动鼠标到原点，单击左键，确定终止点，如图 2-10 所示。

图 2-10 封闭草图

(8) 结束草图绘

制

在︱右击，从快捷菜单中选择【选择】命令，结束草图绘制。

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2.2.4 绘制圆

在 SolidWorks 提供了 2 种绘制圆的方法，圆和周边圆。 1.绘制【圆】的操作步骤：

(1) 单击【草图】工具栏中的【圆】按钮 ，移动鼠标到图形区，鼠标指针的形状

变成

，表明当前绘制的是圆。

(2) 单击图形区来放置圆心。

(3) 移动指针并单击来，如图 2-11 所示。

图 2-11 绘制圆过程

2.绘制【周边圆】的操作步骤：

(1) 单击【草图】工具栏中的【圆】按钮 ，出现【圆】属性管理器，如图 2-12(a)

所示。选中【周边创建】单选按钮，移动鼠标到图形区，鼠标指针的形状变成表明当前绘制的是周边圆。

，

(2) 单击图形区来放置第一点。 (3) 移动指针并单击来放置第二点。

(4) 再移动指针并单击来放置第三点，如图 2-12(b)所示。

(a) 【圆】属性管理

器

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(b) 绘制周边圆过

程

图 2-12 绘制周边

圆

2.2.5 绘制圆弧

在 SolidWorks 提供了 3 种绘制圆弧的方法，圆心/起/终点弧、切线弧和三点圆弧。 1. 绘制【圆心/起/终点弧】的操作步骤：

(1) 单击【草图】工具栏中的【圆心/起/终点画弧】按钮 ，移动鼠标到图形区，鼠

标指针的形状变成

，表明当前绘制的是圆弧。

(2) 单击图形区来放置圆弧中心。

(3) 移动指针并单击来设定半径以及圆弧起点后松开鼠标。 (4) 在圆弧上单击，确定其终点位置，如图 2-13 所示。

图 2-13 圆心/起/终点画弧过程

2 绘制【切线弧】

(1) 单击【草图】工具栏中的【切线弧】按钮 ，移动鼠标到图形区，鼠标指针的

形状变成

，表明当前绘制的是圆弧。

(2) 在直线、圆弧、椭圆或样条曲线的端点处单击指针。 (3) 拖动圆弧以绘制所需的形状，如图 2-14 所示。

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图 2-14 绘制切线弧过程

3. 绘制【三点圆弧】

(1) 单击【草图】工具栏中的【三点圆弧】按钮 ，移动鼠标到图形区，鼠标指针

的形状变成

，表明当前绘制的是圆弧。

(2) 单击图形区来放置圆弧的起点位置。 (3) 拖动到圆弧结束的位置，释放指针。

(4) 拖动圆弧以设置圆弧的半径，如图 2-15 所示。

图 2-15 绘制三点圆弧过

程

2.2.6 绘制多边形

绘制【多边形】的操作步骤：

(1) 在默认的【草图】工具栏中没有包括【多边形】按钮 ，选择下拉菜单【工具】 ︱【自定义】命令，出现【自定义】对话框，打开【命令】选项卡。 在【类别】列表框中 选择【草图】工具栏，将【按钮】区的【多边形】按钮 栏中，单击【自定义】对话框中的【确定】按钮。

(2) 选择下拉菜单【工具】︱【草图绘制实体】︱【多边形】命令，或单击【草图】 工具栏中的【多边形】按钮

，出现【多边形】属性管理器，如图 2-16(a)所

，表明当前绘制的是多边形。

拖动到窗口中的【草图】工具

示。移动鼠 标到图形区，鼠标指针的形状变成

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(3) 根据需要设定【多边形】属性管理器，单击图形区以定位多边形中心，然后拖

动 多边形，此时，在光标右侧显示出光标与中心点的距离及旋转角度，再次单击鼠 标确定多边形，如图 2-16 所示。 (4) 欲绘制另一多边形，单击【新多边形】并重复步骤(2)。 (5) 单击【确定】。

(a) 【多边形】属性管理器 (b) 绘

制多边形过程 图 2-16 绘制多边形

2.2.7 中心线

绘制中心线主要用来尺寸参考、镜像基准线等，不会影响模型建模的形状，又称构造 线。绘制方法同直线，如图 2-17 所示。

图 2-17 绘制中心

线

2.2.8 构造几何线

可将草图上或工程图中的草图实体转换为构造几何线。构造几何线仅用来协助生成最 终会被包含在零件中的草图实体及几何体。当草图被用来生成特征时，构造几何线被忽略。 构造几何线使用与中心线相同的线型。

运用构造几何线的操作步骤： (1) 在图形区选取草图实体。

(2) 单击【草图】工具栏中的【构造几何线】按钮 ，该实线变为中心线，选取中

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心线，则变成实线，如图 2-18 所示。

图 2-18 构造几何线应用过

程

2.2.9 抛物线

抛物线由焦点、准线、抛物形状的曲线组成，如图 2-19 所示。

图 2-19 定义抛物线的术语

绘制【抛物线】的操作步骤：

(1) 选择下拉菜单【工具】︱【草图绘制实体】︱【抛物线】命令，移动鼠标到图形

区， 鼠标指针的形状变成

，表明当前绘制的是抛物线。

(2) 单击鼠标设置抛物线焦点的位置，移动鼠标拖出一个虚抛物线，再次单击鼠标确定

抛 物线的大小(焦距)。 (3) 移动鼠标，再次单击鼠标确定抛物线的起始点。

(4) 移动鼠标，再次单击鼠标确定抛物线的终止点，如图 2-20 所示。

图 2-20 绘制抛物线过

程

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2.2.10 样条曲线 样条曲线实体类型最适合

创建自由形状的曲线。 绘制【样条曲线】的操作步骤：

(1) 单击【草图】工具栏中的【样条曲线】按钮 ，移动鼠标到图形区，鼠标指针 的形状变成

，表明当前绘制的是样条曲线。

(2) 单击鼠标确定样条曲线的起始位置，移动鼠标拖出样条曲线的第一段，单击鼠标 确定为曲线的第二点，拖出曲线的第二段，依次单击鼠标确定其余各段。

(3) 按 Esc 键，或再次单击【草图】工具栏中的【样条曲线】按钮 ，或单击右键， 在快捷菜单中选择【选择】命令，如图 2-21 所示。

图 2-21 绘制样条曲线过

程

注意：完成绘制样条曲线时，双击鼠标，确认结束当前样条曲线的绘制，开始下一条样条

曲线的绘制。

2.2.11 文字

可以在零件的面上添加文字，以及拉伸和切除文字。文字可以添加在任何连续曲线或 边线组中，包括由直线、圆弧、或样条曲线组成的圆或轮廓。

绘制【文字】的操作步骤：

(1) 选择下拉菜单【工具】︱【草图绘制实体】︱【文字】命令，出现【草图文

字】 属性管理器，如图 2-22(a)所示。 (2) 修改属性管理器中的参数。

◇ 在【曲线】选项卡是用来确定草图文字所添加的曲线，可选取一条边线或一个草

图轮廓，所选项目的名称会显示在曲线的选项列表中。

◇ 在【文字】选项卡中键入要显示的文字，键入时，文字将出现在图形区中。

◇

按钮为【加粗】按钮，按钮为【倾斜】按钮，按钮为【旋转】按钮，

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当需要对草图文字进行这些项目的编辑时，先选取需编辑的文字，然后单击相应 按钮。

(3) 单击【确定】，如图 2-22(b)。

(a) 【草图文字】属性管理器

(b) 绘制文字过程 图 2-22 绘制文字

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当需要对草图文字进行这些项目的编辑时，先选取需编辑的文字，然后单击相应 按钮。

(3) 单击【确定】，如图 2-22(b)。

(a) 【草图文字】属性管理器

(b) 绘制文字过程 图 2-22 绘制文字

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