基于SolidWorks小型数码产品结构的仿真设计与分析

王一博

[摘要]在数码产品如耳机、音箱、鼠标等产品设计周期中，模型的三维建模与结构仿真是比较花费时间的，而通过在SolidWorks软件中对于产品的AutoCAD工程图进行建模和装配是不错的方案，可以先在CAD中对于不同视角的工程图进行绘制，然后在SolidWorks中进行操作，减少了草图直接绘制的工作量，提高了产品的三维建模速度，进一步缩短设计周期。

[关键词]三视图；SolidWorks；三维建模

[DOI]1013939/jcnkizgsc201704104

在工业设计领域，有许许多多的设计软件可供选择，AutoCAD、SolidWorks、ProE、SolidEdge等都是广为熟知的三维建模软件，而且不同软件也有不同的侧重点。其中，AutoCAD因其优秀的二维平面绘制功能被广大的用户所认可，特别是企业用户。由CAD绘制的二维平面图已经成为工程图纸的代名词；而SolidWorks具有模具加工、三维设计等特点，在工程设计中也是被广大用户使用的软件。因此，本文针对SolidWorks与AutoCAD两大软件的各自特点，提出在AutoCAD中处理已有图纸的各个视图，随后再导入到Solidworks中进行三维模型构建，使得三维模型的构建更加准确、便捷和快速。

1数码产品结构中的SolidWorks应用

在开始学习机械设计时，大部分人员首先接触到的软件就是AutoCAD，通过学习AutoCAD达到高效、快速、准确制图的目的。AutoCAD在平面制图中使用得十分广泛，不过三维功能却是其短板，在对三维模型的操作上功能相比SolidWorks少了许多。SolidWorks可以对三维模型进行许多的编辑操作，如三维旋转、动态拉伸、放样扫描等，在三维模型操作中优势明显。

因此，本文设想结合AutoCAD与SolidWorks各自的优势来进行三维建模。首先利用AutoCAD在二维工程图中的强大绘图功能，在AutoCAD中为所要设计的三维模型绘制各角度的视图，然后再将其导入都SolidWorks中去，之后利用SolidWorks的“转换实体应用”功能，则可大大减少二维草图绘制工作量，从而提高在三维软件中的建模速度，同时还可以通过AutoCAD来检查所绘制三维模型的准确性。

具体的操作步骤如图1所示：

（1）在AutoCAD软件中处理数码产品的二维工程图。

（2）在Solidworks软件中进行数码产品的三视工程图装配。

（3）在 Solidworks中完成对数码产品的三维建模。

（4）通过将各视图文件与仿真模型匹配进行三维模型检测。

2仿真模型

本文的三维模型是一组音响如图1所示。该模型的具体尺寸并不知晓，但其二维平面图已知。首先将音箱的二维平面工程图导入到AutoCAD中进行处理，对于各个视图的坐标原点进行统一的定义，然后将数据格式转化成SolidWorks的二维图元格式，然后在SolidWorks中进行视图的组合，打开菜单中的实体应用转化功能，可以将音箱模型的曲线向草图图元进行转化，然后在软件中利用特征命令进行音箱三维模型的创建。

图1仿真三维模型

3工程图实例分析

对于音箱的数码模型工程图的处理步骤是将CAD中的主视图、俯视图、左视图三个独立的单视图进行复制，接下来粘贴到一个新的dwg文件中，并建立世界坐标系。

31主视工程图处理

打开音箱的工程图dwg文件，然后在CAD的三视图场景中只选择复制主视图，新建一个AutoCAD的dwg文件，把视图在俯视图上进行定位，然后Paste刚才复制的主视图，将剖面线删除，建立一个新的世界坐标系，将音箱下底面的中心点设置为坐标系的原点，也可以采用其他位置，只要方便另外两个视图坐标系的建立即可，但是要注意對视图的定向，最后保存成为dxf的文件，如图2所示是处理的结果。

图2主视图处理结果

32俯视工程图处理

和上一步类似，打开音箱的工程图dwg文件后在CAD的三视图场景中只选择复制俯视图，新建一个AutoCAD的dwg文件，把视图定位在主视图上粘贴复制的俯视图。然后为了定义坐标系的原点，需要绘制一条线段，再新建一个世界坐标系，同样将底面的中心点设置为坐标系的原点，然后保存dxf文件同时注意视图定向。如图3所示，是俯视图的处理结果。

图3俯视工程图

33左视工程图处理

打开音箱的三视图dwg文件后，在CAD的三视图场景中只选择复制左视图，新建一个AutoCAD的dwg文件，把视图定位在主视图上粘贴复制的左视图。然后为了定义坐标系的原点，需要绘制一条线段，再新建一个世界坐标系，同样将底面的中心点设置为坐标系的原点。与前两步不同的是要利用AutoCAD的旋转功能将整个三维视图在X轴方向上旋转90度，同时存为dxf文件，如图4所示是处理结果。

图4左视图

34三维建模与模型检测

在这一步中，对于已经完成的dxf文件在其中选择对应的基准面，然后进入草图界面，采用“实体转换应用”的菜单功能将曲线提取出来转化为草图图元，同时使用软件的实体特征命令绘制音箱的三维模型，如图5所示，可以通过检查工程图和音箱三维模型的贴合程度来对三维模型的准确程度进行判断。

图5三维模型

4结论

在本文中，通过利用Solidworks软件对于音箱的CAD工程图进行处理，充分利用CAD的优势然后在软件中进行建模处理，利用数据接口和软件命令完成三维建模和仿真，大大地提高了音箱数码产品的建模效率，可以适用在工程设计环节中，提高工作效率。

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