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传统的机械绘图,是想象出零部件的立体形状,然后对立体模型从各个方向上投影,生成各投影面上的二维视图,加以标注尺寸等注释,生成基本的二维的图纸。如下图。$ B4 j6 v, ?* D2 o) _; l+ L
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二维的图纸7 C2 Y2 f" j" o
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但是二维图纸的缺点也是明显的,就是略复杂点的就显得不直观,需要人为的正确想象。如果有三维的数模展现,并且能旋转、缩放,就更加直观易懂了。
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) O8 r2 [, G9 w; \1 i; O# Z" h 现在有了三维CAD软件SolidWorks的辅助,实现2D—3D转换,生成一般的三维数模是比较简单的事。对于从AutoCAD到三维软件过渡的设计者来说,SolidWorks的这个功能容易上手,可以帮助你轻松完成从AutoCAD到三维CAD软件的跨越。
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* L9 N- F' N" Y, A○ SolidWorks简介
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/ @3 B+ ]6 o) \ SolidWorks是功能强大、易学易用和高效创新的三维CAD系统,可进行机械设计、零件设计、模具设计、装配体和工程图设计、消费品设计等。 SolidWorks公司成立于1993年,1995年推出了第一版SolidWorks95。1997年SolidWorks公司被达索收购(也就是CATIA母公司)。SolidWorks公司致力于将大家认为复杂、高级的3D CAD应用简易化、平民化,使绝大部分工程师都能快捷上手。SW公司100%投入于3D CAD的研究、根据客户需求提供强有力的技术创新、为工程师整合全面的辅助系统(CAE 等)。公司目标是成为机械设计领域中的三维标准。
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& e+ G9 l! @7 J0 A# I5 R 从2D-3D的跨越可谓是传统机械绘图的逆向过程(类似图1,但是由投影视图生成立体模型)。输入的2D草图可以是AutoCAD的DWG格式图纸,也可是SolidWorks工程图,或者是SolidWorks的草图。3 |; l/ C. b$ ]
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本文讨论如何从AutoCAD的图纸输入到SolidWorks中实现2D—3D的转换。/ ^ K( i0 ^! V) ^3 M4 R
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原理:很多三维CAD/CAM软件的立体模型的建立,是直接或间接的以草绘(或者称草图)为基础的,这点尤以PRO/E为甚。而三维软件的草绘(草图),与AutoCAD等的二维绘图大同小异(不过不同的就是前者有了参数化的技术)。 在SolidWorks中,就是将AutoCAD的图纸输入,转化为SolidWorks的草图,从而建立三维数模。
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& h, T, v( n9 z4 ]9 L/ w* \: G 基本转换流程:
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1.在SolidWorks中,打开AutoCAD格式的文件准备输入。 2.将*DWG,DXF文件输入成SolidWorks的草图。 3.将草图中的各个视图转为前视、上视等。草图会折叠到合适的视角。 4.对齐草图。 5.拉伸基体特征。 6.切除或拉伸其它特征。/ k( k: c- c4 B! H" n: x4 J- |
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在这个转换过程中,主要用2D到3D工具栏,便于将2D图转换到3D 数模。* @! R0 l) w$ Z$ d9 u% i
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下面以AutoCAD2004和SolidWorks2005为例,看一下如何从AutoCAD的图纸输入到SolidWorks中:+ Q& R7 N; }3 t ?. F- V3 I
# _9 \( j3 [1 C @4 H 一、2D图纸准备工作! S' D4 j3 V+ }
! k& Y% ^# J( U4 G 因为此转换主要是用的绘图轮廓线,其余的显得冗余,所以在AutoCAD中,需要将二维图形按照1:1的比例,绘制在一个独立的层中,比如“0层”。8 L! t! r/ l6 J. {
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注意:输入SolidWorks的CAD二维图形一定要注意比例,在单位统一的前提下(比如都是毫米),SolidWorks是严格按照输入的CAD图形转换为草绘并生成数模的。
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9 i( t( _: [! n# \/ E+ Z 如果是已经绘制好的图纸,调整各个视图,并将其它图素如中心线,标注线,剖面线等等分别设置在各自独立的图层中。& J5 \8 n, Z& K: Q o) P. C
S! f4 x6 E% q/ n 二、将AutoCAD的图形转换并导入SolidWorks ! I7 S% |5 t/ q' T& y
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" G( t- c( E8 y; X" A% ` 打开SolidWorks,选择“打开”,从下拉列表中选择“DWG”文件,“DXF/DWG”输入对话框出现。如图。
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DXF/DWG
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选择第三项,“以草图输入到新零件”即导入AutoCAD格式的文件。选择“下一步”图3。
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: r) v. ^9 b; {7 f; k6 M以草图输入到新零件
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出现“工程图图层映射”对话框,如图。
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- F- ^% |0 M/ Z; ^4 W6 N工程图图层映射 2 E! @. Y( N/ U+ p; `
3 {4 ?, P4 T8 v2 X$ y 在“显示图层下面”,选择“所有所选图层”,在下面的图层选择中,选中“0层”前面的选择框,因为基本轮廓图形都是在“0层”中绘制,故只将此层中的图形输入到SolidWorks中。
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6 k; f2 b, v' l: f& D0 I 预览:在输入前,利用“预览”下的图形浏览工具,可以象AutoCAD一样进行图形的放缩,局部放大,平移等视图操作。 “白色背景”:将背景颜色设置为白色。 选择“输入此图纸为”:模型 选择下一步,出现文件设定对话框。如图3 L& Q6 a, z6 U9 ]/ r: g" C
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文件设定对话框 * q7 n5 D u9 X" o1 |
5 k9 ~' ]7 Z8 B) E% c* A/ a( W 输入数据的单位:按照习惯,一般选择“毫米”。 选择“添加约束”和“合并点”,选择输入此图纸为“2D草图”,这样可以把AutoCAD的图形转换为3D软件中的草绘,便于后续三维模型的生成。单击“完成”,成功将AutoCAD的图形转换并导入。如图。0 T, Y t7 [5 N5 F5 ^
4 i3 W6 G$ F* Q4 @- N 注意:由于在生成三维模型的特征时,各草绘的轮廓一般是封闭的(曲面除外),所以在进行下一步之前,最好检查一下,看草绘图线有无不封闭的情况,有无多余的线或点,各图线是否真正相交形成封闭图形。3 a9 Z, s: c9 d1 Z3 N
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看草绘图线有无不封闭的情况6 @3 G- @" E+ I0 r
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三、将草图定义出前视,上视,左视等视图 输入的草图是三维数模在各个方向上的投影,就是从不同方向上看去的视图,所以需要分别将其定义为前视,上视,左视等视图。 注意:在定义任何其它视图之前,必须先定义前视图。您可进行框选择、链选择,或按住 Ctrl 来单独选择。 具体操作: 选择下图所示的视图,单击“2D-3D”工具栏上的“前视”,将其定义为前视图。 ; Z' e( v7 A4 g$ j! b
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同样操作方法,将其它几个视图分别定义为上视,左视等视图。 四、定义辅助视图
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& ^" L& Z9 E7 t; ~4 v( { 按下图所示定义辅助视图,注意必须在另一视图中选择一直线来指定辅助视图的角度。
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指定辅助视图的角度
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/ K1 ?* d/ v% q# c 生成的各个视图如下图所示,是不是有了立体的感觉?" j$ |6 e: z% n# t0 ?
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立体* [8 c% Z. `' m. d6 A0 \! l
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五、对齐草图 接下来要对齐草图。因为按照机械制图的原则,各个视图中的一些轮廓和边线是对齐的。选择一视图中的边线与在第二个视图中选择的边线对齐。选择的顺序很重要。 5 r, l. I8 H3 M$ [ I+ V
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+ f ?% s& L; p8 k( s0 j 这个操作需要用到工具栏上的“对齐草图”命令。
) r, K! m/ g% \& _; c- d, z) D1 _$ Z6 d/ H5 D+ s3 U
对齐草图操作: 在将要与另一草图对齐的草图中选择一直线或点。 按住 Ctrl 并在第一草图将要与之对齐的第二草图中选择一直线或点。 单击 2D 到 3D 工具栏上的“对齐草图” ,或单击“工具”->“草图绘制工具”->“对齐”->“草图”4 h8 d. h# \+ t( o
" T; z# g, u, X7 f3 o+ z 六、生成3D模型 最后进行重要的一步——生成3D模型,最常用的就是“拉伸/切除”命令。 注意:从所选草图实体拉伸特征,不必选择完整的草图,可以从整个草图中选择部分图形。可一次选一个或多个,但是各草图图形应该都是封闭的,才能生成实体特征(如拉伸,切除等)。1 O% c: p7 W0 D2 m2 i
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拉伸特征
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3 N3 P6 n' Z4 E3 e9 B: ` 在设计树中选择“草图1”,即输入的前视图,右键选择“编辑草图”,选择要拉伸的轮廓,如图10。
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选择要拉伸的轮廓! u/ ]9 ^7 f$ Q0 h8 K8 j' \7 \
! [1 ^# z6 f" f( z6 F 单击“2D-3D”工具栏上的“拉伸”,基体-拉伸 PropertyManager 出现。 s; d. h4 b; i% w3 l1 v1 k
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在“基体-拉伸” PropertyManager 中设置相关参数,编辑属性。
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$ j7 v5 k" p6 G6 m1 r 方向一:默认的拉伸方向,如图中箭头所示。
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( a) {: Q& n7 W3 `! x# ^默认的拉伸方向
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9 g; t8 [$ N5 E* {+ p/ X& R1 T) U ~0 v 可以输入拉伸的深度,或者指定要拉伸到的点或直线。根据投影原理,另一视图(上视图)的一投影边线就是拉伸的深度,我们选择上视图中的一终止点作为拉伸终点。 W" B: h& P! J" k2 t+ _
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注意:对于 2D 到 3D 转换,可通过选择一草图实体来指定给定深度拉伸的深度。
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5 G+ t7 P$ Z' k& ` 最后按右键,一个拉伸的三维模型生成了。, |( h" c1 I, b
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添加一个切除特征; R0 V1 b, n2 F0 `7 d2 m5 q
2 c6 v h# y; h 我们可以从辅助视图上的一个图形轮廓,在已经生成的拉伸实体中进行切除。
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; h1 a) ]& v7 C! A, }" B 在辅助视图上选择小矩形,单击2D-3D工具栏上的“切除”,在对话框中指定切除的深度,完成切除。如图
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完成切除
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这样,2D-3D的转换就大功告成了!
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& E% Y$ j% ?- l7 z$ n. T 总结 这种方法还有一个好处,就是形状复杂,其尺寸定位不规则的图形,也许在三维软件里绘制草图比较麻烦,在制作三维数模的时候,不用重复进行草绘,就可轻松生成。 上面举的只是一个最基本的例子,其实更复杂一些的图形也可以实现。 ! m1 a9 `, E3 c
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SolidWorks的2D-3D的功能实现了从平面二维绘图到3D数模的跨越,是设计者从AutoCAD过渡到三维CAD软件的成功阶梯。对于一些常见的二维图纸,可以轻松实现到三维数模的转换,从而为以后的三维装配、干涉检查等奠定了基础。 |
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