SolidWorks生成符合國標工程圖的方法與應用

薛峰，張瑞琳，呂楊，蘇興冶，謝曉樂

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SolidWorks生成符合國標工程圖的方法與應用

薛峰，張瑞琳*，呂楊，蘇興冶，謝曉樂

（沈陽工業大學遼陽分校，遼寧 遼陽 111003）

SolidWorks軟件提供了三維模型生成二維工程圖的功能，且三維模型與二維工程圖之間同步更新，但生成的工程圖許多地方不符合國家標準。為了得到符合國標的工程圖，通過設定工程圖模塊中的各項參數，創建符合國標的工程圖模板，針對標準件和常用件及其他不按真實投影繪制的結構，根據國標規定，對其開展工程圖標準化處理方法和技巧的研究。結合實例，提出了相應的解決方案，確保工程圖標準化的同時，保留工程圖與零件三維模型之間數據的相關性。

SolidWorks；工程圖；國家標準；三維模型

隨著CAD/CAM技術的快速普及和發展，產品的設計和制造全過程信息處理非常重要，產品在設計及制造過程中廣泛依賴三維CAD軟件，在設計過程中，利用三維CAD軟件可以完成零部件的結構設計、力學分析、虛擬裝配、運動仿真等工作[1-2]。

目前，由于三維模型不能方便地表達零件制造時應滿足的加工要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差等信息，因此，在零部件的設計與制造過程中，還依賴二維工程圖，其在指導零件加工制造及檢驗過程中仍發揮著不可替代的作用[3]。

SolidWorks是基于NT/W平臺的三維機械設計CAD軟件，目前在國內外企業中得到廣泛應用，SolidWorks中三維模型具備生成二維工程圖的功能，但由于其是國外的軟件，生成的工程圖很多方面不符合我國的國家標準，因此制約了這一功能的使用。多數企業在完成三建模后，將三維模型生成的工程圖導入AutoCAD中，在CAD里完成圖形的修改、標注使其符合國家標準，或者利用AutoCAD等軟件重新繪制工程圖，這樣做不但延長了產品的研制周期，而且不支持工程圖與三維模型自動同步更新，使得SolidWorks“全相關、單一數據庫”的優勢不能得到有效利用。也有針對SolidWorks智能生成工程圖的二次開發的研究，但往往局限在對某種類型產品的研發[3-4]，成果的推廣有很大的局限性。

1 創建符合國標的工程圖模板

SolidWorks工程圖模板應遵循國家標準關于圖幅、字體、尺寸標注及線型等相關規定。

在SolidWorks中新建工程圖，通過對“繪圖標準”中的“注解”、“尺寸”、“表格”等各項進行設置，完成對工程圖中的字體、線型、線寬、尺寸標注樣式、表格樣式、表面粗糙度、形位公差等的設定，使其符合國家標準。在設置過程中，漢字字體應選擇仿宋體類，如“漢儀長仿宋”或“仿宋”等字體；用于尺寸及技術要求標注的數字推薦選用SWIsop系列字體，字體樣式為傾斜；此外，粗實線設置寬度為0.5 mm，細實線為0.25 mm。

SolidWorks自帶的工程圖在線寬及標題欄文字字體等方面不符合國標，需要修改或重新繪制圖框及標題欄。例如，設置A3圖幅的大小（420 mm×297 mm），通過“編輯圖紙格式”，刪除現有圖紙格式，重新繪制圖框及標題欄，在標題欄中插入文字，完成圖幅和標題欄的建立。完成繪圖環境設定及圖框和標題欄后，將文件保存為工程圖模板，如“工程圖模板A3. drwdot”。

2 工程圖的標準化處理

由于SolidWorks完全按照三維模型真實投影生成工程圖，而我國國家標準對某些標準件和常用件、筋與輪輻等，采用規定畫法或者特征畫法表示，因此在工程圖中需要對這些問題進行標準化處理，獲得符合國標的工程圖。

（1）切邊的處理

三維模型中，零件的鑄造圓角、倒圓角處以及平面與回轉面相切處，在SolidWorks中生成工程圖時，就會在視圖中出現切邊問題，如圖1（a）所示的齒輪油泵泵體的視圖（局部），不符合國標的規定，因此，在生成視圖前，通過將顯示類型設置為移除切邊，設置移除切邊后生成的圖樣，如圖1（b）所示。

圖1 視圖中切邊的處理

（2）筋和輪輻的畫法

筋、輪輻是機件上常見的結構，用于加強機件的強度，國標規定如縱向剖切肋與輪輻，這些結構按照不剖繪制，不畫剖面符號，要用粗實線將肋、輪輻與鄰接部分分開[5]，因此，在三維建模時，凡是涉及“筋”與“輪輻”等部位，均應采用“筋”命令繪制，在剖切時選擇將筋特征排除在剖切之外，才能生成符合國標關于筋的規定畫法的工程圖樣，如圖2所示。

三維建模涉及輪輻結構時，如圖3（a）所示模型，均布的輪輻部分應使用“筋”的命令繪制，剖切后的剖視圖如圖3（b）所示，其中輪輻的畫法不符合國標，會出現“少線”或“多線”的情況，按照國標關于輪輻的規定畫法，“少線”時，手動添加漏畫的線，“多線”時，進行隱藏處理，完成的剖視圖如圖3（c）所示。

圖2 筋的剖切畫法

圖3 輪輻的剖切畫法

（3）標準件和常用件視圖的生成

SolidWorks完全按照三維模型真實投影生成工程圖，螺紋、齒輪、軸承和彈簧等零件是采用規定畫法或者特征畫法來表示，不能直接用SolidWorks生成二維工程圖。

零件上有螺紋結構時，在零件三維建模時，使用“裝飾螺紋線”建模，如圖4（a）所示，在工程圖中才能生成規定畫法表示的螺紋，如圖4（b）所示。

SolidWorks中按照真實投影生成的齒輪的工程圖，如圖5所示，不符合國標規定[6]。要生成正確的齒輪工程圖，需在其三維模型中添加新配置。首先，在新配置下將齒輪的輪齒全部壓縮，如圖6（a）所示；再添加一圓柱環特征，環的內徑為齒根圓直徑，外徑為齒頂圓直徑，添加特征時不合并結果，如圖6（b）所示；視圖完成剖切后，整個剖面都會自動生成剖面線，如圖6（c）所示，需要進一步處理；隱藏剖面線后，重新填充剖面線，并補畫主視圖上的分度線，隱藏左視圖齒根圓的投影，處置后齒輪的工程圖，如圖6（d）所示。

圖4 裝飾螺紋線的應用

圖5 直齒圓柱齒輪的三維模型與投影

圖6 齒輪工程圖的生成

軸承和彈簧都可以通過添加新配置的方法獲得符合國標的工程圖。

（4）中心線的處理

SolidWorks生成的工程圖中，中心線、軸線經常出現漏畫或不符合國標的情況，需要進行補畫或重新繪制等處理。如圖7所示，泵體左視圖中六個螺紋孔的定位中心線等，須刪除后手動重新添加，處置后的圖樣如圖8所示。

（5）剖切位置符號的處理

由于SolidWorks生成的剖視圖中，自動生成的剖切符號為兩條細實線，不符合國標關于剖切符號的規定，須手動加繪兩條粗實線，作為剖切符號覆蓋原來的細實線。

（6）工程圖尺寸標注

利用三維生成二維工程圖，若零件三維模型的尺寸發生改變，則工程圖樣上的尺寸也會發生相應改變，參數化模型驅動視圖更新是其優勢所在。

圖7 泵體三維模型及三視圖

圖8 由三維模型生成的泵體的工程圖

SolidWorks中有自動標注工程圖零件尺寸的功能，但使用此功能標注復雜零件時，經常發生尺寸重復標注、尺寸分布雜亂等情況，不符合國標規定[6]，因此對復雜零部件推薦利用“智能尺寸”功能，其標注方法與三維建模繪制草圖時的標注方法一致。注意，SolidWorks中某些尺寸標注沒有現成符號，如斜度、錐度的標注，需手動繪制這些符號，通過插入注釋的方式添加其尺寸。

3 應用舉例

利用SolidWorks完成齒輪泵泵體的三維建模，如圖7（a）所示，調用工程圖模板文件，如“工程圖模板A3.drwdot”，首先完成泵體主視圖、俯視圖和左視圖的生成，如圖7（b）所示；選擇零件的前后對稱面，在左視圖完成剖切，得到全剖的主視圖，在主視圖的指定位置完成剖切，獲得全剖的俯視圖，利用“投影視圖”，生成右視圖，隱藏重復表達的邊線，得到C向視圖，如圖8所示。

通過“智能尺寸”功能，完成泵體零件圖的尺寸標注，通過“表面粗糙度符號”完成表面粗糙度的標注，通過“形位公差”以及“基準特征”完成形位公差的標注。完成標注后的泵體的工程圖如圖8所示。

4 結論

開展基于SolidWorks生成符合國標工程圖方法的研究，提出SolidWorks中不符合國標規定的工程圖的標準化處理方法，并通過實例說明其可行性。SolidWorks中三維模型可驅動生成的工程圖同步更新，大幅度提高工程圖出圖效率，減少設計失誤，縮短產品研發周期。

[1]趙罘，楊曉晉，等. SolidWorks2016中文版機械設計從入門到精通[M]. 北京：人民郵電出版社，2016.

[2]倪受東. 核電用行星減速箱計算機建模及動態仿真研究[J]. 機械設計與制造，2010（12）：100-102.

[3]陳樂. 基于SolidWorks的工程圖快速生成技術研究——以V2100V型球閥為例[D]. 銀川：寧夏大學，2015.

[4]王欣，李末，許濱，等. 基于SolidWorks的工程圖智能生成技術與研究[J]. 機械設計與研究，2011（5）：60-63.

[5]何銘新，錢可強，徐祖茂. 機械制圖[M]. 北京：高等教育出版社，2013.

[6]周云峰，王宗彥，等. 三維設計軟件的標準件工程圖規范表達研究與應用[J]. 煤礦機械，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－），江蘇常州人，本科，主要研究方向為過程裝備與控制工程。

通訊作者：張瑞琳（1965－），女，內蒙古包頭人，碩士，副教授，主要研究方向為工程圖學、流體機械。