SolidWorks生成符合国标工程图的方法与应用

薛峰，张瑞琳，吕杨，苏兴冶，谢晓乐



SolidWorks生成符合国标工程图的方法与应用

薛峰，张瑞琳*，吕杨，苏兴冶，谢晓乐

（沈阳工业大学辽阳分校，辽宁 辽阳 111003）

SolidWorks软件提供了三维模型生成二维工程图的功能，且三维模型与二维工程图之间同步更新，但生成的工程图许多地方不符合国家标准。为了得到符合国标的工程图，通过设定工程图模块中的各项参数，创建符合国标的工程图模板，针对标准件和常用件及其他不按真实投影绘制的结构，根据国标规定，对其开展工程图标准化处理方法和技巧的研究。结合实例，提出了相应的解决方案，确保工程图标准化的同时，保留工程图与零件三维模型之间数据的相关性。

SolidWorks；工程图；国家标准；三维模型

随着CAD/CAM技术的快速普及和发展，产品的设计和制造全过程信息处理非常重要，产品在设计及制造过程中广泛依赖三维CAD软件，在设计过程中，利用三维CAD软件可以完成零部件的结构设计、力学分析、虚拟装配、运动仿真等工作[1-2]。

目前，由于三维模型不能方便地表达零件制造时应满足的加工要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差等信息，因此，在零部件的设计与制造过程中，还依赖二维工程图，其在指导零件加工制造及检验过程中仍发挥着不可替代的作用[3]。

SolidWorks是基于NT/W平台的三维机械设计CAD软件，目前在国内外企业中得到广泛应用，SolidWorks中三维模型具备生成二维工程图的功能，但由于其是国外的软件，生成的工程图很多方面不符合我国的国家标准，因此制约了这一功能的使用。多数企业在完成三建模后，将三维模型生成的工程图导入AutoCAD中，在CAD里完成图形的修改、标注使其符合国家标准，或者利用AutoCAD等软件重新绘制工程图，这样做不但延长了产品的研制周期，而且不支持工程图与三维模型自动同步更新，使得SolidWorks“全相关、单一数据库”的优势不能得到有效利用。也有针对SolidWorks智能生成工程图的二次开发的研究，但往往局限在对某种类型产品的研发[3-4]，成果的推广有很大的局限性。

1 创建符合国标的工程图模板

SolidWorks工程图模板应遵循国家标准关于图幅、字体、尺寸标注及线型等相关规定。

在SolidWorks中新建工程图，通过对“绘图标准”中的“注解”、“尺寸”、“表格”等各项进行设置，完成对工程图中的字体、线型、线宽、尺寸标注样式、表格样式、表面粗糙度、形位公差等的设定，使其符合国家标准。在设置过程中，汉字字体应选择仿宋体类，如“汉仪长仿宋”或“仿宋”等字体；用于尺寸及技术要求标注的数字推荐选用SWIsop系列字体，字体样式为倾斜；此外，粗实线设置宽度为0.5 mm，细实线为0.25 mm。

SolidWorks自带的工程图在线宽及标题栏文字字体等方面不符合国标，需要修改或重新绘制图框及标题栏。例如，设置A3图幅的大小（420 mm×297 mm），通过“编辑图纸格式”，删除现有图纸格式，重新绘制图框及标题栏，在标题栏中插入文字，完成图幅和标题栏的建立。完成绘图环境设定及图框和标题栏后，将文件保存为工程图模板，如“工程图模板A3. drwdot”。

2 工程图的标准化处理

由于SolidWorks完全按照三维模型真实投影生成工程图，而我国国家标准对某些标准件和常用件、筋与轮辐等，采用规定画法或者特征画法表示，因此在工程图中需要对这些问题进行标准化处理，获得符合国标的工程图。

（1）切边的处理

三维模型中，零件的铸造圆角、倒圆角处以及平面与回转面相切处，在SolidWorks中生成工程图时，就会在视图中出现切边问题，如图1（a）所示的齿轮油泵泵体的视图（局部），不符合国标的规定，因此，在生成视图前，通过将显示类型设置为移除切边，设置移除切边后生成的图样，如图1（b）所示。

图1 视图中切边的处理

（2）筋和轮辐的画法

筋、轮辐是机件上常见的结构，用于加强机件的强度，国标规定如纵向剖切肋与轮辐，这些结构按照不剖绘制，不画剖面符号，要用粗实线将肋、轮辐与邻接部分分开[5]，因此，在三维建模时，凡是涉及“筋”与“轮辐”等部位，均应采用“筋”命令绘制，在剖切时选择将筋特征排除在剖切之外，才能生成符合国标关于筋的规定画法的工程图样，如图2所示。

三维建模涉及轮辐结构时，如图3（a）所示模型，均布的轮辐部分应使用“筋”的命令绘制，剖切后的剖视图如图3（b）所示，其中轮辐的画法不符合国标，会出现“少线”或“多线”的情况，按照国标关于轮辐的规定画法，“少线”时，手动添加漏画的线，“多线”时，进行隐藏处理，完成的剖视图如图3（c）所示。

图2 筋的剖切画法

图3 轮辐的剖切画法

（3）标准件和常用件视图的生成

SolidWorks完全按照三维模型真实投影生成工程图，螺纹、齿轮、轴承和弹簧等零件是采用规定画法或者特征画法来表示，不能直接用SolidWorks生成二维工程图。

零件上有螺纹结构时，在零件三维建模时，使用“装饰螺纹线”建模，如图4（a）所示，在工程图中才能生成规定画法表示的螺纹，如图4（b）所示。

SolidWorks中按照真实投影生成的齿轮的工程图，如图5所示，不符合国标规定[6]。要生成正确的齿轮工程图，需在其三维模型中添加新配置。首先，在新配置下将齿轮的轮齿全部压缩，如图6（a）所示；再添加一圆柱环特征，环的内径为齿根圆直径，外径为齿顶圆直径，添加特征时不合并结果，如图6（b）所示；视图完成剖切后，整个剖面都会自动生成剖面线，如图6（c）所示，需要进一步处理；隐藏剖面线后，重新填充剖面线，并补画主视图上的分度线，隐藏左视图齿根圆的投影，处置后齿轮的工程图，如图6（d）所示。

图4 装饰螺纹线的应用

图5 直齿圆柱齿轮的三维模型与投影

图6 齿轮工程图的生成

轴承和弹簧都可以通过添加新配置的方法获得符合国标的工程图。

（4）中心线的处理

SolidWorks生成的工程图中，中心线、轴线经常出现漏画或不符合国标的情况，需要进行补画或重新绘制等处理。如图7所示，泵体左视图中六个螺纹孔的定位中心线等，须删除后手动重新添加，处置后的图样如图8所示。

（5）剖切位置符号的处理

由于SolidWorks生成的剖视图中，自动生成的剖切符号为两条细实线，不符合国标关于剖切符号的规定，须手动加绘两条粗实线，作为剖切符号覆盖原来的细实线。

（6）工程图尺寸标注

利用三维生成二维工程图，若零件三维模型的尺寸发生改变，则工程图样上的尺寸也会发生相应改变，参数化模型驱动视图更新是其优势所在。

图7 泵体三维模型及三视图

图8 由三维模型生成的泵体的工程图

SolidWorks中有自动标注工程图零件尺寸的功能，但使用此功能标注复杂零件时，经常发生尺寸重复标注、尺寸分布杂乱等情况，不符合国标规定[6]，因此对复杂零部件推荐利用“智能尺寸”功能，其标注方法与三维建模绘制草图时的标注方法一致。注意，SolidWorks中某些尺寸标注没有现成符号，如斜度、锥度的标注，需手动绘制这些符号，通过插入注释的方式添加其尺寸。

3 应用举例

利用SolidWorks完成齿轮泵泵体的三维建模，如图7（a）所示，调用工程图模板文件，如“工程图模板A3.drwdot”，首先完成泵体主视图、俯视图和左视图的生成，如图7（b）所示；选择零件的前后对称面，在左视图完成剖切，得到全剖的主视图，在主视图的指定位置完成剖切，获得全剖的俯视图，利用“投影视图”，生成右视图，隐藏重复表达的边线，得到C向视图，如图8所示。

通过“智能尺寸”功能，完成泵体零件图的尺寸标注，通过“表面粗糙度符号”完成表面粗糙度的标注，通过“形位公差”以及“基准特征”完成形位公差的标注。完成标注后的泵体的工程图如图8所示。

4 结论

开展基于SolidWorks生成符合国标工程图方法的研究，提出SolidWorks中不符合国标规定的工程图的标准化处理方法，并通过实例说明其可行性。SolidWorks中三维模型可驱动生成的工程图同步更新，大幅度提高工程图出图效率，减少设计失误，缩短产品研发周期。

[1]赵罘，杨晓晋，等. SolidWorks2016中文版机械设计从入门到精通[M]. 北京：人民邮电出版社，2016.

[2]倪受东. 核电用行星减速箱计算机建模及动态仿真研究[J]. 机械设计与制造，2010（12）：100-102.

[3]陈乐. 基于SolidWorks的工程图快速生成技术研究——以V2100V型球阀为例[D]. 银川：宁夏大学，2015.

[4]王欣，李末，许滨，等. 基于SolidWorks的工程图智能生成技术与研究[J]. 机械设计与研究，2011（5）：60-63.

[5]何铭新，钱可强，徐祖茂. 机械制图[M]. 北京：高等教育出版社，2013.

[6]周云峰，王宗彦，等. 三维设计软件的标准件工程图规范表达研究与应用[J]. 煤矿机械，2011（11）：230-232.

The Method and Application of SolidWorks to Generate Engineering Drawing in Line with GB

XUE Feng，ZHANG Ruilin，LV Yang，SU Xingye，XIE Xiaole

( Shenyang University of Technology, Liaoyang Campus,Liaoyang 111003, China )

SolidWorks software provides the function that generating a engineering drawing from a 3D model, and the 3D model is synchronized with the two-dimensional drawing, but the engineering drawings do not meet the national standards. In order to obtain the engineering drawings in line with the national standards, by setting the parameters in the drawing module, a drawing template can be created, In view of the standard parts, common parts and other structures which are not drawn according to the real projection, According to the provisions of the national standard painting, carry out the standardization of engineering drawings and techniques of research, combined with examples, proposed a corresponding solution to ensure that the standardization of engineering at the same time, to retain the engineering drawings and parts of the three-dimensional model between the data.

SolidWorks；engineering drawings；national standards；three-dimensional model

TB237

B

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.02.008

1006－0316 (2018) 02－0031－05

2017－09－01

薛峰（1995－），江苏常州人，本科，主要研究方向为过程装备与控制工程。

通讯作者：张瑞琳（1965－），女，内蒙古包头人，硕士，副教授，主要研究方向为工程图学、流体机械。