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# EK 战队机械：SolidWorks 与 AutoCAD 基础及设置

> 基于 EK 战队 25 赛季机械组培训 Day 3 内容，系统梳理 SolidWorks 2023 与 AutoCAD 环境配置、草图/特征/装配体命令及工程图导出。

# Day03 · EK 战队机械：SolidWorks 与 AutoCAD 基础及设置

> 本教程基于 [EK 战队机械组十日集训](/mechanical/ek-team-25-mechanical-training) Day 3 内容细化，面向机器人机械设计新人，重点掌握 SolidWorks 基础建模与制图流程。

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## 1. 今日目标

* 完成 SolidWorks 2023 基础环境配置；
* 掌握草图、特征、装配体等核心命令；
* 了解 AutoCAD 在队内的使用场景；
* 完成一个带孔支架的建模，并导出 STL 与 DWG。

**建议时长**：2 小时\
**软件版本**：SolidWorks 2023，AutoCAD 2018 及以上。

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## 2. 软件安装与环境配置

### 2.1 SolidWorks 2023 安装要点

1. 确认电脑配置满足官方最低要求（推荐 16 GB 内存、独立显卡）。
2. 安装时选择**单机安装**，序列号由队内统一提供。
3. 安装完成后首次启动，选择**新建零件**进入工作界面。

### 2.2 必做基础设置

| 设置项    | 推荐配置           | 说明                |
| ------ | -------------- | ----------------- |
| 正视于快捷键 | `Spacebar`     | 快速摆正视角            |
| 单位制    | `MMGS`（毫米、克、秒） | 与国内加工单位一致         |
| 默认模板   | ISO 模板         | 工程图与国标接近          |
| 自动保存   | 10 分钟          | 防止崩溃丢失            |
| 备份文件   | 启用             | 保留 `.sldprt` 历史版本 |

> 如果电脑配置较低，可在**系统选项 > 性能**中关闭 RealView 和阴影，提升操作流畅度。

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## 3. SolidWorks 核心命令

### 3.1 草图命令

进入草图环境的两种方式：

* 选中基准面 → 点击**草图绘制**；
* 直接点击某个特征，SolidWorks 会自动进入草图。

常用草图命令：

| 命令   | 图标/快捷键 | 用途        |
| ---- | ------ | --------- |
| 直线   | `L`    | 绘制直线段     |
| 矩形   | `R`    | 边角矩形、中心矩形 |
| 圆    | `C`    | 圆心圆、周边圆   |
| 多边形  | —      | 正多边形      |
| 中心线  | —      | 构造线、对称轴   |
| 线性阵列 | —      | 沿方向复制草图实体 |
| 圆周阵列 | —      | 绕中心复制草图实体 |
| 镜像   | —      | 沿中心线镜像    |
| 智能尺寸 | `D`    | 标注尺寸并驱动几何 |

**草图完全定义**：线条由黑色变为蓝色表示欠定义，黑色表示完全定义。设计时尽量保持完全定义，避免模型意外变化。

### 3.2 特征命令

| 命令      | 用途            | 常用场景     |
| ------- | ------------- | -------- |
| 拉伸凸台/基体 | 将草图沿法向拉伸出实体   | 板件、支架    |
| 拉伸切除    | 用草图切去材料       | 开孔、挖槽    |
| 旋转凸台    | 草图绕轴旋转生成回转体   | 轴套、轮子    |
| 旋转切除    | 旋转切除材料        | 内腔、倒角    |
| 扫描      | 轮廓沿路径移动生成实体   | 异形管道     |
| 放样      | 多个截面之间过渡生成实体  | 复杂曲面     |
| 圆角      | 对边倒圆角         | 去毛刺、美观   |
| 倒角      | 对边倒角          | 装配定位、去毛刺 |
| 线性/圆周阵列 | 复制特征          | 重复孔、肋板   |
| 镜像特征    | 对称复制特征        | 对称结构     |
| 参考几何体   | 创建基准面、基准轴、坐标点 | 辅助建模     |
| 螺旋线     | 创建弹簧、螺纹扫描路径   | 弹簧、螺杆    |

### 3.3 直接编辑工具

* **分割**：用一个或多个曲面把实体切开；
* **组合**：布尔加、减、交运算；
* **移动/复制实体**：平移或旋转实体；
* **删除/保留实体**：在多实体零件中清理不需要的实体；
* **移动面 / 删除面**：快速修改 imported 几何。

### 3.4 装配体基础

1. 新建装配体文件（`.sldasm`）。
2. 点击**插入零部件**，将已保存的零件加入装配体。
3. 使用**配合**关系约束零件相对位置。

常用配合：

| 配合 | 含义        | 示例    |
| -- | --------- | ----- |
| 重合 | 两个面/线/点重合 | 法兰盘贴合 |
| 平行 | 两个面平行     | 导轨安装面 |
| 垂直 | 两个面垂直     | 角码安装  |
| 同心 | 两个圆/圆柱同轴  | 轴与轴承  |
| 距离 | 两个面保持固定距离 | 垫片厚度  |
| 角度 | 两个面成固定角度  | 倾斜支座  |

装配体高级技巧：

* **随配合复制**：复制零件时一并复制其配合关系；
* **替换零部件**：用新零件替换装配体中的旧零件；
* **干涉检查**：检查零件之间是否存在干涉；
* **质量属性**：查看总质量、重心、转动惯量。

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## 4. 导出文件格式

机器人队常用导出格式：

| 格式                | 用途          | 操作路径                 |
| ----------------- | ----------- | -------------------- |
| `.stl`            | 3D 打印、仿真    | 文件 → 另存为 → 保存类型选 STL |
| `.dwg`            | 2D 工程图、激光切割 | 工程图 → 另存为 DWG        |
| `.step` / `.iges` | 跨软件交换       | 文件 → 另存为 → STEP/IGES |

导出 STL 时注意：

* **偏差/角度**设置影响曲面精度，建议先使用默认；
* 如果是装配体，选择**保存所有零部件为单一文件**或**分别保存**，视 3D 打印需求而定。

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## 5. AutoCAD 简介

队内 AutoCAD 使用相对较少，主要用于：

* 查看和简单编辑供应商提供的 2D 图纸；
* 激光切割路径检查与排版；
* 快速标注与出图。

新人以自学为主，建议掌握：

* 直线、圆、偏移、修剪、标注；
* 图层管理；
* 打印/导出 PDF。

***

## 6. 实战任务：带孔支架

### 任务目标

完成下图所示的简易支架，要求：

* 底板 80 mm × 60 mm × 5 mm；
* 立板 60 mm × 50 mm × 5 mm，与底板垂直；
* 立板中心有一个直径 10 mm 的通孔；
* 底板四角各有 1 个直径 4 mm 的通孔；
* 添加 2 mm 圆角（除安装孔边缘外）。

### 建议步骤

1. 新建零件，在前视基准面绘制底板草图（80×60 矩形），拉伸 5 mm。
2. 在底板顶面绘制 4 个 φ4 圆，使用**完全贯穿**拉伸切除。
3. 在底板侧面绘制立板轮廓（60×50），拉伸 5 mm。
4. 在立板正面绘制 φ10 圆，完全贯穿切除。
5. 选中需要圆角的边，添加 2 mm 圆角。
6. 使用**质量属性**查看零件质量。
7. 另存为 `.stl` 与 `.dwg`。

***

## 7. 今日小结

* SolidWorks 环境配置决定了后续建模效率，建议第一次使用时统一设置好单位和快捷键；
* 草图完全定义是参数化建模的基础；
* 特征命令按"拉伸/旋转 → 切除 → 阵列/镜像 → 圆角倒角"的顺序使用，建模思路最清晰；
* 装配体配合从"面-面"关系入手，逐步约束自由度。

***

## 8. 常见问题

### Q1：草图线条是蓝色的，无法拉伸？

蓝色表示草图欠定义。使用**智能尺寸**或**几何关系**将其完全定义后再试。

### Q2：装配体中零件配合后仍能动？

检查是否还有未约束的自由度。一个零件在空间中通常需要 3 个非冗余配合才能完全定位。

### Q3：导出 STL 后模型有破面？

检查是否存在零厚度几何、自相交面或未缝合的边。可先运行**检查**工具（工具 → 检查）。

### Q4：SolidWorks 启动很慢？

关闭启动时加载的插件：工具 → 插件，取消不常用插件（如 CircuitWorks、PDM 等）。

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## 9. 相关资源

* [EK 战队机械组十日集训（完整版）](/mechanical/ek-team-25-mechanical-training)
* [机械组入门](/mechanical/introduction)
* [底盘介绍](/mechanical/chassis)