1.2 SolidWorks设计意图体现
SolidWorks软件是用户进行产品设计的工具，用户通过该软件在计算机上对产品进行设计构思，模拟零件制造、加工及装配的过程。但是如何体现设计者在制造加工过程中的若干问题，如何正确运用基本操作命令体现设计意图、处理问题，是设计中非常重要的问题。本节通过对典型事例的归纳，总结出设计过程中如何体现设计者设计思想和意图的方法。通过这些方法，使设计者更好地将设计思想融入三维设计的过程中，更好地运用三维软件解决实际问题。
1.2.1 零件建模与加工工艺分析
在三维软件中对零件进行三维建模，实质上是对零件加工的过程进行模拟。对零件加工的工艺过程进行描述，是在三维软件的环境下进行的虚拟加工。
零件建模的常用方法有：旋转法、层叠法、加工法。下面以过轮轴为例，分别用这三种方法进行建模，对比分析它们的优劣。
1. 旋转法
在一幅草图上画出零件的多个复杂外形轮廓，通过旋转命令“一步到位”地生成零件。此方法经常用于回转零件的建模，如图1-8所示为过轮轴旋转法建模。
图1-8
技术要点：
从上文可知，该方法只用了一个草图和一个旋转命令，建模步骤非常简单。但是如果要对零件进行编辑修改往往比较麻烦，常会出现“牵一发而动全身”的关联错误。
2. 层叠法
单独建立零件的每个特征，用堆积的方式将各个特征层层堆叠起来，如图1-9所示为过轮轴层叠法的建模过程。
图1-9
技术要点：
通过该实例不难发现该建模方法局部性强，缺乏总体布局，没有毛坯选择，没有总体的特征规划。但此方法适用于大型的焊接件，其建模思路与焊接方法正好吻合。
3. 加工法
顾名思义，加工法就是模拟零件产品在实际加工过程中的基本特征，即实际加工的毛坯，然后一道道工序地逐渐加工，最终生成成品零件。
过轮轴加工法建模见表1-1。
表1-1 过轮轴加工法建模
在该加工过程中，装夹一次完成多道工序，从而节省装夹时间，提高生产效率。
技术要点：
加工法最符合零件实际生产过程，其建模过程符合零件实际加工步骤，也体现了一个专业设计者的设计过程。
通过上述方法的对比我们不难发现，加工法最符合实际的生产过程，它的建模顺序符合实际加工步骤，也符合一个专业设计者的设计过程。因此，在建模之前，我们有必要对产品零件进行特征规划，这样不仅使设计者对后续的建模有一个总体把控，而且最后的编辑修改也很方便。
零件的三维建模过程，实质上是对零件的加工过程进行模拟。脱离加工的建模就成了“空中楼阁”，所以建模命令与加工方法的关联、对应，就是建模命令对加工方法的抽象描述，零件建模是建立在它的加工基础上的，而建立的模型如果无法加工，那它也失去了实际的生产意义。
零件的加工，首先是从毛坯的选择开始的；而在建模过程中，基本特征的生成，即毛坯的生成往往被忽视。因此在造型时根据产品的主要结构建立特征草图，通过拉伸、旋转等建立一个合理的“毛坯”是零件建模的第一步。
毛坯建模完成后需进行后续特征规划。特征规划的过程中，应该考虑以下问题。
· 基本特征反映零件的整体面貌（例如选择圆柱棒料作为毛坯，表明该零件的整体外形为圆形）。
· 每个特征应尽量简单，这便于特征的修改和管理。
· 应明确特征之间的关系以及特征的实现方法。
1.2.2 在建模过程中体现设计意图
使用SolidWorks建立模型的方法多种多样，关键的问题是要正确地表达零件的加工信息，全面地将设计者的思想融入设计建模中。
在SolidWorks零件建模中体现设计者的设计意图有3种方法。
· 绘图平面的选择。
· 添加几何关系。
· 尺寸标注。
1. 绘图平面的选择
绘图平面的选择能体现设计者的设计思想与意图。建立模型后，需要确定一些重要的尺寸，这些尺寸对零件的安装定位等起着决定性作用，而对其余尺寸的要求并不高。选择绘图平面不仅有利于将重要尺寸体现出来，而且还能为后续零件模型的编辑修改提供方便。
如图1-10所示，选择基体的柱体表面作为其上圆柱的草图绘图平面。在加工制造时，需要符合圆台上顶面与柱体上顶面尺寸的要求。在对尺寸进行修改时，修改下面柱体高度，圆柱体高度保持不变，零件的总高度发生变化。
图1-10
如图1-11所示，选择前视基准面，即基体柱体底面作为其上圆柱的草图绘图平面。表现出上面圆柱体上顶面相对于基体柱体下底面高度180这个尺寸为重要尺寸，即总高度保持不变。在对尺寸进行编辑修改时，修改下面圆柱体的高度，不会影响整个零件的总高度。
图1-11
通过图1-10和图1-11的比较不难发现，选择不同绘图平面体现不同设计意图。因此，在设计过程中，应当根据实际要求选择合适的平面作为草图的绘图平面。
技术要点：
基准面的选择可以从两个方面体现设计者的意图：一是利于保证重要尺寸，便于后续修改；二是基准面往往代表了设计基准，它与工艺基准、装配基准协调配合体现设计、加工、装配的一致性，利于生产的顺利进行。
2. 添加几何关系
通常在草图中确定一些几何关系或辅助的几何元素可以减少尺寸的重复标注，而且还有利于体现设计者的设计思想与意图。
如图1-12所示，零件几何关系的添加：添加圆心与水平中心线为“重合”的关系；草图绘制中的“镜像实体”，勾选“复制”选项，选择竖直中心线为“镜像点”。镜像后，两个实体就自动地添加上相等共线的几何关系。
图1-12
技术要点：
添加几何关系有利于简化零件的尺寸标注，将零件的特征、草绘图元通过几何关系关联，将设计者的思想通过图元几何关系表达出来。如添加草图中多个孔径“相等”的关系后，修改一个圆的直径便可使与它具有“相等”关系的孔径发生相应变化。
3. 尺寸标注
与实体关联时，不同的标注方法体现不同的设计意图。
如图1-13所示，对于孔而言，在水平方向上，不同的标注方法体现不同的设计意图。两圆孔的圆心均在水平中心线上，表明两孔均上下对称。
· 图（a）：选择左、右两端分别对两孔各自进行定位，左、右两端面为通孔的设计和安装基准。
· 图（b）：两孔圆心在中心线上，两孔互为基准。对两孔间的距离要求高，两孔的水平距离60mm为重要尺寸。
· 图（c）：左端面为设计基准，左孔相对于设计基准10mm，右孔相对于左边孔60mm。
· 图（d）：左端面为设计基准，右孔相对于设计基准70mm，左孔相对于右孔10mm。
图1-13
技术要点：
尺寸标注是通过图元之间的尺寸位置关系限定其位置和尺寸的。合理的尺寸标注往往能使设计者通过图形和尺寸表达自己的设计目的。
1.2.3 装配体约束关系、要求体现设计
在SolidWorks中进行装配体的设计，实际上是根据装配实体的形状特点创建实体模型，并把这些模型按照装配关系进行装配，得到装配体的三维实体模型。装配体的设计过程就是一个模拟实际零件与零件、零件与部件装配的过程。
设计者通过采用合理的装配配合关系，能够体现设计意图、表达设计目的。通常能够采用不同的配合命令达到装配的效果，但是往往却体现出设计者不同的设计意图。
通常在进行配合的时候，选择两个接触平面的配合关系为“重合”，而在实际装配过程中，往往需要对其进行调整，例如，在该两配合面之间加垫片、密封环、垫圈，在两接触面之间加入润滑油形成一层油膜等。下面以减速器装配体中轴承端盖与箱体的配合为例进行讲述。
轴承端盖用于轴承外圈紧固、防尘和密封。通常在轴承端盖与箱体之间添加调整垫片，从而调整轴承端盖与轴承外圈的距离，达到装配要求。可见，轴承端盖与箱体之间并不是简单的重合。如图1-14所示，选择“平行”和“距离”的配合来达到轴承端盖与箱体之间的装配要求。
图1-14