1.1 SolidWorks概述

1.1.1 三维设计软件的优势

现阶段，计算机辅助设计(CAD)软件已经被许多企业和设计院校所使用，其应用领域也越来越广泛。通过大量的实践表明，三维CAD软件比二维CAD具有更大的优势，具体表现在以下几方面。

1) 零件设计更加方便

使用三维CAD软件，可以直接设计立体实物，特征回退技术、特征顺序调整技术可以把建模过程演示出来，使人一目了然；也可以在装配环境下，利用相邻零件的位置及形状来设计新零件，避免了单独设计零件导致装配的失败。

2) 零件装配更加直观

三维CAD软件可以实现虚拟装配，如图1-2所示。在装配过程中，“资源查找器”中的“装配路径查找器”记录了零件之间的装配关系，若装配不正确即予以显示。另外，零件还可以隐藏，在隐藏了外部零件的时候，可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示，对于有一定运动行程要求的，可检验行程是否达到要求，及时对设计进行更改，避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。

3) 缩短设计周期

采用三维CAD技术，设计时间缩短了近1/3，大幅度地提高了设计效率。采用三维CAD软件进行新产品的开发设计时，只需对其中部分零部件进行重新设计和装配，而大部分零部件的设计都继承以往的信息。另外，三维CAD软件具有高度变型设计能力，能够通过快速重构，得到一种全新的机械产品。

4) 提高设计质量

三维CAD技术采用先进的设计方法，如有限元受力分析、产品的虚拟制造、运动仿真和优化设计等，提高了产品的设计质量。同时，若采用 CAD/CAPP/CAM 进行产品加工，一致性更好，产品质量相应提高。

1.1.2 三维设计软件的种类

经过多年的高速发展后，三维CAD家族“人丁兴旺”。例如，影视行业、建筑行业和机械设计行业的三维 CAD。同时，随着三维技术的日趋成熟，CAD 软件的专业性也更加明显。就机械行业而言，主要三维软件有如下几种。

UGS公司的NX（高端）和Solid Edge（中端）。该公司软件几乎垄断了汽车行业，而且三维软件行业的最大内核Parasolid就是UGS公司的产品。

达索集团的 CATIA（高端）和 SolidWorks（中端）。CATIA 几乎垄断航空业用户。PTC公司的Pro/ENGINEER，主要应用于模具行业。Autodesk公司的Inventor主要优点是可以很好地读取AutoCAD图样。

1.1.3 SolidWorks软件

SolidWorks 机械设计自动化软件是一个基于特征的参数化实体建模设计工具，一贯倡导三维CAD软件的易用性、高效性，其主要的特点和优点有以下几方面。

1) 操作简单

SolidWorks全面采用Microsoft Windows的技术，支持特征的“剪切、复制、粘贴”等操作，对于熟悉Windows的设计人员来说，十分方便。

2) 清晰、直观、亲切友好的“全动感”用户界面

“全动感”的用户界面使设计过程变得非常轻松，动态控标用不同的颜色及说明提醒设计者目前的操作，可以使设计者清楚现在做什么；标注可以使设计者在图形区域就给定特征的有关参数；鼠标确认和丰富的右键菜单使得设计零件非常容易；建立特征时，无论鼠标在什么位置，都可以快速确定特征建立；图形区域动态的预览，使得在设计过程中就可以审视设计的合理性；利用特征管理器设计树，设计人员可以更好地通过管理和修改特征来控制零件、装配和工程图；属性管理器提供了非常方便的查看和修改属性操作，同时减少了图形区域的对话框，使设计界面简捷、明快；配置管理器很容易地建立和修改零件或装配的不同形态，大大提高了设计效率。

3) 灵活的草图绘制和检查功能

草图绘制状态和特征定义状态有明显的区分标志，设计者可以很容易清楚自己的操作状态；草图绘制更加容易，可以快速适应并掌握SolidWorks灵活的绘图方式：单击—单击式或单击—拖动式。单击—单击式的绘制方式非常接近AutoCAD软件；绘制草图过程中的动态反馈和推理可以自动添加几何约束，使得绘图时非常清楚和简单；草图中采用不同的颜色显示草图的不同状态；拖动草图的图元，可以快速改变草图形状甚至是几何关系或尺寸值；可以检查草图的合理性。“方程式编辑器”功能不仅可以建立尺寸之间的关系，并且可以设定尺寸的求解顺序视图。

4) 强大的特征建立能力和零件与装配的控制功能

SolidWorks 软件具有强大的基于特征的实体建模功能。通过拉伸、旋转、薄壁特征、高级抽壳、特征阵列及打孔等操作来实现零件的设计；可以对特征和草图进行动态修改；利用 FeaturePalette 窗口，只需简单地拖动到零件中就可以快速建立特征；“启用冻结栏”功能可以控制是否需要重建特定的特征。

利用零件和装配体的配置不仅可以利用现有的设计，建立企业的产品库，而且解决了系列产品的设计问题；可以利用 Excel 软件驱动配置，从而自动生成零件或装配体；在装配中可以实现智能化装配，可以进行动态装配干涉检查和间隙检测，以及静态干涉检查；可以动画式装配和动态查看装配体运动；SolidWorks 提供专业化的标准件库，引用和查询标准件库非常方便，系统提供清晰的组织层次，从标准件的大类、小类到具体规格和参数。同时还支持自定义设计扩充的标准件库。

5) 自动生成工程图功能

可以为三维模型自动产生工程图，包括视图、尺寸和标注；使用RapidDraft工程图技术，可以将工程图与三维模型单独进行操作，以加快工程图的操作，但仍然保持与三维模型的相关性；可以建立各种类型的投影视图、剖面视图和局部放大图。在装配图生成过程中，零件序号可以在装配图上准确排列，自动生成 BOM 表，同时具有非常强大的表格编辑功能和模板定制功能，符合我国工程师的设计习惯和企业管理需求。

6) 动画功能

通过简单直观的操作，设计者不仅可以建立反映装配过程、爆炸视图、主视角漫游、运动过程的动画，而且可以动态调整马达大小、轴承载荷和行程范围。同时可以通过程序控制部件的运行轨迹。

7) 渲染功能

在产品设计中，渲染越来越重要。动感真实的图片用于产品发布或演示。用PhotoWorks的菜单和工具栏中的命令，可以方便地得到高品质的三维模型图片。PhotoWorks软件中包括一个巨大的材质库和纹理库，用户可以自定义灯光、阴影、背景、景观等选项，为SolidWorks零件和装配体选择好合适的材料属性，生成一系列用于日后交流的品质图片文件。

8) 成本计算功能和审阅功能

成本控制与企业利益休戚相关。SolidWorks Costings 可以自动计算钣金件和机加工零件的制造成本。设计师可以在整个设计过程中根据成本做出决策，针对不同的场景进行建模，实现报价流程自动化。“大型设计审阅”模式是打开并查验大型装配体的最快方法。可以对任何装配零部件进行检查、剖切和测量。

9) 方便的数据交换功能

可以通过标准数据格式与其他CAD软件进行数据交换；提供数据输入诊断功能，允许用户对输入的实体执行几何体简化、模型误差重设及冗余拓扑移除。

10) 支持工作组协同作业

3DMeeting是基于微软NetMeeting技术而开发的专门为SolidWorks设计人员提供的协同工作环境，利用3DMeeting可以通过Internet实时地协同工作；支持Web目录，可以将设计数据存放在互联网的文件夹中，和存放在本地硬盘一样方便；将工程图输出成eDrawings文件格式，可以非常方便地交流设计思想；提供了自由、开放、功能完整的API开发工具接口，用户可以根据实际情况利用 VC、VB、VBA 或其他 OLE 开发程序对SolidWorks进行二次开发。

11) SolidWorks合作伙伴计划和集成软件

作为“基于 Windows 平台的 CAD/CAE/CAM/PDM 桌面集成系统”的核心软件， SolidWorks完整提供了产品设计的解决方案。而SolidWorks“合作伙伴计划”又提供了许多高性价比的解决方案，SolidWorks 用户可以从非常广泛的范围内选择在产品开发、加工制造以及数据管理的各个方面的软件。其中，许多“金牌产品”与SolidWorks完全集成，在相应领域中处于领先水平。