基于Solid works对称零件建模方法的总结

朱小明

（华南理工大学 广州学院，广东 广州 510800）

在三维CAD软件建模中，对称是机械零件的常见形态，需要仔细设定。在CAD建模中，含有参考元素、草图、特征等元素或层次，所以对称形态的设定，存在不同的设定环境、不同的设定方法。

1 Solid works的特点和优势

Solid works是世界上第一款基于Windows平台开发的三维CAD系统，目前在用户数量、客户满意度和操作效率等方面，均是世界上领先的3D设计软件。

Solid works软件以其优异的性能、易用性和创新性，极大地提高了机械设计工程师的设计效率和品质，目前已成为主流3DCAD软件市场的标准。总结其对称设定方法，有利于提高相关对称零件的建模效率。

2 对称的设定环境与方法分析

2.1 参考元素的设定环境

一般而言，对称尽量围绕模型空间最初的3个基准面和坐标原点进行设定。草图定位原点、草图平面的选择和特征元素的平面选择，都应尽量遵循这个原则。其中，对称零件建模布局中的第一个草图或特征的设定尤为重要，遵循这个原则，可提高建模效率。

2.2 草图环境中的设定方法

在草图环境中，存在点、直线、圆、矩形等几何元素，几何元素之间可存在着必要的约束关系。草图中的约束，可分为尺寸约束和几何关系约束，所以对称关系，可在这两类约束中灵活设定。

在几何约束中，可利用原点设定中点或者对称约束。例如坐标原点可为直线的中点；两圆关于通过原点竖直中心线添加对称关系等。

在尺寸约束中，则运用方程式设定单侧尺寸为两侧尺寸的一半。例如设定两圆圆心水平，两圆之间有一条竖直中心线。那么当两圆的距离为2X，其中一个圆与中心线的距离为X时，无论尺寸X如何变化，两圆关于中心线对称的形态都会存在。

2.3 特征环境中的设定方法

对称关系在特征层次中，主要是通过运用一些特征命令，建立模型而自动产生。例如拉伸特征中的两侧对称拉伸、旋转、镜像等，要根据不同的零件状态，灵活选择不同的特征命令。

3 对称零件的Solid works建模

下面以一个相关的对称零件建模，来介绍Solid works中对称零件建模方法的具体运用。零件形状及尺寸如图1（a）所示。由于建模命令的运用和组合是多样的，所以要完成这个零件的建模方法不是单一的。这里只介绍其中的一种方法。

具体建模步骤如下：

（1）在上视面上建立一矩形的草图，并运用两侧对称拉伸完成特征。其中草图中的矩形为中心点矩形，中心点定位于坐标原点上。完成后的拉伸特征关于模型空间最初的3个基准面（上视面、前视面、右视面）对称。

（2）在上视面上建立草图，草图为中心矩形，中心点定位于坐标原点，并运用两侧对称拉伸完成特征。此特征同样关于模型空间最初的三个基准面对称，如图2所示。

图2 拉伸特征

（3）在凸台面上建立如图3所示的草图，运用拉伸切除完成特征。其中草图上一矩形的两边关于通过原点竖直中心线对称，完成一个矩形后，再用镜像操作完成另一矩形。

图3 对称的矩形草图

（4）在凸台面上建立草图，完成一边的拉伸切除，再利用镜像命令完成另一半的切除效果，如图4所示。其中，草图在尺寸约束中运用方程式设定单侧尺寸为两侧尺寸的一半。

图4 尺寸约束的对称

（5）完成凸台的圆角部分。

在建模中，设定好对称关系后，即使更改尺寸，模型的对称形态仍然保持不变，如图1（b）所示为更改部分尺寸后，模型发生变化的情况。

在这个实例中，既运用了草图层次的对称设定方法，也使用了模型层次对称设定方法。

4 结束语

目前，中国经济渐渐转向创新驱动型经济，对机械设计的效率和品质要求越来越高。Solid works软件作为一款非常优秀的3D设计软件，在中国市场应用得相当广泛。及时总结软件中相关的建模方法和技巧，必将有利于我们提高建模效率。

[1]叶修梓，陈超祥.Solid works基础教程：零件与装配体[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]北京菁华锐航.三维CAD习题集[Z].北京：北京菁华锐航，2008.