SolidWorks结合AutoCAD与3DMAX实现机械产品设计
SolidWorks 结合AutoCAD 与3DMAX 实现机械产品设计
阎庆华1 ， 林大钧2
（1．上海新侨职业技术学院，上海 200237；2．华东理工大学，上海 200237）
摘要：根据机械产品设计先三维后二维的实际过程，采用三维功能强大且简单易学的SolidWorks 软件实现三维产品设计，将自动生成的二维图形导入AutoCAD 中进行简单修改后输出二维图；同时，将三维实体图导入3DMAX 中进行渲染与动画制作，在产品真正生产出来之前实现其动作的虚拟仿真，及早发现和解决问题；SolidWorks，AutoCAD 与3DMAX 三者相结合实现高质量的机械产品设计。
关键词：机械设计；三维；二维；动画中图分类号：TP 391 文献标识码：A 文章编号：1003-0158(2004)03-0150-05
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在机械产品设计时， 设计工程师在脑海中首 |
制草图，尺寸可以暂时不标，标注尺寸后草图大 |
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先形成的是三维的形象，而不是二维的工程图， |
小随尺寸自动变化，也可生成三维立体图后，再 |
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但实际生产则以二维图纸为依据， 也就是先三维 |
根据设计要求改变尺寸，图形依然随尺寸变化， |
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后二维。如何简单，准确地使生产出来的产品与 |
非常方便。 |
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设计师的设计思想相符？又如何形象地模拟产 |
采用SolidWorks 软件设计的球阀密封圈三维 |
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品的动作过程？这些可以通过SolidWorks ， |
图如图1 所示。同时可以采用参数化设计，自动 |
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AutoCAD 与3DMAX 软件结合使用来实现。 |
生成结构相似，尺寸不同[2]的球阀密封圈，如图 |
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2 所示。 |
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SolidWorks 软件实现三维设计 |
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三维的SolidWorks[1]软件易学，易用，使设 |
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计工程师将主要精力集中在设计上， 而不是学习 |
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软件上。同时，SolidWorks 还能实现自动绘平面 |
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图，自动标注尺寸，且平面图和三维模型全关联。 |
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下面以球阀零件为例，简单介绍其三维设计。 |
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1.1 球阀密封圈三维设计 |
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打开SolidWorks 软件，选择零件图。首先绘 |
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收稿日期：2003-11-12 作者简介：阎庆华（1969-），女，上海人，讲师，博士研究生，主要研究领域为计算机图形学及应用、液压与气动。
图2 参数化自动生成的系列三维图
1.2 自动生成二维图形
打开新建SolidWorks 文件对话框，选择工程图，同时打开新工程图与零件图，在工程图中选择“命名视图”命令，点击球阀密封圈零件图，此时在工程图上自动生成所选方向的二维图，对该图进行剖视，结果如图3 所示。
图3 SolidWorks 中自动生成的二维图
2 AutoCAD 软件实现符合标准的二维图
2.1 AutoCAD 与SolidWorks 比较
SolidWorks 软件在三维造型上具有较大的优势，但其二维功能则逊于AutoCAD, 尤其是在工程图标注方面。例如：图3 中圆圈所示，按国标要求A 旁的箭头应在剖线上方，SolidWorks 中就无法改变。因此，采用AutoCAD 作为最终的二维图输出。
2.2 SolidWorks 导入AutoCAD
将SolidWorks 中的工程图另存为以.dwg 为后缀的AutoCAD 文件，就完成了导入工作。随后，在AutoCAD 中进行修改后如图4 所示。在此要特别指出，只有SolidWorks 中的工程图与
AutoCAD 有接口，而SolidWorks 中的零件图和装配图是无法导入至AutoCAD 中的。
通过SolidWorks 与AutoCAD 联合，实现了机械产品的三维设计与二维工程图，一致性强且省时、省力。
图4 导入AutoCAD 中修改后的二维图
3 3DMAX 软件实现渲染与三维动画
3.1 SolidWorks 与3DMAX 比较
（1）SolidWorks 是实体造型，与真实的产品一样，且能完成各种复杂曲面造型。而3DMAX 中的造型是以面来代替的，即剖开后中间是空的，不是真正的实体。
（2）SolidWorks 具有各种装配关系，使装配方便，准确。
（3）SolidWorks 虽自带各种插件，其中包括可实现渲染的Photoworks 插件和Animator 动画插件，但其效果不如3DMAX，尤其是制作复杂动画和质子系统时，有时根本无法实现，例如：模拟球阀开、关时水流的运动， SolidWorks 中的
Animator 动画插件就无法完成。
比较两软件，取其长处，采用SolidWorks 进行造型、装配，3DMAX 中进行渲染和动画制作。
3.2 SolidWorks 与3DMAX 的转换
SolidWorks 与3DMAX 之间无法直接转换，可以通过.igs 或.stl 文件作为中间介质将SolidWorks 中的文件导入到3DMAX 中。两种后缀的文件都进行过尝试，.igs 文件较小，但有时会出现个别面无法转换，或者是导入3DMAX 中出现多面和少面现象，特别是一些复杂曲面造型时，如图5 所示。而.stl 文件则效果好，只是文件比.igs 要大。
图5 .igs 文件导入3DMAX 中出现错误
3.2.1 SolidWorks 的导出
以球阀为例加以说明。
（1）首先采用SolidWorks 实现球阀的零件造型，完成装配图，如图6 所示。
法实现零件间的相对运动。
图8 导入STL 文件对话
在该图中选择Quick Weld 选项，它的导入速度比Use Threshold 上一信息：在零件图里面如何旋转零件到一个角度