基于Solid works對稱零件建模方法的總結

朱小明

（華南理工大學 廣州學院，廣東 廣州 510800）

在三維CAD軟件建模中，對稱是機械零件的常見形態，需要仔細設定。在CAD建模中，含有參考元素、草圖、特征等元素或層次，所以對稱形態的設定，存在不同的設定環境、不同的設定方法。

1 Solid works的特點和優勢

Solid works是世界上第一款基于Windows平臺開發的三維CAD系統，目前在用戶數量、客戶滿意度和操作效率等方面，均是世界上領先的3D設計軟件。

Solid works軟件以其優異的性能、易用性和創新性，極大地提高了機械設計工程師的設計效率和品質，目前已成為主流3DCAD軟件市場的標準。總結其對稱設定方法，有利于提高相關對稱零件的建模效率。

2 對稱的設定環境與方法分析

2.1 參考元素的設定環境

一般而言，對稱盡量圍繞模型空間最初的3個基準面和坐標原點進行設定。草圖定位原點、草圖平面的選擇和特征元素的平面選擇，都應盡量遵循這個原則。其中，對稱零件建模布局中的第一個草圖或特征的設定尤為重要，遵循這個原則，可提高建模效率。

2.2 草圖環境中的設定方法

在草圖環境中，存在點、直線、圓、矩形等幾何元素，幾何元素之間可存在著必要的約束關系。草圖中的約束，可分為尺寸約束和幾何關系約束，所以對稱關系，可在這兩類約束中靈活設定。

在幾何約束中，可利用原點設定中點或者對稱約束。例如坐標原點可為直線的中點；兩圓關于通過原點豎直中心線添加對稱關系等。

在尺寸約束中，則運用方程式設定單側尺寸為兩側尺寸的一半。例如設定兩圓圓心水平，兩圓之間有一條豎直中心線。那么當兩圓的距離為2X，其中一個圓與中心線的距離為X時，無論尺寸X如何變化，兩圓關于中心線對稱的形態都會存在。

2.3 特征環境中的設定方法

對稱關系在特征層次中，主要是通過運用一些特征命令，建立模型而自動產生。例如拉伸特征中的兩側對稱拉伸、旋轉、鏡像等，要根據不同的零件狀態，靈活選擇不同的特征命令。

3 對稱零件的Solid works建模

下面以一個相關的對稱零件建模，來介紹Solid works中對稱零件建模方法的具體運用。零件形狀及尺寸如圖1（a）所示。由于建模命令的運用和組合是多樣的，所以要完成這個零件的建模方法不是單一的。這里只介紹其中的一種方法。

具體建模步驟如下：

（1）在上視面上建立一矩形的草圖，并運用兩側對稱拉伸完成特征。其中草圖中的矩形為中心點矩形，中心點定位于坐標原點上。完成后的拉伸特征關于模型空間最初的3個基準面（上視面、前視面、右視面）對稱。

（2）在上視面上建立草圖，草圖為中心矩形，中心點定位于坐標原點，并運用兩側對稱拉伸完成特征。此特征同樣關于模型空間最初的三個基準面對稱，如圖2所示。

圖2 拉伸特征

（3）在凸臺面上建立如圖3所示的草圖，運用拉伸切除完成特征。其中草圖上一矩形的兩邊關于通過原點豎直中心線對稱，完成一個矩形后，再用鏡像操作完成另一矩形。

圖3 對稱的矩形草圖

（4）在凸臺面上建立草圖，完成一邊的拉伸切除，再利用鏡像命令完成另一半的切除效果，如圖4所示。其中，草圖在尺寸約束中運用方程式設定單側尺寸為兩側尺寸的一半。

圖4 尺寸約束的對稱

（5）完成凸臺的圓角部分。

在建模中，設定好對稱關系后，即使更改尺寸，模型的對稱形態仍然保持不變，如圖1（b）所示為更改部分尺寸后，模型發生變化的情況。

在這個實例中，既運用了草圖層次的對稱設定方法，也使用了模型層次對稱設定方法。

4 結束語

目前，中國經濟漸漸轉向創新驅動型經濟，對機械設計的效率和品質要求越來越高。Solid works軟件作為一款非常優秀的3D設計軟件，在中國市場應用得相當廣泛。及時總結軟件中相關的建模方法和技巧，必將有利于我們提高建模效率。

[1]葉修梓，陳超祥.Solid works基礎教程：零件與裝配體[M].北京：機械工業出版社，2007.

[2]北京菁華銳航.三維CAD習題集[Z].北京：北京菁華銳航，2008.