基于SolidWorks小型數碼產品結構的仿真設計與分析

王一博

[摘要]在數碼產品如耳機、音箱、鼠標等產品設計周期中，模型的三維建模與結構仿真是比較花費時間的，而通過在SolidWorks軟件中對于產品的AutoCAD工程圖進行建模和裝配是不錯的方案，可以先在CAD中對于不同視角的工程圖進行繪制，然后在SolidWorks中進行操作，減少了草圖直接繪制的工作量，提高了產品的三維建模速度，進一步縮短設計周期。

[關鍵詞]三視圖；SolidWorks；三維建模

[DOI]1013939/jcnkizgsc201704104

在工業設計領域，有許許多多的設計軟件可供選擇，AutoCAD、SolidWorks、ProE、SolidEdge等都是廣為熟知的三維建模軟件，而且不同軟件也有不同的側重點。其中，AutoCAD因其優秀的二維平面繪制功能被廣大的用戶所認可，特別是企業用戶。由CAD繪制的二維平面圖已經成為工程圖紙的代名詞；而SolidWorks具有模具加工、三維設計等特點，在工程設計中也是被廣大用戶使用的軟件。因此，本文針對SolidWorks與AutoCAD兩大軟件的各自特點，提出在AutoCAD中處理已有圖紙的各個視圖，隨后再導入到Solidworks中進行三維模型構建，使得三維模型的構建更加準確、便捷和快速。

1數碼產品結構中的SolidWorks應用

在開始學習機械設計時，大部分人員首先接觸到的軟件就是AutoCAD，通過學習AutoCAD達到高效、快速、準確制圖的目的。AutoCAD在平面制圖中使用得十分廣泛，不過三維功能卻是其短板，在對三維模型的操作上功能相比SolidWorks少了許多。SolidWorks可以對三維模型進行許多的編輯操作，如三維旋轉、動態拉伸、放樣掃描等，在三維模型操作中優勢明顯。

因此，本文設想結合AutoCAD與SolidWorks各自的優勢來進行三維建模。首先利用AutoCAD在二維工程圖中的強大繪圖功能，在AutoCAD中為所要設計的三維模型繪制各角度的視圖，然后再將其導入都SolidWorks中去，之后利用SolidWorks的“轉換實體應用”功能，則可大大減少二維草圖繪制工作量，從而提高在三維軟件中的建模速度，同時還可以通過AutoCAD來檢查所繪制三維模型的準確性。

具體的操作步驟如圖1所示：

（1）在AutoCAD軟件中處理數碼產品的二維工程圖。

（2）在Solidworks軟件中進行數碼產品的三視工程圖裝配。

（3）在 Solidworks中完成對數碼產品的三維建模。

（4）通過將各視圖文件與仿真模型匹配進行三維模型檢測。

2仿真模型

本文的三維模型是一組音響如圖1所示。該模型的具體尺寸并不知曉，但其二維平面圖已知。首先將音箱的二維平面工程圖導入到AutoCAD中進行處理，對于各個視圖的坐標原點進行統一的定義，然后將數據格式轉化成SolidWorks的二維圖元格式，然后在SolidWorks中進行視圖的組合，打開菜單中的實體應用轉化功能，可以將音箱模型的曲線向草圖圖元進行轉化，然后在軟件中利用特征命令進行音箱三維模型的創建。

圖1仿真三維模型

3工程圖實例分析

對于音箱的數碼模型工程圖的處理步驟是將CAD中的主視圖、俯視圖、左視圖三個獨立的單視圖進行復制，接下來粘貼到一個新的dwg文件中，并建立世界坐標系。

31主視工程圖處理

打開音箱的工程圖dwg文件，然后在CAD的三視圖場景中只選擇復制主視圖，新建一個AutoCAD的dwg文件，把視圖在俯視圖上進行定位，然后Paste剛才復制的主視圖，將剖面線刪除，建立一個新的世界坐標系，將音箱下底面的中心點設置為坐標系的原點，也可以采用其他位置，只要方便另外兩個視圖坐標系的建立即可，但是要注意對視圖的定向，最后保存成為dxf的文件，如圖2所示是處理的結果。

圖2主視圖處理結果

32俯視工程圖處理

和上一步類似，打開音箱的工程圖dwg文件后在CAD的三視圖場景中只選擇復制俯視圖，新建一個AutoCAD的dwg文件，把視圖定位在主視圖上粘貼復制的俯視圖。然后為了定義坐標系的原點，需要繪制一條線段，再新建一個世界坐標系，同樣將底面的中心點設置為坐標系的原點，然后保存dxf文件同時注意視圖定向。如圖3所示，是俯視圖的處理結果。

圖3俯視工程圖

33左視工程圖處理

打開音箱的三視圖dwg文件后，在CAD的三視圖場景中只選擇復制左視圖，新建一個AutoCAD的dwg文件，把視圖定位在主視圖上粘貼復制的左視圖。然后為了定義坐標系的原點，需要繪制一條線段，再新建一個世界坐標系，同樣將底面的中心點設置為坐標系的原點。與前兩步不同的是要利用AutoCAD的旋轉功能將整個三維視圖在X軸方向上旋轉90度，同時存為dxf文件，如圖4所示是處理結果。

圖4左視圖

34三維建模與模型檢測

在這一步中，對于已經完成的dxf文件在其中選擇對應的基準面，然后進入草圖界面，采用“實體轉換應用”的菜單功能將曲線提取出來轉化為草圖圖元，同時使用軟件的實體特征命令繪制音箱的三維模型，如圖5所示，可以通過檢查工程圖和音箱三維模型的貼合程度來對三維模型的準確程度進行判斷。

圖5三維模型

4結論

在本文中，通過利用Solidworks軟件對于音箱的CAD工程圖進行處理，充分利用CAD的優勢然后在軟件中進行建模處理，利用數據接口和軟件命令完成三維建模和仿真，大大地提高了音箱數碼產品的建模效率，可以適用在工程設計環節中，提高工作效率。

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