王一博

[摘要]在數(shù)碼產(chǎn)品如耳機(jī)、音箱、鼠標(biāo)等產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期中，模型的三維建模與結(jié)構(gòu)仿真是比較花費(fèi)時(shí)間的，而通過(guò)在SolidWorks軟件中對(duì)于產(chǎn)品的AutoCAD工程圖進(jìn)行建模和裝配是不錯(cuò)的方案，可以先在CAD中對(duì)于不同視角的工程圖進(jìn)行繪制，然后在SolidWorks中進(jìn)行操作，減少了草圖直接繪制的工作量，提高了產(chǎn)品的三維建模速度，進(jìn)一步縮短設(shè)計(jì)周期。

[關(guān)鍵詞]三視圖；SolidWorks；三維建模

[DOI]1013939/jcnkizgsc201704104

在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，有許許多多的設(shè)計(jì)軟件可供選擇，AutoCAD、SolidWorks、ProE、SolidEdge等都是廣為熟知的三維建模軟件，而且不同軟件也有不同的側(cè)重點(diǎn)。其中，AutoCAD因其優(yōu)秀的二維平面繪制功能被廣大的用戶所認(rèn)可，特別是企業(yè)用戶。由CAD繪制的二維平面圖已經(jīng)成為工程圖紙的代名詞；而SolidWorks具有模具加工、三維設(shè)計(jì)等特點(diǎn)，在工程設(shè)計(jì)中也是被廣大用戶使用的軟件。因此，本文針對(duì)SolidWorks與AutoCAD兩大軟件的各自特點(diǎn)，提出在AutoCAD中處理已有圖紙的各個(gè)視圖，隨后再導(dǎo)入到Solidworks中進(jìn)行三維模型構(gòu)建，使得三維模型的構(gòu)建更加準(zhǔn)確、便捷和快速。

1數(shù)碼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的SolidWorks應(yīng)用

在開(kāi)始學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，大部分人員首先接觸到的軟件就是AutoCAD，通過(guò)學(xué)習(xí)AutoCAD達(dá)到高效、快速、準(zhǔn)確制圖的目的。AutoCAD在平面制圖中使用得十分廣泛，不過(guò)三維功能卻是其短板，在對(duì)三維模型的操作上功能相比SolidWorks少了許多。SolidWorks可以對(duì)三維模型進(jìn)行許多的編輯操作，如三維旋轉(zhuǎn)、動(dòng)態(tài)拉伸、放樣掃描等，在三維模型操作中優(yōu)勢(shì)明顯。

因此，本文設(shè)想結(jié)合AutoCAD與SolidWorks各自的優(yōu)勢(shì)來(lái)進(jìn)行三維建模。首先利用AutoCAD在二維工程圖中的強(qiáng)大繪圖功能，在AutoCAD中為所要設(shè)計(jì)的三維模型繪制各角度的視圖，然后再將其導(dǎo)入都SolidWorks中去，之后利用SolidWorks的“轉(zhuǎn)換實(shí)體應(yīng)用”功能，則可大大減少二維草圖繪制工作量，從而提高在三維軟件中的建模速度，同時(shí)還可以通過(guò)AutoCAD來(lái)檢查所繪制三維模型的準(zhǔn)確性。

具體的操作步驟如圖1所示：

（1）在AutoCAD軟件中處理數(shù)碼產(chǎn)品的二維工程圖。

（2）在Solidworks軟件中進(jìn)行數(shù)碼產(chǎn)品的三視工程圖裝配。

（3）在 Solidworks中完成對(duì)數(shù)碼產(chǎn)品的三維建模。

（4）通過(guò)將各視圖文件與仿真模型匹配進(jìn)行三維模型檢測(cè)。

2仿真模型

本文的三維模型是一組音響如圖1所示。該模型的具體尺寸并不知曉，但其二維平面圖已知。首先將音箱的二維平面工程圖導(dǎo)入到AutoCAD中進(jìn)行處理，對(duì)于各個(gè)視圖的坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一的定義，然后將數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化成SolidWorks的二維圖元格式，然后在SolidWorks中進(jìn)行視圖的組合，打開(kāi)菜單中的實(shí)體應(yīng)用轉(zhuǎn)化功能，可以將音箱模型的曲線向草圖圖元進(jìn)行轉(zhuǎn)化，然后在軟件中利用特征命令進(jìn)行音箱三維模型的創(chuàng)建。

圖1仿真三維模型

3工程圖實(shí)例分析

對(duì)于音箱的數(shù)碼模型工程圖的處理步驟是將CAD中的主視圖、俯視圖、左視圖三個(gè)獨(dú)立的單視圖進(jìn)行復(fù)制，接下來(lái)粘貼到一個(gè)新的dwg文件中，并建立世界坐標(biāo)系。

31主視工程圖處理

打開(kāi)音箱的工程圖dwg文件，然后在CAD的三視圖場(chǎng)景中只選擇復(fù)制主視圖，新建一個(gè)AutoCAD的dwg文件，把視圖在俯視圖上進(jìn)行定位，然后Paste剛才復(fù)制的主視圖，將剖面線刪除，建立一個(gè)新的世界坐標(biāo)系，將音箱下底面的中心點(diǎn)設(shè)置為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，也可以采用其他位置，只要方便另外兩個(gè)視圖坐標(biāo)系的建立即可，但是要注意對(duì)視圖的定向，最后保存成為dxf的文件，如圖2所示是處理的結(jié)果。

圖2主視圖處理結(jié)果

32俯視工程圖處理

和上一步類似，打開(kāi)音箱的工程圖dwg文件后在CAD的三視圖場(chǎng)景中只選擇復(fù)制俯視圖，新建一個(gè)AutoCAD的dwg文件，把視圖定位在主視圖上粘貼復(fù)制的俯視圖。然后為了定義坐標(biāo)系的原點(diǎn)，需要繪制一條線段，再新建一個(gè)世界坐標(biāo)系，同樣將底面的中心點(diǎn)設(shè)置為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，然后保存dxf文件同時(shí)注意視圖定向。如圖3所示，是俯視圖的處理結(jié)果。

圖3俯視工程圖

33左視工程圖處理

打開(kāi)音箱的三視圖dwg文件后，在CAD的三視圖場(chǎng)景中只選擇復(fù)制左視圖，新建一個(gè)AutoCAD的dwg文件，把視圖定位在主視圖上粘貼復(fù)制的左視圖。然后為了定義坐標(biāo)系的原點(diǎn)，需要繪制一條線段，再新建一個(gè)世界坐標(biāo)系，同樣將底面的中心點(diǎn)設(shè)置為坐標(biāo)系的原點(diǎn)。與前兩步不同的是要利用AutoCAD的旋轉(zhuǎn)功能將整個(gè)三維視圖在X軸方向上旋轉(zhuǎn)90度，同時(shí)存為dxf文件，如圖4所示是處理結(jié)果。

圖4左視圖

34三維建模與模型檢測(cè)

在這一步中，對(duì)于已經(jīng)完成的dxf文件在其中選擇對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)面，然后進(jìn)入草圖界面，采用“實(shí)體轉(zhuǎn)換應(yīng)用”的菜單功能將曲線提取出來(lái)轉(zhuǎn)化為草圖圖元，同時(shí)使用軟件的實(shí)體特征命令繪制音箱的三維模型，如圖5所示，可以通過(guò)檢查工程圖和音箱三維模型的貼合程度來(lái)對(duì)三維模型的準(zhǔn)確程度進(jìn)行判斷。

圖5三維模型

4結(jié)論

在本文中，通過(guò)利用Solidworks軟件對(duì)于音箱的CAD工程圖進(jìn)行處理，充分利用CAD的優(yōu)勢(shì)然后在軟件中進(jìn)行建模處理，利用數(shù)據(jù)接口和軟件命令完成三維建模和仿真，大大地提高了音箱數(shù)碼產(chǎn)品的建模效率，可以適用在工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，提高工作效率。

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