內容簡介
《CAD/CAM/CAE工程應用叢書:SolidWorks 2012中文版機械設計完全自學手冊》以最新的SolidWorks 2012版本為演示平颱,著重介紹SolidWorks 2012軟件在機械設計中的應用方法。全書分為13章。第1章主要介紹SolidWorks 2012基礎;第2章主要介紹草圖相關技術;第3章主要介紹基於草圖的特徵;第4章主要介紹基於特徵的特徵;第5章主要介紹裝配體的應用;第6章主要介紹工程圖基礎;第7章主要介紹連接緊固類零件;第8章主要介紹軸係零件;第9章主要介紹箱蓋零件;第10章主要介紹叉架類零件;第11章主要介紹製動器設計綜閤實例;第12章主要介紹球閥設計綜閤實例;第13章主要介紹柱塞泵設計綜閤實例。
《CAD/CAM/CAE工程應用叢書:SolidWorks 2012中文版機械設計完全自學手冊》隨書配送瞭多功能學習光盤。光盤中包含全書講解實例和練習實例的源文件素材,並製作瞭全程實例動畫AVI文件。利用作者精心設計的多媒體界麵,讀者可以像看電影一樣輕鬆愉悅地學習本書。
本書突齣瞭實用性以及技巧性,使讀者可以很快地掌握SolidWorks 2012的機械設計方法和技巧。本書可作為廣大技術人員和機械工程專業學生的參考用書,也可作為各大中專學校的教學參考書。
目錄
齣版說明
前言
第1章 SolidWorks 2012概述
1.1 初識SolidWorks 2012
1.2 SolidWorks 2012的界麵
1.2.1 界麵簡介
1.2.2 工具欄的設置
1.3 設置係統屬性
1.3.1 設置係統選項
1.3.2 設置文檔屬性
1.4 SolidWorks的設計思想
1.4.1 三維設計的3個基本概念
1.4.2 設計過程
1.4.3 設計方法
1.5 SolidWorks術語
1.6 定位特徵
1.6.1 基準麵
1.6.2 基準軸
1.6.3 參考點
1.6.4 坐標係
1.7 零件的其他設計錶達
1.7.1 編輯實體外觀效果
1.7.2 賦予零件材質
1.7.3 CAD模型分析
1.8 入門實例--帶輪
第2章 草圖相關技術
2.1 創建草圖平麵
2.2 草圖的繪製
2.2.1 進入草圖繪製
2.2.2 退齣草圖繪製
2.2.3 草圖繪製工具
2.2.4 繪圖光標和鎖點光標
2.2.5 實例--棘輪
2.3 草圖的約束和尺寸
2.3.1 幾何關係的約束
2.3.2 驅動尺寸的約束
2.4 草圖CAGD的功能
2.5 利用AutoCAD現有圖形
2.6 綜閤實例--壓蓋草圖
第3章 基於草圖的特徵
3.1 拉伸
3.1.1 拉伸凸颱/基體選項說明
3.1.2 實例--封油圈
3.1.3 拉伸切除特徵
3.2 鏇轉
3.2.1 鏇轉選項說明
3.2.2 實例--油標尺
3.2.3 鏇轉切除選項說明
3.3 掃描
3.3.1 掃描選項說明
3.3.2 實例--彈簧
3.3.3 掃描切除選項說明
3.4 放樣
3.4.1 放樣凸颱/基體選項說明
3.4.2 實例--連杆
3.4.3 放樣切除選項說明
3.5 綜閤實例--十字螺釘鏇具
3.5.1 繪製螺釘鏇具主體
3.5.2 細化手柄
3.5.3 繪製十字頭部
第4章 基於特徵的特徵
4.1 倒角
4.1.1 倒角選項說明
4.1.2 實例--圓頭平鍵
4.2 圓角
4.2.1 圓角選項說明
4.2.2 實例--擋圈
4.3 圓頂
4.4 抽殼
4.4.1 抽殼選項說明
4.4.2 實例--變徑氣管
4.5 筋
4.5.1 筋選項說明
4.5.2 實例--軸承座
4.6 拔模
4.7 包覆
4.8 孔
4.8.1 孔選項說明
4.8.2 實例--支架
4.9 彎麯
4.10 綫性陣列
4.10.1 綫性陣列選項說明
4.10.2 實例--窺視孔蓋
4.11 圓周陣列
4.11.1 圓周陣列選項說明
4.11.2 實例--葉輪
4.12 鏡像
4.12.1 鏡像選項說明
4.12.2 實例--圓頭導嚮平鍵
4.13 綜閤實例--閥門
4.13.1 創建主體輪廓
4.13.2 創建釘孔及倒圓角
第5章 裝配體的應用
5.1 建立裝配體文件
5.1.1 創建裝配體
5.1.2 插入裝配零件
5.1.3 刪除裝配零件
5.1.4 進行零件裝配
5.1.5 常用的配閤方法
5.2 零部件壓縮與輕化
5.2.1 壓縮狀態
5.2.2 改變壓縮狀態
5.2.3 輕化狀態
5.3 裝配體的乾涉檢查
5.3.1 配閤屬性
5.3.2 乾涉檢查
5.4 裝配體爆炸視圖
5.4.1 ""爆炸""屬性管理器
5.4.2 爆炸視圖編輯
5.4.3 爆炸的解除
5.5 動畫製作
5.5.1 運動算例
5.5.2 動畫嚮導
5.5.3 動畫
5.5.4 基本運動
5.5.5 保存動畫
5.6 綜閤實例--軸承
5.6.1 創建內外圈
5.6.2 創建保持架
5.6.3 創建滾珠
5.6.4 軸承裝配
第6章 工程圖基礎
6.1 工程圖的生成方法
6.2 定義圖紙格式
6.3 標準三視圖的生成
6.4 模型視圖的生成
6.5 派生視圖的生成
6.5.1 剖麵視圖
6.5.2 鏇轉剖視圖
6.5.3 投影視圖
6.5.4 輔助視圖
6.5.5 局部視圖
6.5.6 斷裂視圖
6.6 操縱視圖
6.6.1 移動和鏇轉視圖
6.6.2 顯示和隱藏
6.6.3 更改零部件的綫型
6.6.4 圖層
6.7 注解的標注
6.7.1 注釋
6.7.2 錶麵粗糙度
6.7.3 幾何公差
6.7.4 基準特徵符號
6.8 分離工程圖
6.9 打印工程圖
6.10 綜閤實例--軸承座
工程圖
6.10.1 創建視圖
6.10.2 標注尺寸和注釋
第7章 連接緊固類零件
7.1 沉頭螺釘
7.1.1 創建螺釘基體
7.1.2 創建螺紋
7.1.3 開螺釘鏇具用槽
7.2 螺栓
7.2.1 創建螺母
7.2.2 創建螺柱
7.2.3 創建倒角特徵
7.2.4 創建螺紋
7.2.5 生成退刀槽
7.3 螺母
7.3.1 創建螺母基體
7.3.2 鏇轉切除基體
7.3.3 創建螺紋孔
第8章 軸係零件
8.1 高速軸
8.1.1 創建高速軸主體
8.1.2 生成鍵槽特徵
8.1.3 細節處理
8.2 花鍵軸
8.2.1 創建軸基礎造型
8.2.2 創建鍵槽
8.2.3 創建花鍵草圖
8.2.4 創建花鍵
8.3 直齒圓柱齒輪
8.3.1 創建基體
8.3.2 創建齒輪特徵
8.3.3 創建軸孔和鍵槽
8.3.4 創建減重槽
8.4 斜齒圓柱齒輪
8.4.1 繪製齒形
8.4.2 創建齒條
8.4.3 創建齒輪基體
8.4.4 創建齒輪安裝孔
第9章 箱蓋零件
9.1 法蘭盤
9.1.1 創建法蘭基體
9.1.2 創建法蘭螺栓孔
9.2 齒輪泵前蓋
9.2.1 創建齒輪泵前蓋基體
9.2.2 創建齒輪安裝孔
9.2.3 創建銷孔和螺釘孔
9.2.4 創建圓角特徵
9.3 變速器下箱體
9.3.1 創建下箱體外形實體
9.3.2 創建裝配凸緣
9.3.3 創建下箱體底座
9.3.4 創建箱體底座槽
9.3.5 創建軸承安裝孔凸颱
9.3.6 創建軸承安裝孔
9.3.7 創建與上箱蓋的裝配孔
9.3.8 創建大端蓋安裝孔
9.3.9 創建小端蓋安裝孔
9.3.10 創建箱體底座安裝孔
9.3.11 創建下箱體加強筋
9.3.12 創建泄油孔
第10章 叉架類零件
10.1 直角換嚮連杆
10.2 鏇轉接頭
10.2.1 創建毛坯
10.2.2 創建圓柱
10.2.3 創建夾緊塊
10.2.4 創建端部結構
10.2.5 指定毛坯材質
10.2.6 銑切加工麵造型
10.2.7 鑽鏜孔和螺紋孔造型
10.3 齒輪泵基座
10.3.1 創建基座主體
10.3.2 創建進齣口
10.3.3 創建連接螺紋孔特徵
10.3.4 創建定位銷孔特徵
10.3.5 創建底座部分及倒圓角
第11章 製動器設計綜閤實例
11.1 鍵
11.2 擋闆
11.2.1 創建擋闆主體
11.2.2 繪製孔
11.3 盤
11.3.1 創建盤主體
11.3.2 繪製孔
11.4 臂
11.4.1 創建兩圓颱
11.4.2 創建臂柄
11.5 軸
11.5.1 創建基體
11.5.2 創建盤扣
11.5.3 創建鍵槽
11.6 閥體
11.6.1 創建主體部分
11.6.2 創建安裝座
11.6.3 創建座外突肩
11.6.4 創建連接管
11.6.5 創建螺栓孔
11.7 裝配體
11.8 機構動畫
第12章 球閥設計綜閤實例
12.1 墊圈
12.2 壓緊套
12.2.1 創建主體部分
12.2.2 創建凹槽
12.3 密封圈
12.3.1 創建主體部分
12.3.2 繪製孔
12.4 閥芯
12.4.1 創建主體部分
12.4.2 創建孔
12.4.3 創建槽
12.5 閥杆
12.5.1 創建主體部分
12.5.2 創建杆頭部分
12.5.3 創建杆尾部分
12.6 扳手
12.6.1 創建卡口部分
12.6.2 創建手柄部分
12.7 螺栓
12.7.1 創建主體部分
12.7.2 創建螺柱部分
12.7.3 創建螺母部分
12.7.4 創建螺紋部分
12.8 螺母
12.8.1 創建六邊形基體
12.8.2 切除六邊形棱角
12.8.3 創建螺紋孔
12.8.4 創建螺紋
12.9 閥蓋
12.9.1 創建主體部分
12.9.2 繪製閥體內孔和安裝孔
12.9.3 創建螺紋
12.10 閥體
12.10.1 創建主體部分
12.10.2 創建實體凸颱
12.10.3 繪製閥體內孔
12.10.4 創建螺紋
12.10.5 創建底座螺紋安裝孔
12.11 裝配體
12.12 球閥裝配工程圖
12.12.1 創建視圖
12.12.2 創建明細錶
12.12.3 標注尺寸和技術要求
第13章 柱塞泵設計綜閤實例
13.1 下閥瓣
13.2 上閥瓣
13.2.1 創建主體部分
13.2.2 創建閥瓣部分
13.2.3 創建孔
13.3 柱塞
13.3.1 創建柱塞杆
13.3.2 創建連接凸颱
13.3.3 創建型腔和通孔
13.4 填料壓蓋
13.4.1 創建安裝闆
13.4.2 創建凸颱
13.4.3 創建孔
13.5 閥蓋
13.5.1 創建基體
13.5.2 創建螺母
13.5.3 創建外螺紋
13.6 閥體
13.6.1 繪製閥體主體
13.6.2 創建孔係
13.6.3 創建退刀槽
13.6.4 創建螺紋
13.7 泵體
13.7.1 繪製安裝闆
13.7.2 繪製膛體
13.7.3 繪製底座和肋闆
13.7.4 繪製孔係
13.7.5 繪製螺紋
13.8 裝配體
13.9 裝配爆炸圖
……
前言/序言
工程創新與實踐係列叢書:先進製造技術前沿探索 叢書簡介 本叢書緻力於係統梳理和深入剖析當前工程領域中最具活力和應用前景的先進製造技術,旨在為從事機械設計、自動化控製、模具製造以及相關工業領域的工程師、技術人員和高等院校師生提供前沿、實用且具有高度參考價值的專業讀物。我們聚焦於理論的嚴謹性與工程實踐的緊密結閤,力求呈現最貼閤行業最新發展趨勢的知識體係。 本係列叢書的撰寫團隊由深耕行業多年的資深工程師、高校知名教授及一綫技術專傢組成,確保內容的權威性、前瞻性和實用性。叢書覆蓋的範圍廣闊,從基礎的數字化設計理論到復雜係統的集成優化,旨在構建一個覆蓋“設計-分析-製造-管理”全流程的知識鏈條。 --- 第一捲:增材製造(3D打印)的工藝優化與材料科學 內容概述: 隨著工業4.0的推進,增材製造(Additive Manufacturing, AM)已成為顛覆傳統製造模式的關鍵技術。本捲深入探討瞭各類主流增材製造技術,包括選擇性激光熔化(SLM)、電子束熔化(EBM)、立體光刻(SLA)以及熔融沉積成型(FDM)的深層機理與工藝參數控製。 重點章節聚焦: 1. 金屬增材製造的冶金學基礎: 詳細分析瞭高能束流在金屬粉末床上的熔化、凝固過程中的組織演變,重點闡述瞭殘餘應力、孔隙率及各嚮異性對最終零件性能的影響機製。 2. 先進拓撲優化在AM中的應用: 探討如何利用仿生學和力學反饋驅動的拓撲優化算法,結閤增材製造的自由設計能力,實現輕量化與結構性能的最優化設計,並介紹瞭後處理中的熱等靜壓(HIP)技術。 3. 新型功能材料的打印與錶徵: 涵蓋高性能閤金(如鎳基高溫閤金、鈦閤金)以及復閤材料(如陶瓷基復閤材料)在AM中的應用挑戰與解決方案。特彆介紹瞭打印件的無損檢測技術(如X射綫CT)及其數據解讀方法。 4. 麵嚮生産的工藝鏈整閤: 論述瞭從CAD模型修復、支撐結構設計、打印過程監控到最終錶麵精加工的一體化工作流程,強調瞭數字孿生在監控和預測打印質量中的作用。 --- 第二捲:高性能仿真與多物理場耦閤分析 內容概述: 本捲聚焦於現代工程仿真技術(CAE的延伸),強調跨學科、多物理場的耦閤分析能力,這是解決復雜工程問題,減少試錯成本的關鍵手段。本書摒棄對單一軟件操作的淺嘗輒止,轉而深入解析背後的數值方法和工程假設。 重點章節聚焦: 1. 有限元(FEA)的高級應用: 深入講解非綫性材料模型(如彈塑性、粘彈性)、復雜接觸算法(如爆炸衝擊、摩擦磨損)及網格無關性驗證(Mesh Independence Study)。重點剖析瞭隱式和顯式求解器的適用場景與效率比較。 2. 計算流體力學(CFD)的湍流建模: 詳盡對比RANS模型(如$k-epsilon$,$k-omega$ SST)、大渦模擬(LES)和直接數值模擬(DNS)在不同雷諾數流動問題中的精度和計算成本。內容包含多相流體(如氣液分離、氣固兩相流)的歐拉-歐拉、歐拉-拉格朗日方法。 3. 熱-力-電-磁多物理場耦閤: 闡述如何建立和求解耦閤場問題,例如電磁感應加熱過程中的溫度場與應力場耦閤,以及壓電材料的振動分析。重點討論瞭耦閤分析中的數據映射與時間步長協調策略。 4. 優化驅動的仿真迭代: 結閤概率論,介紹隨機性輸入對仿真結果的影響評估(UQ),以及如何利用代理模型(Surrogate Models)加速設計空間的探索與可靠性分析。 --- 第三捲:智能製造中的工業機器人與運動控製 內容概述: 本捲深入探討現代工業自動化係統的核心——高性能工業機器人技術及其在柔性製造係統(FMS)中的集成應用。本書側重於運動學、動力學理論與實際控製策略的結閤。 重點章節聚焦: 1. 機器人運動學與軌跡規劃: 詳細解析串聯與並聯機器人的正逆運動學求解,重點介紹在避障約束下的最優軌跡生成算法,包括基於時間最優和基於能量最優的規劃方法。 2. 機器人動力學與控製係統設計: 推導機器人的牛頓-歐拉方程和拉格朗日方程,講解基於力/阻抗控製的柔順操作技術。重點討論瞭先進的反饋控製器(如自適應控製、滑模控製)在抑製機械臂振動和提高定位精度中的應用。 3. 人機協作與安全標準: 探討新型人機協作機器人(Cobots)的設計原則、安全區域劃分及失效保護機製。分析瞭相關國際安全標準(如ISO 10218, ISO/TS 15066)在實際部署中的技術要求。 4. 機器視覺引導的精確裝配: 介紹2D/3D視覺係統在機器人定位、抓取和高精度裝配任務中的應用,包括手眼標定(Hand-Eye Calibration)的高精度算法及其在動態環境下的魯棒性提升方法。 --- 第四捲:精密機械設計中的公差與幾何維度要求(GD&T)的數字化管理 內容概述: 本捲旨在提升設計人員在復雜零部件和裝配體設計中對精度控製的理解與應用能力。它將傳統的機械製圖規範提升到數字化和係統化的管理層麵,是實現高質量、可製造性設計(DFM)的基石。 重點章節聚焦: 1. GD&T的最新標準解讀與實踐: 深入解讀最新的國際標準(如ASME Y14.5或ISO 1101)中關於形狀、方嚮、位置和輪廓公差的符號體係和判定原則。重點區分瞭最小/最大實體要求(MMR/LMR)在功能實現中的決定性作用。 2. 公差鏈與裝配仿真分析: 講解如何運用統計分析方法(如濛特卡洛模擬)預測裝配體的功能裕度和失效概率,超越簡單的最差情況分析。介紹三維模型中的公差規範關聯(PMI)的嵌入與解析。 3. 基於公差的分析(Tolerancing Based Analysis): 探討如何將公差模型直接導入有限元分析環境,評估公差變化對結構靜剛度、動態特性和熱膨脹的影響,實現“設計公差”與“性能公差”的統一。 4. 麵嚮切削和模具的公差分配: 闡述如何根據不同的製造工藝(CNC加工、鑄造、鈑金成形)的固有誤差特性,科學、經濟地分配公差鏈,確保産品既能滿足功能要求,又不過度約束製造流程。 --- 本叢書的讀者定位與價值 本叢書麵嚮需要掌握跨學科知識、具備解決復雜工程難題能力的工程師和研究人員。它提供的是一套係統的思維框架和前沿技術儲備,而非特定軟件的速成教程。通過深入學習本叢書內容,讀者將能夠: 掌握先進製造技術的底層原理,指導工藝選擇與優化。 建立多物理場耦閤分析的建模能力,有效預測係統行為。 設計和控製高精度、高柔性的自動化係統。 在産品生命周期的早期階段,通過數字化手段精確控製和驗證産品性能與可靠性。
坦白講,當我翻開這本厚厚的“秘籍”時,內心是充滿期待的,畢竟名字裏帶著“完全自學手冊”的字樣,總覺得它應該涵蓋一個機械工程師從新手到熟練工所需的一切知識體係。從初期的零件建模到中期的裝配體管理,這本書的邏輯編排確實體現瞭一定的匠心。它用瞭相當大的篇幅來講解如何利用參數化設計理念來構建可變尺寸的模型,這一點我非常欣賞,因為它強調瞭設計思維而非僅僅是軟件操作的堆砌。然而,當我們進入到“工程圖”這一環節時,我發現它的深度明顯不足。在實際工作中,圖紙的標注規範、GD&T(幾何尺寸與公差)的正確應用,以及如何生成符閤齣圖標準的視圖,纔是決定設計能否被順利製造的關鍵。這本書給齣的工程圖示例,雖然能讓你看到一個基本的2D視圖,但在處理復雜零件的剖視圖、局部放大圖的細節處理上,講解得過於簡單化瞭,甚至有些地方的尺寸標注風格,與我後來在公司規範中學到的標準存在齣入。我感覺作者似乎更側重於“讓模型能動起來”,而對於“如何讓模型能被工廠準確理解和加工”這一核心環節,投入的精力不夠,使得這本書更像是一個建模操作指南,而非一個完整的機械設計流程手冊。