计算机绘图实验课实验指导书三维.docx
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计算机绘图实验课实验指导书三维
计算机绘图实验课_实验指导书_三维
计算机绘图
实验指导书
陈磊磊编
桂林电子科技大学机电工程学院
目 录
1实验一 Solidworks入门2实验二 草图绘制实验3实验三 特征造型实验4实验四 特征造型实验5实验五6实验六7实验七8实验八钣金绘制实验装配体绘制实验工程图生成实验
零件表达能力设计性实验
前言
根据机械制图课程的教学要求，结合我系机械类学生的专业培养方向，我们编写了本实验指导书，目的是提高学生在实际工作中的动手能力。
我们在《工程图学CAD基础》这门课的基础上，开设了八个SolidWorks三维实体造型设计实验，主要包括草图绘制、特征造型、钣金绘制、装配体绘制、工程图生成等实验，将所学的计算机绘图知识立即变为机械制图的辅助工具，可更好的实现教学目标，满足实际工作的需要。
于水平有限，有错误的地方请同学们批评指正。
●●●●
实验预习要求：
1、认真阅读实验指导书有关内容，搞清实验目的及实验内容。
2、绘制草图。
3、简要写好作图步骤。
4、实验前交指导老师审阅后才可上机操作。
如有疑问，可联系实验教师：
陈磊磊
1
实验一 Solidworks入门
一、实验目的
熟悉SolidWorks工作环境，通过图形绘制掌握基准面的概念及SolidWorks作图流程。
二、实验内容及步骤
基本内容
1.启动SolidWorks20XX的几种方法：
●在桌面双击SolidWorks20XX的快捷键图标
。
●执行〔开始〕╲〔所有程序〕╲〔SolidWorks20XX〕命令。
●在保存有SolidWorks20XX源文件的文件中双击扩展名为.SLDPRT或.SLDASM或者.SLDDRW的SolidWorks源文件。
2、退出SolidWorks20XX的几种方法：
●单击SolidWorks20XX界面标题栏右边的●执行〔文件〕╲〔退出〕命令。
●按【Alt+F4】键。
3、认识SolidWorks20XX界面组成：
工具栏菜单栏按钮。
设计树绘图区
图1-1SolidWorks20XX的界面
草图工具栏：
特征工具栏
1
装配工具栏
钣金工具栏
工程图工具栏
视图布局
注解
4、绘图的基本步骤
开始建立零件文件绘制草图：
首先绘制草图轮廓，然后添加尺寸与几何约束特征造型保存零件文件输出并完善工程图结束图1-2solidworks的绘图步骤
练习实例
“薄板”的绘制
2
切线弧主要绘制与现有线条相切的圆弧，首先指定相切线条的端点，然后再指定圆弧的另外一个端点；
多边形的绘制属性。
最后通过
、通过鼠标依次指定圆弧的起始端点、终止
后，通过鼠标依次指定多边形
端点，最后指定圆弧中间一点，确定圆弧凸起的方向。
：
点击“多边形”按钮
的中心、任一边的端点，然后再左侧弹出的“多边形”对话框中，xx多边形的
以及添加几何关系的方法，使其完全定义。
如图2-1a所示。
图2-1多边形绘制与等距实体
椭圆的绘制：
轴的半周长，来确定椭圆；端点；
、通过指定椭圆的中心、第一个轴的端点、第二个
、首先通过指定椭圆的中心、第一个
轴的端点、第二个轴的半周长，来确定椭圆，然后指定椭圆弧的起始端点和终止
、通过依次指定椭圆的焦点、顶点确定抛物线，然后再指定抛
、点击“绘制圆角”按钮后，输入圆角的半
物线的起始端点和终止端点。
圆角/直角的绘制：
径值，然后指定两个相交线条的交点或者指定两个线条，回车，即可绘制圆角；
、有两种参数输入方式，一种是输入角度和距离，另一种是输入两
个距离，输入参数之后，然后指定两个相交线条的交点或者指定两个线条，回车，即可绘制倒角；
3、线条修改修剪
：
有五种剪裁方式。
强劲剪裁、首先选中所要剪裁的线
条，然后再在线条上点选一点，将线条一分为二，较短的被切除；边角、首先点选两个相交的直线，两条直线以交点为界，点选的部分被保留，其他部分被剪除；在内剪除、首先用鼠标选中剪裁的两条边界线，然后选择被剪除的对象，则该对象处于两条边界之内的部分被剪除，其余部分被保留；在外剪除、首先用鼠标选中剪裁的两条边界线，然后选择被剪除的对象，则该对象处于两条边界之内的部分被保留，其余部分被剪除；剪裁到最近端、直接选择被剪除的线条，线条被剪裁至最近的交点。
8
延伸实体的线条。
转换实体引用等距实体体两端被封闭。
镜像实体
：
用鼠标选择被延伸的对象，该对象自动延伸到最近：
点击
后，选择已有的空间轮廓线，绘制该空间轮廓线
在该平面上的投影线。
：
如图2-1b所示。
选择源对象，添加应的参数。
作为制作基体
结构表示等距实体后，源对象变为构造线。
顶端加盖只用于双向等距，两等距实
：
如图2-2a所示，选中xx框“要镜像的实体”后。
在绘图区域选择要镜向的对象，该对象即会出现在xx框中；选中xx框“镜向点”，选择对称中心线，该对象即会出现在xx框中。
然后点击确定。
图2-2镜像与阵列
线性阵列：
方向1中第一个xx框是选择阵列的方向，选中使其高亮显示后，可以直接在草图上选择某一条直线作为第一个阵列方向，点击“反向”按钮
后，使特征向相反方向阵列。
该xx框，输入方向1阵列
的数量；方向2的情况与方向1的情况类似；选中“要阵列的实体”xx框后，选择阵列的源对象。
如图2-2b所示。
圆周阵列该xx框左侧的按钮是阵列中心的坐标值。
该图标
。
选中第一个xx框后，通过鼠标指定阵列的中心，，点击后可以改变阵列的方向。
第二个和第三个xx框
对应的xx框，需要输入阵列的数量。
图标
9
对应的xx框表示阵列的角度范围。
“要阵列的实体”xx框中显示的是阵列源对象。
如图2-2c所示。
4、几何关系添加与xx
对于单个对象的几何约束，通过鼠标直接选中被约束的对象，会弹出如2-3a所示的对话框。
“现有的几何关系”xx框中列举了当前所有的几何关系，对于某一个约束关系，可以直接右击鼠标，进行删除。
“添加几何关系”中列举了可以添加的几何关系，点击对应的按钮即可。
“选项”中，点选“作为构造线”后，被选择的线条将作为构造线。
对于多个对象之间的几何约束，需要按着ctrl键，通过鼠标选择被约束的对象，会弹出如2-3b所示的对话框。
“现有的几何关系”xx框中列举了当前所有的几何关系，对于某一个约束关系，可以直接右击鼠标，进行删除。
“添加几何关系”中列举了可以添加的几何关系，点击对应的按钮即可。
“选项”中，点选“作为构造线”后，被选择的线条将作为构造线。
图2-3几何关系添加
绘图实例：
“烛台草图”绘制
该实验绘制一个烛台。
烛台的基本尺寸和三维造型如下图所示。
10
1、新建一个零件图，选中前视基准面，并正视于该基准面。
首先点击直线按钮
绘制过原点的竖直中心线。
2、“直线”按钮、“圆弧”按钮绘制基本的轮廓，如图2-3a所示。
3、通过“智能尺寸”按钮，按照图2-1的尺寸进行标注。
如图2-3b所示。
4、添加几何约束关系：
两个长度为40的直线均为竖直直线、R20的圆弧端点及圆心竖直、下面长度为40的直线与R60的圆弧相切、R60的圆弧与的圆弧相切。
注意：
约束不可重复定义。
如图2-3c所示。
图2-3“烛台”绘制过程
5、点击“旋转凸台”按钮“吊钩”绘制
选择旋转轴后，点击确定
。
详细的操作步骤见solidworks指导教程《旋转和扫描》。
该实验主要完成吊钩草图的绘制，其具体尺寸如下所示。
1、新建一个零件图，选中前视基准面，并正视于该基准面。
首先点击直线按钮右侧的下拉箭头，选择中心线，绘制过原点的竖直中心线。
2、点击直线按钮，绘制长度为水平直线，点击“智能尺寸”按钮添加尺寸16，按着ctrl键，选中原点和该直线，添加几何关系“中点”。
11
图2-4吊钩的基本尺寸
3、然后点击直线按钮
绘制竖直直线，及水平直线，如图2-5a所示。
点
击“智能尺寸”按钮，添加竖直直线的尺寸20，水平直线尺寸14。
点击
按钮，选中xx框“要镜向的实体”，然后选择刚绘制的两条直线。
选中xx框“镜向点”，然后选择对称中心线。
回车或者点击确定按钮。
（a） （b） （c）
图2-5吊钩绘图步骤4、点击圆按钮
在中心线上绘制一个圆，然后点击
添加其直径27、
距离横边为60，如图2-5b所示。
然后再在该圆的右下方绘制一个圆，点击添加定形尺寸、定位尺寸，如图2-5c所示。
5、点击，选择竖直直线的端点和Φ64的圆，绘制的圆弧和直线相切、与Φ64的圆重合。
按着ctrl键，选择圆弧和Φ64的圆，添加几何关系“相切”，然后点击，添加其半径28。
如图2-6a所示。
按照相同的操作，绘制左侧半径为40的圆弧。
6、点击圆按钮，绘制一个圆，然后点击位置尺寸6、24，如图2-6b所示。
12
添加其直径尺寸6，添加
（a） （b）
图2-6吊钩绘图步骤
7、点击，用鼠标选择圆Φ6和圆Φ27，绘制圆，该圆均与圆Φ6、圆Φ27相切，然后添加其直径尺寸54。
如图2-7所示。
根据类似的操作完成R15圆弧的绘制。
8、最后点击
将多余的边剪掉。
完成绘图，将文件保存。
图2-7吊钩绘图步骤
13
实验三 特征造型实验
一、实验目的
通过上机练习掌握特征绘制基本方法，掌握复杂零件的绘制技巧。
二、实验内容及步骤
基本内容
1、拉伸凸台、拉伸切除
拉伸凸台与拉伸切除是功能相反的操作，前者是增加材料，后者是去除材料，两者的参数与属性对话框完全一致。
起始条件有四种：
草图基准面、曲面/面/基准面、顶点、等距，分别指定了拉伸的起始位置。
默认是从草图基准面开始拉伸；选择曲面/面/基准面后，下拉框下面会出现一个选择曲面的xx框，点选该xx框使其高亮显示，在三维绘图空间选择指定的平面或基准面，作为特征拉伸的起始位置；选择顶点后，同样出现一个xx框，点选该xx框，选择顶点作为拉伸的起点；等距，就是指定起始拉伸的位置距离草图平面的距离。
终止条件有8种：
给定深度、完全贯穿、成形到下一面、成形到一顶点、成形到一面、到指定面指定距离、成形到实体、两侧对称。
给定深度，需要输入拉伸的高度；完全贯穿，根据草图增加材料或者去除材料，高度值与零件在草图方向的跨度一致；成形到下一面，在拉伸方向上，自动成型到下一个实体平面；选择成形到一顶点，出现一个xx框，点选该xx框，选择实体中一点作为拉伸的终点；选择成形到一面，出现一个xx框，点选该xx框，选择三维实体中的一个平面作为拉伸的终点；到指定面指定距离，出现一个xx框，点选该xx框，选择一平面，并输入距离，表示距离该选定平面的指定距离，作为拉伸的终止条件；成形到实体，在拉伸方向上，自动成型到下一个实体平面；两侧对称，指定拉伸的距离，从开始位置开始向两个相反的方向拉伸，拉伸的长度为指定距离的一半。
拔模，可以输入拔模角度，分为向外拔模和向内拔模。
点击反向按钮，可以向相反的方向拉伸。
如果需要向两个相反的方向拉伸，需要点选方向2前的复选框。
方向1、方向2的终止条件、拔模设置完全一致。
点击“所选轮廓”xx框，可以指定拉伸凸台的轮廓。
拉伸操作的界面如图3-1a所示。
2、旋转凸台、旋转切除
旋转轴：
点选旋转轴xx框，在草图上选择一条直线作为旋转操作的轴线。
方向1、方向2分别设置两个旋转方向的参数，设置方法基本类似。
旋转类型分为：
给定深度、成形到一顶点、成形到一面、到指定面指定距离、成形到实体、两侧对称。
与拉伸的含义基本一致。
点击“反向”按钮3、扫描、扫描切除
首先在前视基准面上，建立草图1，绘制圆Φ100，圆心位于原点上。
然后
14
会向相反的方向旋转。
点击确认按钮，退出草图。
然后在上视基准面上，建立草图2，随便绘制一
退出草图2。
个圆，添加尺寸直径10mm，按下CTRl键，选择Φ10圆的圆心与Φ100的圆，添加穿透几何约束。
然后击确认按钮
点击特征工具栏下的“扫描”按钮，弹出如图3-1c所示的按钮，选中轮廓对应的xx框，选择草图2。
然后选中路径对应的xx框，选择草图1。
最后一个参数是薄壁特征，勾选前面的复选框，可以设置薄壁参数。
最后点击确定按钮。
（a） （b） （c）
图3-1拉伸、旋转、扫描造型
4、放样凸台、放样切除
“花瓶”放样
1在上视基准面上，建立草图1，以原点为圆心绘制一个圆，半径为50。
○
然后点击退出草图。
2选择菜单“插入”——“参考几何体”——“基准面”○，打开建立基准面的对话框，如图3-2b所示。
“第一参考”选择上视基准面，点击距离图标
输入30，然后点击，从而建立基准面1，该基准面平行于上视基准面且距离上视基准面30mm。
在基准面1上建立草图2，绘制矩形，该矩形以原点为中心，长为150，宽为90。
然后点击
退出草图。
3按照○2的步骤建立基准面2，该基准面与基准面1平行，与基准面1的○
距离为50，并在基准面2上建立草图3，绘制一个矩形，中心在原点处，长为50，宽为45。
然后点击
退出草图。
4然后再建立基准面3，要求基准面3与基准面2平行，与基准面2的距○
离为80。
在基准面3上建立草图4，绘制一个圆，圆心和原点重合，直径为60。
15
然后点击退出草图。
5然后在前视基准面上，建立草图5，应用样条曲线，分别过草图1、草图○
2、草图3、草图4投影的左端点绘制一条曲线。
然后通过原点绘制一条竖直的中心线，对曲线进行关于中心线实体镜像，将其中一条曲线转化为构造线。
如图3-2c所示。
然后点击
退出草图。
退出草图。
6然后在前视基准面上，建立草图6，应用实体转换引用，将草图5中的○
构造线转化到草图6中。
如图3-2d所示。
点击
7点击○
弹出如图3-2e所示的对话框。
点选“轮廓”对应
。
完成放样造型。
的xx框，依次选择草图1、草图2、草图3、草图4。
点选“引导线”对应的xx框，选择草图5、草图6。
然后点击
图3-2放样与边界造型5、边界凸台、边界切除
16
边界凸台与放样基本类似。
以放样中的六个草图为例进行介绍。
点击边界凸台，点选方向1的xx框，依次选择草图1、草图2、草图3、草图4，在方向2的xx框中，选择草图5、草图6。
然后点击
“吊钩”放样
借助上一节课的吊钩草图，进行吊钩的三维绘图。
1、首先调整草图线条的位置，使草图位于前视基准面上，并且吊钩的最上面的边界中点位于圆心处。
如图3-3a所示。
2、在上视基准面上，建立草图，以原点为圆心绘制一个圆，直径为16，并拉伸凸台，深度为20mm。
如图3-3b所示。
如果吊钩的圆柱体顶面不在上视基准面上，也可以在前视基准面上绘制一个矩形，通过旋转的方式生成上面的圆柱体。
3、在前视基准面上新建一个草图，在该草图上，通过转换实体引用绘制R3的圆弧，然后用直线连接该圆弧的起止端点。
然后过直线的中点和圆弧的中点绘制一条直线，应用剪裁实体将多余的线条剪除掉，如图3-3c所示，并绘制一条中心线。
进行旋转凸台操作，旋转范围为360。
如图3-3d所示。
4、在前视基准面上建立草图4，应用转换实体引用，将吊钩的左边界转换到草图中，然后退出草图。
然后再在前视基准面上建立草图5，将吊钩的右边界转换到草图中，然后退出草图。
。
17
图3-3吊钩放样
5、在圆柱体的下底面，建立草图6，以原点为圆心绘制一个Φ28的圆，如图3-3g所示。
然后退出草图。
在半球体底面上建立草图7，应用转换实体引用，将半球体底面的圆转换到草图上，退出草图，如图3-3h所示。
6、点击“放样凸台”
。
弹出如图3-3i的对话框，设置放样
操作的属性，其中“轮廓”选择草图6、草图7，“引导线”选择草图4、草图5。
点击确定，完成放样的操作，如图3-3j所示。
“泵体”绘制
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图3-4“泵体”工程图
绘制“泵体”，其基本尺寸如图3-4所示。
1、在上视基准面上，建立草图，以原点为中心绘制一个矩形，如图3-5a所示。
进行拉伸凸台，深度为15mm。
生成底座。
2、在底座的下平面上建立草图，绘制一个矩形，尺寸如图3-5b所示。
进行拉伸切除，深度为3mm。
3、在底座的上平面上建立草图，绘制两个等径的圆，直径为18。
如图3-5c所示。
进行拉伸凸台，深度为5mm。
4、在刚刚建立的圆柱体的上顶面上建立草图，在两个圆柱体上分别绘制同心圆，直径为12mm，然后拉伸切除，终止条件选择完全贯穿。
5、在底座的前端面上建立草图，在该草图上绘制一个圆，并用智能尺寸添加尺寸约束，如图3-5d所示。
进行拉伸凸台，设置两个拉伸方向，向前拉伸10mm，向后拉伸8mm。
6、在刚刚建立的圆柱体的前端面上建立草图，绘制一个同心圆，圆的直径为120，进行拉伸凸台，深度为64。
7、在底座的前端面上建立草图，通过转换实体引用，将上面的圆柱面轮廓和底座的上顶面转换到草图中，然后左右两侧各绘制一个Φ16的圆，圆分别与圆弧和直线相切。
最后应用剪裁实体，将多余的线条剪除，如图3-5e所示。
进行拉伸凸台，深度为8mm。
8、在底座的后端面再建立一个草图，应用步骤7的方法绘制草图，然后拉伸凸台，深度为32mm。
19
图3-5“泵体”三维造型的步骤
9、在右视基准面上建立草图，首先过中心点绘制中心线，然后绘制一个直角梯形，用智能尺寸添加尺寸约束，如图3-5f所示。
最后旋转凸台。
10、在右视基准面上建立草图，在竖直的中心位置绘制一个圆，半径为16，如图3-5g所示，然后拉伸凸台，终止条件选择两侧对称，深度为140。
11、在刚刚建立圆柱体的其中一个断面上，建立草图，绘制同心圆，圆的直径为18。
然后拉伸切除，终止条件选择完全贯穿。
12、在右视基准面上，建立草图，绘制如图3-5h所示的草图，然后选择旋转切除。
13、点击特征工具栏下的异型孔向导，弹出如图3-5i的对话框，在对话框中螺纹类型中选择直螺纹孔，标准选择GB，孔的规格选择M6，终止条件选择给定深度，盲孔深度选择14mm，螺纹线深度为12mm。
然后点击对话框位置分页卡，点击3d草图，在圆柱体的前端面点击，确定螺纹孔的位置。
然后以三维轮廓圆的圆心为圆心，绘制一个直径为118的圆，并将圆弧转化为构造线。
最后，按下CTRL键，选择Φ118和螺纹孔的圆心，添加重合约束。
然后选择Φ118的圆心和螺纹孔的圆心，添加几何约束“竖直”。
如图3-5j所示。
14、插入基准轴，选择Φ100的孔，选择“圆柱/圆锥面”
建立基准轴。
点击特征工具栏的圆周阵列按钮，弹出3-5k所示的对话框，阵列轴选择刚刚建立的基准轴，阵列角度选择360度，阵列数量输入3，勾选等角度。
要阵列的特征选择步骤13生成的M16的孔。
点击确定，完成阵列。
15、点击特征工具栏下的异型孔向导，弹出如图3-5i的对话框，在对话框中螺纹类型中选择直螺纹孔，标准选择GB，孔的规格选择M5，终止条件选择完全贯穿，螺纹线深度为完全贯穿。
然后点击对话框位置分页卡，点击3d草图，在Φ100圆柱孔的底面点击确定螺纹孔的位置，然后绘制一条竖直和一条水平中心线，并进行尺寸约束，如图3-5m所示。
点击确定，完成螺纹孔的绘制。
16、点击特征“圆角”按钮，弹出如图3-6a所示的对话框，输入圆角半径5mm。
然后选择底座四个竖直边，点击确定。
最后完成“泵体”的绘制，效果如图3-6b所示。
20
图3-6“泵体”三维造型的步骤
21
实验四 特征造型实验
一、实验目的
掌握在SolidWorks环境中，特殊零件的绘制方法，强化特征造型的练习。
二、实验内容及步骤
基本内容1、圆角与倒角点击特征“圆角”按钮
进入圆角特征造型。
左侧会弹出圆角的属性对
话框，输入圆角的半径。
然后直接点选需要加工圆角的棱边。
如图4-1a所示。
点击特征“倒角”按钮，进入倒角特征造型。
左侧弹出倒角的属性对话框，可以通过不同的方式输入倒角的参数：
角度距离、通过输入倒角的角度和距离确定倒角；距离-距离、通过输入倒角的两个距离确定倒角；顶点、顶点是三个面相交，因此需要指定三个距离。
最后直接点选需要加工倒角的棱边。
如图4-1b所示。
2、阵列
阵列分为线型阵列和圆周阵列。
点击线型阵列按钮，右侧弹出线型阵列属性对话框，如图4-1c所示，分别在方向1、方向2中选择阵列的方向、阵列的距离、阵列的数列。
可以通过反向按钮，调整阵列的方向。
选中要阵列的特征的xx框，使其高亮显示，然后选择源特征。
点击确定，完成阵列。
点击圆周阵列按钮，右侧弹出圆周阵列属性对话框，如图4-1d所示。
选择阵列轴、阵列角度范围、阵列数量，然后选择要阵列的源特征。
点击确定，完成阵列。
图4-1圆角、倒角、阵列特征造型3、筋
首先在前视基准面上绘制一个草图，绘制L型草图，如图4-2a所示，然后选择拉伸凸台，选择两侧对称。
然后再在前视基准面上建立草图，绘制如图4-2b所示的直线。
然后点击特征“筋”按钮，弹出如图4-2c所示的对话框，厚度可以分为第一边为平行于草图
、两侧
、第二边
三种情况。
然后输入筋厚度，拉伸方向分
22
、垂直于草图两种情况。
也可以进行拔模处理。
点击确定。
中心线，然后绘制一个矩形，两竖直边的距离为5且关于竖直中心线对称。
然后拉伸切除，深度为50mm。
图4-7拨叉的绘制步骤
图4-8“拨叉”的三维造型
11、插入基准面，要求改基准面和上视基准面的距离为10mm。
然后再改基准面上建立草图。
绘制一个矩形，并添加如图4-7g所示的尺寸约束。
进行拉伸奇切除。
终止条件为完全贯穿。
最后完成C1、C2的倒角。
最终的三维造型如图4-8所示。
28
实验五 钣金绘制实验
一、实验目的
学习钣金三维造型及工程图的制作过程。
二、实验内容及步骤
基本内容1、基体法兰
首先绘制一个开环的草图，如图5-1a所示，然后点击基体法兰
弹出如
图5-1b所示的对话框，沿着草图的拉伸，方向1、方向2的设置与拉伸的设置完全一致。
钣金参数需要输入钣金的厚度、折弯半径以及折弯系数。
，最后设置释放槽的类型与比例。
如果草图是一个闭环，则基体法兰生成一个具有指定厚度的平板。
图5-1基体法兰与边线法兰
2、边线法兰
边线法兰是通过钣金的其中一个面上的边线，绘制过该边线且与该平面呈一定角度的钣金实体。
选择钣金零件的一个边线，然后点击边线法兰按钮
弹出如图5-1c所示
的对话框，设置边线法兰的角度、长度、法兰的位置、折弯位置、释放槽等参数。
每一项的具体含义，可以参考绘图区域的预览。
如图5-1d所示。
还可以xx边
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