Система автоматизированного проектирования SolidWorks

Система автоматизированного проектирования SolidWorks (SolidWorks Corp., США) создана для использования на персональном компьютере в операционной среде Microsoft Windows.

Трехмерное моделирование изделий дает массу преимуществ перед традиционным двумерным проектированием, например, исключение ошибок собираемости изделия еще на этапе проектирования, создание по электронной модели детали управляющей программы для обработки на станке с ЧПУ. С помощью программы SolidWorks можно увидеть будущее изделие со всех сторон в объеме и придать ему реалистичное отображение в соответствии с выбранным материалом для предварительной оценки дизайна.

Трехмерная деталь SolidWorks получается в результате комбинации трехмерных примитивов. Большинство элементов основаны на плоском эскизе, по которому создается базовый трехмерный объект. Последовательное наращивание 3D объектов и позволяет в итоге получить желаемый результат.

Двунаправленные ассоциативные взаимосвязи между деталями, сборками и их чертежами SolidWorks гарантируют соответствие модели и чертежа, так как все изменения сделанные в детали автоматически передаются связанную с ней сборку и чертеж.

Опциональные модули SolidWorks позволяют расширить базовые возможности дополнительными функциями по:

• созданию фотореалистичных изображений (PhotoWorks);
• распознаванию дерева построения и параметризации геометрии импортированной из других CAD систем (FeatureWorks);
• созданию презентационных видеороликов изделий в среде SolidWorks (SolidWorks Animator);
• трехмерной обводке кабелей электрических систем и трубопроводов (SolidWorks Routing);
• созданию автономно просматриваемых чертежей и моделей, для обмена информацией с партнерами не имеющими SolidWorks (eDrawings) и т.д.

Инструменты и возможности базового модуля

Интерфейс пользователя

Интерфейс программы SolidWorks, документация и функциональные инструкции переведены компанией-разработчиком на русский язык. Учитывая это и интуитивно понятные принципы проектирования в SolidWorks требуется совсем не много времени на освоение программы и получение конечной конструкторской документации.

Правая панель представляет собой графическую область, в которой выполняются различные операции над деталью, сборкой или чертежом.

В левой части окна SolidWorks отражается информация о дереве построения Feature Manager, параметрах функций и конфигурациях модели.

Последовательность построения модели фиксируется в дереве Feature Manager. Дерево проектирования Feature Manager позволяет управлять элементами построения модели вносить изменения в конструкции детали на любом этапе проектирования, не перестраивая деталь заново с нуля.

Менеджер свойств PropertyManager отображает информацию о всех возможных параметрах множества таких функций, как эскизы, скругления, построение твердотельного элемента, поверхности, сопряжения сборок и т.д.

Менеджер конфигурации служит для создания, выбора и просмотра многочисленных конфигураций деталей и сборок в документе. Использование конфигураций дает возможность создавать в одном файле модели несколько исполнений изделия.

Библиотека материалов SolidWorks позволяет определять материал детали для массовых характеристик, спецификаций и расчетов в COSMOSXpress или COSMOSWorks. База данных может быть пополнена пользователем и содержит информацию о физических свойствах материала и свойствах видимости (цвет детали, штриховка, текстура материала).

Для удобства проектирования имеются все необходимые инструменты для просмотра информации в области моделирования выбор стандартных видов, увеличение и вращение модели, создание быстрых аналитических разрезов и т.д.

Имеются возможности получения статистической информации, характерные только для трехмерного твердотельного моделирования, это например, измерение расстояний и углов пространственной модели, определение массовых характеристик, определение количества компонентов в сборке.

Для удобства выбора элементов в SolidWorks существуют фильтры позволяющие выбирать заранее определенные элементы модели.

Функция Print3D одним щелчком мыши дает пользователям, подключенным к сети Internet, прямой доступ к самым эффективным технологиям быстрого прототипирования в промышленности, включая стереолитографию (SLA), нанесение термопластов (FDM - Fused Deposition Modeling), лазерное спекание порошков (SLS - Selective Laser Sintering) и др.

Инструмент создания макросов позволяет создавать собственные функции. Сохранив определенную последовательность действий, по одной команде можно воспроизвести ее автоматически.

SolidWorks открытая система для написания пользовательских программ на Visual Basic и Visual C++.

Стандартные функции Windows обеспечивают работу с файлами (открытие, сохранение, …), печать эскизов 3D модели с экрана и чертежей SolidWorks осуществляется на любой плоттер или принтер.

Проектирование деталей

Трехмерный объект основывается на плоском или трехмерном эскизе, для построения эскиза существует большое количество различных инструментов действующих в совокупности с "умными" привязками и позволяющих строить:

• прямые, окружности и сплайны;
• обрезать и удлинять линии;
• зеркально отображать и копировать объекты;
• делать скругления и фаски;
• строить различные массивы объектов и эскизы текста;
• проставлять размеры в автоматическом или ручном режиме;
• наложение геометрических взаимосвязей;
• проецирование на эскиз контуров выбранных элементов и т.д.

Инструмент построения трехмерных твердотельных элементов:

• вытягиванием эскиза или выбранного контура в любом направлении;
• получение тел вращения;
• элемента по заданным сечениям;
• по указанной траектории;
• придание толщины поверхности;
• создание уклонов на грани модели
• вырезы по эскизу, поворотом, по сечениям, по траектории, плоскостью или поверхностью;
• получение скруглений (с постоянным или переменным радиусом) и фасок;
• построение ребер жесткости;
• создание оболочки;
• получение массива элементов различными способами;
• деформирование твердого тела;
• копирование элементов;
• комбинирование твердых тел и объединение в одну деталь;
• вставка детали из файла в активный документ детали и т.д.

Инструмент построения поверхностей:

• вытягиванием или вращением профиля;
• вытягиванием профиля вдоль траектории;
• по сечениям между профилями;
• эквидистанта к поверхности;
• отсечение поверхности плоскостью, эскизом или другой поверхностью;
• сшивка поверхностей;
• разъема между деталями;
• преобразование замкнутого объема поверхностей в твердое тело и т.д.

Проектирование сварных деталей по трехмерному эскизу с компоновкой профилей из базы. Профиль в базе определяется по стандарту, типу и размеру. Можно создавать собственные профили и добавлять их в библиотеку. При обработке сварных конструкций имеется инструмент:

• отсечения и удлинения, как инструментами обрезки;
• построения торцевых пробок;
• построения сварных швов;
• элементов углового соединения и т.д.

Проектирование деталей из листового металла в SolidWorks возможно, как в прямом "от детали к развертке", так и в обратном порядке "от развертки к детали". Для этого имеются инструменты:

• построения разверток;
• закругление кромки листовой детали в виде каемки;
• добавление сгибов;
• создание зазора между двумя кромками и т.д.

Моделирование трехмерных объектов редко обходится без построения вспомогательной геометрии. В SolidWorks имеется возможность построения справочной плоскости, оси, системы координат и точки, или указать один из объектов справочным.

Создание сборки

Проектирование сборок в SolidWorks осуществляется по двум основным методам: "снизу вверх" или "сверху вниз", а также их сочетанием. При проектировании "снизу вверх" сначала создаются детали, затем они вставляются в сборку и сопрягаются согласно требованиям проекта. Метод проектирования "сверху вниз" отличается тем, что работа начинается в сборке. Проектирование "сверху вниз" в контексте сборки позволяет создавать ссылки на геометрию исходной модели, таким образом, что если изменяется размер исходной модели, связанная с ней деталь обновляется автоматически.

Для повышения производительности и удобства работы с большими сборками и их чертежами, содержащими десятки тысяч деталей, в SolidWorks предусмотрен специальный режим, позволяющий сократить время загрузки файла и рационально распределять ресурсы компьютера за счет отображения сокращенной информации о компонентах сборки.

Инструменты для работы со сборками:

• добавление существующего узла или детали в сборку;
• перемещение и вращение компонентов сборки;
• сопряжение компонентов сборки, в том числе по принципу симметричности, кулачка и редуктора;
• создание видов с разнесенными компонентами;
• скрытие и отображение компонентов;
• настройки прозрачности компонентов сборки;
• проверка интерференции и измерение динамического зазора между компонентами и т.д.

При наложении соответствующих взаимосвязей между компонентами сборки возможно моделирование кинематики механизма сборки. Для этого к одному из взаимосвязанных компонентов, имеющему соответствующие степени свободы, прикладываются движители способные имитировать поступательное или вращательное движение, привод от пружины или действие сил гравитации.

Создание чертежей

Оформление чертежей в SolidWorks осуществляется в соответствии с требованиями ЕСКД.

В основе чертежа лежит трехмерная модель детали. Деталь и чертеж имеют взаимосвязи автоматически обновляющие чертеж при изменениях детали, это обеспечивает постоянное соответствие модели и чертежа. На чертеж можно перенести стандартные виды или любой другой вид с модели, в том числе изометрический. Степень автоматического наполнения чертежного вида с модели регулируется настройками.

Для оформления чертежа имеется инструмент позволяющий:

• автоматически получать совмещенные виды, местные виды, разрезы и сечения;
• строить разрезы по разрезу,
• наносить размеры и обозначения параметров качества поверхности,
• добавлять примечания и технические условия,
• автоматически или вручную расставлять позиции,
• автоматическое формирование спецификации;
• указывать допуски и посадки из встроенной базы данных;
• автоматическое заполнение основной надписи;
• копировать виды и создавать многолистовые чертежи и т.д.

Экспресс-анализ прочности деталей

В базовый пакет SolidWorks входит модуль COSMOSXpress, который используется для экспресс-расчета деформации и определения коэффициента запаса прочности детали по заданным нагрузкам. В результате COSMOSXpress позволяет определить концентраторы напряжения и добиться максимально эффективного использования материала за счет снижения веса элементов конструкции с избыточным запасом прочности.

Обмен данными с другими САПР

SolidWorks включает в себя большое количество трансляторов, как нейтральных: IGES (*.iges); ACIS (*.sat); STL (*.stl); STEP (*.step, .stp); VDAFS ( *.vda); VRML ( *.wrl); Parasolid ( *.x_t, *.x_b, *.xmt_txt, *.xmt_bin), так для прямого импорта данных из популярных CAD-систем: AutoCad (*.dxf, *.dwg) и д.р.

Требования к системе

• Операционная система Windows XP, Windows 2000, Windows NT 4.0(SP 6)
• Процессор Pentium или AMD Athlon.
• Минимальный размер ОЗУ 128 МБ.
• Желательна протестированная компанией SolidWorks видео-карта. Список протестированных видео-карт доступен по адресу http://www.solidworks.com/pages/services/VideoCardTesting.html
• Мышь или другое указывающее устройство.
• Диcковод CD-ROM