第3章 零件设计
3.1 SolidWorks零件设计的一般方法
用SolidWorks系统创建零件模型的方法十分灵活，主要有以下几种。
1. “积木”式的方法
这是大部分机械零件的实体三维模型的创建方法。这种方法是先创建一个反映零件主要形状的基础特征，然后在这个基础特征上创建其他的一些特征，如拉伸、旋转、倒角和圆角特征等。
2. 由曲面生成零件的实体三维模型的方法
这种方法是先创建零件的曲面特征，然后把曲面转换成实体模型。
3. 从装配体中生成零件的实体三维模型的方法
这种方法是先创建装配体，然后在装配体中创建零件。
本章将主要介绍用第一种方法创建零件模型的一般过程，其他的方法将在后面章节中陆续介绍。
下面以一个简单实体三维模型为例，说明用SolidWorks 2019创建零件三维模型的一般过程，同时介绍拉伸特征的基本概念及其创建方法。三维模型如图3.1.1所示。
图3.1.1 实体三维模型
3.1.1 零件文件的新建步骤
操作步骤如下：
选择下拉菜单
命令（或在“标准（S）”工具栏中单击
按钮），此时系统弹出“新建SolidWorks文件”对话框。
选择文件类型。在对话框中选择文件类型为“零件”，然后单击
按钮。
说明
每次新建一个文件，SolidWorks系统都会显示一个默认名。如果创建的是装配体文件，默认名的格式是“装配体”后加序号（如装配体1），以后再新建一个装配体文件，文件名序号自动累加1。
3.1.2 创建一个拉伸特征作为零件的基础特征
基础特征是一个零件的主要结构特征，创建什么样的特征作为零件的基础特征比较重要，一般由设计者根据产品的设计意图和零件的特点灵活掌握。本例中的三维模型的基础特征是一个图3.1.2所示的拉伸特征。拉伸特征是最基本且最常用的零件造型特征，它是通过将横断面草图沿着垂直方向拉伸而形成的。
图3.1.2 拉伸特征
1. 选取拉伸特征命令
选取特征命令一般有如下两种方法。
方法一：从下拉菜单中获取特征命令。如图3.1.3所示，选择下拉菜单
命令。
方法二：从工具栏中获取特征命令。本例可以直接单击“特征（F）”工具栏中的
命令按钮。
说明
选择特征命令后，屏幕的图形区中应该显示图3.1.4所示默认的三个相互垂直的基准平面，这三个基准平面在默认情况下处于隐藏状态，在创建第一个特征时就会显示出来，以供用户选择其作为草绘基准，若想使基准平面一直处于显示状态，可在设计树中单击或右击这三个基准面，从弹出的快捷菜单中选择
命令。
2. 定义拉伸特征的横断面草图
定义拉伸特征横断面草图的方法有两种：一是选择已有草图作为横断面草图；二是创建新草图作为横断面草图。本例中，以第二种方法介绍定义拉伸特征的横断面草图，具体定义过程如下。
图3.1.3 “插入”下拉菜单
图3.1.4 三个默认基准平面
定义草图基准面。
对草图基准面的概念和有关选项介绍如下：
草图基准面是特征横断面或轨迹的绘制平面。
选择的草图基准面可以是前视基准面、上视基准面和右视基准面中的一个，也可以是模型的某个表面或新创建的基准面。
完成上步操作后，系统弹出图3.1.5所示的“拉伸”对话框（一），在系统
的提示下，选取上视基准面作为草图基准面，进入草绘环境。
图3.1.5 “拉伸”对话框（一）
绘制横断面草图。基础拉伸特征的横断面草绘图形如图3.1.6所示。绘制特征横断面草图的一般步骤如下。
图3.1.6 基础拉伸特征的横断面草图
（1）设置草图环境，调整草绘区。
操作提示与注意事项：
◆ 进入草绘环境后，系统不会自动调整草图视图方位，此时应单击“标准视图（E）”工具栏中的“正视于”按钮
，调整到正视于草图的方位（即使草图基准面与屏幕平行）。
◆ 除可以移动和缩放草绘区外，如果用户想在三维空间绘制草图或希望看到模型横断面草图在三维空间的方位，可以旋转草图区，方法是按住鼠标的中键并移动鼠标，此时可看到图形跟着鼠标旋转。
（2）创建横断面草图。
注意
下面将介绍创建横断面草图的一般流程，在以后创建横断面草图时，均可参照这里的操作步骤来绘制草图，故以后不再赘述。
① 绘制横断面草图的大体轮廓。
操作提示与注意事项：
绘制草图时，开始没有必要很精确地绘制横断面草图的几何形状、位置和尺寸，只要大概的形状与图3.1.7相似就可以。
绘制直线时，可直接建立水平约束和垂直约束，详细操作可参见第2章中草绘的相关内容。
② 建立几何约束。建立图3.1.8所示的相切、水平、竖直、对称和同心约束。
说明
建立对称约束时，需先绘制中心线，并建立中心线与原点的重合约束，如图3.1.8所示。
图3.1.7 草绘横断面的初步图形
图3.1.8 建立几何约束
③ 建立尺寸约束。单击“草图”工具栏中的
按钮，标注图3.1.9所示的尺寸，建立尺寸约束。
说明
每次标注尺寸，系统默认都会弹出“修改”对话框，并提示
，此时可先关闭该对话框，然后进行尺寸的总体设计。
④ 修改尺寸。将尺寸修改为设计要求的尺寸，如图3.1.10所示。其操作提示与注意事项如下：
尺寸的修改应安排在建立完约束以后进行。
注意修改尺寸的顺序，先修改对横断面外观影响不大的尺寸。
图3.1.9 建立尺寸约束
图3.1.10 修改尺寸
完成草图绘制后，选择下拉菜单
命令，退出草绘环境。
说明
除
中的叙述外，还有三种方法可退出草绘环境。
◆ 单击图形区右上角的“退出草图”按钮。“退出草图”按钮的位置一般如图3.1.11所示。
◆ 在图形区右击，从弹出的快捷菜单中选择
命令。
◆ 单击“草图”工具栏中的
按钮，使之处于弹起状态。
图3.1.11 “退出草图”按钮
绘制实体拉伸特征的横断面时，应该注意如下要求：
◆ 横断面的图形通常应闭合，可以包含一个或多个封闭环，生成特征后，外环以实体填充，内环则为孔。
◆ 拉伸特征的横断面可以是开放的，此时系统自动按照薄壁特征来创建。
◆ 横断面通常应避免出现图3.1.12所示的缺口、有线头、环与环相切和环与环相连等情况，此时可能得到非预期的结果。
图3.1.12 拉伸特征的几种错误横断面
3. 定义拉伸类型
退出草绘环境后，系统弹出图3.1.13所示的“凸台—拉伸”对话框（二），在对话框中不进行选项操作，创建系统默认的实体类型。
说明
利用“凸台—拉伸”对话框（二）可以创建实体和薄壁两种类型的特征，下面分别介绍。
◆ 实体类型：创建实体类型时，实体特征的横断面草绘完全由材料填充，如图3.1.14所示。
◆ 薄壁类型：在“拉伸”对话框（二）中选中
复选框，可以将特征定义为薄壁类型。当横断面草图生成实体时，薄壁特征的横断面草图则由材料填充成均厚的环，环的内侧或外侧或中心轮廓边是横断面草图，如图3.1.15所示。
图3.1.13 “凸台-拉伸”对话框（二）
图3.1.14 实体类型
图3.1.15 薄壁类型
◆ 在“拉伸”对话框的
区域中单击“拔模开/关”按钮
，可以在创建拉伸特征的同时对实体进行拔模操作，拔模方向分为内外两种，由是否选中
选项决定，图3.1.16所示即为拉伸时的拔模操作。
图3.1.16 拉伸时的拔模操作
4. 定义拉伸深度属性
定义拉伸深度方向。采用系统默认的深度方向。
说明
按住鼠标的中键并移动鼠标，可将草图旋转到三维视图状态，此时在模型中可看到一个拖动手柄，该手柄表示特征拉伸深度的方向，要改变拉伸深度的方向，可在“凸台-拉伸”对话框（二）的
区域中单击“反向”按钮
；若选择深度类型为双向拉伸，则拖动手柄中的箭头，如图3.1.17所示。
图3.1.17 定义拉伸深度属性
定义拉伸深度类型。
在“凸台-拉伸”对话框（三）的
区域下拉列表中选择
选项，在
区域下拉列表中选择
选项，如图3.1.18所示。
对图3.1.18所示“凸台-拉伸”对话框（三）各选项的说明如下。
◆ 如图3.1.18所示，“凸台-拉伸”对话框的
区域下拉列表中表示的是拉伸深度的起始元素，各元素说明如下。
• 
选项：表示特征从草图基准面开始拉伸。
• 
选项：若选取此选项，需选择一个面作为拉伸起始面。
• 
选项：若选取此选项，需选择一个顶点，顶点所在的面即为拉伸起始面（此面与草图基准面平行）。
• 
选项：若选取此选项，需输入一个数值，此数值代表的含义是拉伸起始面与草绘基准面的距离。必须注意的是当拉伸为反向时，可以单击下拉列表中的
按钮，但不能在文本框中输入负值。
图3.1.18 “凸台-拉伸”对话框（三）
◆ 如图3.1.18所示，打开“凸台-拉伸”对话框（三）中
区域的下拉列表，特征的各拉伸深度类型选项说明如下。
• 
选项：可以创建确定深度尺寸类型的特征，此时特征将从草图平面开始，按照所输入的数值（即拉伸深度值）向特征创建的方向一侧进行拉伸。
• 
选项：特征在拉伸方向上延伸，直至与指定顶点所在的面相交（此面必须与草图基准面平行）。
• 
选项：特征在拉伸方向上延伸，直到与指定的平面相交。
• 
选项：若选择此选项，需先选择一个面，并输入指定的距离，特征将从拉伸起始面开始到所选面指定距离处终止。
• 
选项：特征将从拉伸起始面沿拉伸方向延伸，直到与指定的实体相交。
• 
选项：可以创建对称类型的特征，此时特征将在拉伸起始面的两侧进行拉伸，输入的深度值被拉伸起始面平均分割，起始面两边的深度值相等。
◆ 选择拉伸类型时，要考虑下列规则：
• 如果特征要终止于其到达的第一个曲面，需选择
选项。
• 如果特征要终止于其到达的最后曲面，需选择
选项。
• 使用
选项时，可以选择一个基准平面作为终止面。
• 穿过特征可设置有关深度参数，修改偏离终止平面（或曲面）的特征深度。
• 图3.1.19显示了凸台特征的拉伸深度选项。
图3.1.19 拉伸深度选项示意图
定义拉伸深度值。在“凸台-拉伸”对话框
区域的
文本框中输入数值10.0，并按Enter键，完成拉伸深度值的定义。
说明
定义拉伸深度值还可通过拖动手柄来实现，方法是选中拖动手柄直到其变红，然后移动鼠标并单击以确定所需的深度值。
5. 完成凸台特征的定义
特征的所有要素被定义完毕后，单击对话框中的 
按钮，预览所创建的特征，以检查各要素的定义是否正确。
说明
预览时，可按住鼠标中键进行旋转查看，如果所创建的特征不符合设计意图，可选择对话框中的相关选项重新定义。
预览完成后，单击“凸台-拉伸”对话框中的
按钮，完成特征的创建。
3.1.3 创建其他特征
1. 创建第二个凸台拉伸特征
在创建零件的基本特征后，可以增加其他特征。现在要创建图3.1.20所示的凸台拉伸特征，操作步骤如下：
选择命令。选择下拉菜单
命令（或单击“特征（F）”工具栏中的
命令按钮），系统弹出图3.1.21所示的“拉伸”对话框（一）。
说明
此处的“拉伸”对话框（一）与图3.1.18所示的“拉伸”对话框（三）显示的信息不同，原因是在此处创建的薄壁拉伸特征可以使用现有草图作为横断面草图，其中的现有草图指的是在创建基准拉伸特征过程中创建的横断面草图。
图3.1.20 凸台拉伸特征
图3.1.21 “拉伸”对话框（一）
创建横断面草图。
（1）选取草图基准面。选取图3.1.22所示的模型表面作为草绘基准面，进入草绘环境。
（2）绘制特征的横断面草图。绘制图3.1.23所示的横断面草图，完成草图绘制后，选择下拉菜单
命令，退出草绘环境。
图3.1.22 选取草绘平面
图3.1.23 横断面草图
定义拉伸深度属性。选择默认的拉伸方向，在
区域的下拉列表中选择
选项，在
区域的
文本框中输入深度值40.0。
单击“凸台-拉伸”对话框中的
按钮，完成特征的创建。
2. 创建第三个凸台拉伸特征
现在要创建图3.1.24所示的凸台拉伸特征，具体操作步骤如下：
选择命令。选择下拉菜单
命令（或单击“特征（F）”工具栏中的
命令按钮），系统弹出“拉伸”对话框。
创建特征的横断面草图。
（1）选取草图基准面。选取前视基准面作为草图基准面。
（2）绘制横断面草图。在草绘环境中创建图3.1.25所示的横断面草图，完成草图绘制后，选择下拉菜单
命令，退出草绘环境。
定义拉伸深度属性。选择默认的拉伸方向，在
区域的下拉列表中选择
选项，在
区域的
文本框中输入深度值25.0。
单击“凸台-拉伸”对话框中的
按钮，完成特征的创建。
图3.1.24 创建凸台拉伸特征
图3.1.25 横断面草图
3. 创建第一个切除拉伸特征
切除拉伸特征的创建方法与凸台拉伸特征基本一致，只不过凸台拉伸是增加实体，而切除拉伸则是减去实体。
现在要创建图3.1.26所示的切除拉伸特征，具体操作步骤如下：
图3.1.26 创建切除拉伸特征
选择命令。选择下拉菜单
命令（或单击“特征（F）”工具栏中的
命令按钮），系统弹出“拉伸”对话框。
创建特征的横断面草图。
（1）选取草图基准面。选取图3.1.27所示的模型表面1作为草图基准面。
图3.1.27 选取草图基准面
（2）绘制横断面草图。在草绘环境中创建图3.1.28所示的横断面草图，完成草图绘制后，选择下拉菜单
命令，退出草绘环境，此时系统弹出图3.1.29所示的“切除-拉伸”对话框。
图3.1.28 横断面草图
图3.1.29 “切除-拉伸”对话框
说明
◆ 
：将沿深度方向遇到的第一个曲面作为拉伸终止面。在创建基础特征时，“切除-拉伸”对话框
区域的下拉列表中没有此选项，因为模型文件中不存在其他实体。
◆ “切除-拉伸”对话框
区域中有一个
复选框，选中此复选框，系统将切除轮廓外的实体（默认情况下，系统切除的是轮廓内的实体）。
定义拉伸深度。
（1）选取深度方向。采用系统默认的深度方向。
（2）选取深度类型。在“切除-拉伸”对话框
区域的下拉列表中选择
选项。
单击“切除-拉伸”对话框中的
按钮，完成特征的创建。
4. 创建第二个切除拉伸特征
现在要创建图3.1.30所示的切除拉伸特征，具体操作步骤如下：
图3.1.30 创建切除拉伸特征
选择命令。选择下拉菜单
命令（或单击“特征（F）”工具栏中的
命令按钮），系统弹出“拉伸”对话框。
创建特征的横断面草图。
（1）选取草图基准面。选取图3.1.31所示的模型表面1作为草图基准面。
（2）绘制横断面草图。在草绘环境中创建图3.1.32所示的横断面草图，完成草图绘制后，选择下拉菜单
命令，退出草绘环境，此时系统弹出“切除-拉伸”对话框。
图3.1.31 选取草图基准面
图3.1.32 横断面草图
定义拉伸深度。采用系统默认的深度方向，在
区域的下拉列表中选择
选项。
单击“切除-拉伸”对话框中的
按钮，完成特征的创建。
保存模型文件。选择下拉菜单
命令，文件名称为link_base。
说明
有关模型文件的保存，详细请参见1.8.2节“保存文件”的具体内容。