建议时长:3–4 小时
实践目标:完成一个简单零件建模,并能导出 STL(用于 3D 打印)和 DWG(用于 2D 加工)。
今日目标
- 完成 SolidWorks 2023 基础环境配置;
- 掌握草图、拉伸、旋转、阵列、镜像等常用特征命令;
- 理解配合约束、干涉检查、质量属性的基本用法;
- 了解 Rhino 在曲面/外观设计中的补充作用。
必读材料
EK 机械:SolidWorks 与 AutoCAD 基础
SolidWorks 环境配置、草图/特征/装配体命令详解与实战任务。
Rhino 犀牛建模速成
Rhino 下载、二维草图、三维建模命令与资源汇总。
补充资料
飞书原文档
本日训练对应的飞书 Wiki 原文:Day 3:三维建模(飞书 Wiki)
飞书原文档,包含更详细的步骤说明与队内资料。
工程电磁学基础
建模之外,机器人设计常常涉及电机、传感器与电气安全。建议观看:工程电磁学(B 站)
工程电磁学知识补充,帮助理解电机、电磁铁等电气元件的工作原理。
飞书原文档详解:Rhino + 3D 打印简易建模
以下内容整理自飞书 Wiki 原文《Rhino+3D打印简易建模步骤》,作为 Day 3 三维建模的补充详解。
基础准备
- 设置尺度:将整体尺度设置为合适单位,如毫米或米。
- 确定视图:以三维视图为主要操作视图,其他视图为参考视图。
- 插入参考点:点击「点」,输入坐标
(x, y, z)自动插入参考点,例如A(6,0,0)和B(0,0,0)。
附件资源
以下文件已从飞书原文档同步到 R2 CDN,可直接在页面内播放或下载。视频教程:犀牛建模入门
配套软件下载
PixPin 截图工具
版本 3.0.8.0 · 54.2 MB · exe
Creality Print 切片软件
版本 7.0.1.4212 · 257.3 MB · exe
也可直接在 飞书原文档 中查看原始附件。
二维草图绘制
1. 绘制线条
- 直线:使用
Line命令,通过指定起点和终点绘制直线;也可使用Polyline绘制连续直线段。 - 圆弧:使用
Arc命令,通过起点、终点和控制点,或角度和半径等参数绘制圆弧。 - 矩形:使用
Rectangle命令,可指定角点绘制矩形,也有圆角矩形Rounded等绘制方式。 - 椭圆:使用
Ellipse命令,指定中心点、轴和旋转角度绘制椭圆。 - 多边形:使用
Polygon命令创建规则多边形,需指定边数、半径或中心点。
2. 辅助操作
绘制过程中配合使用对象捕捉功能可让操作更精确。常用捕捉模式:- 端点捕捉
- 中点捕捉
- 圆心捕捉
- 交点捕捉
F3 切换端点捕捉,F6 切换中点捕捉。
三维建模
1. 拉伸形成基本体
选中绘制好的封闭曲线,使用ExtrudeCrv 命令(菜单:Solid > Extrude Curve > Straight),输入高度值,得到基本立体图形,如正方体。
2. 倒角处理
使用FilletEdge 命令,选择想要倒角的棱边,输入半径值,让棱角变圆滑。
3. 布尔运算
- 创建凹槽:创建一个小一些的长方体作为凹槽模型,移动到想挖槽的位置,确保两者有交集;使用
BooleanDifference命令,先选择主模型(大立方体),再选择减去的模型(小长方体),执行后大立方体上出现凹槽。 - 合并形体:使用布尔运算也可将多个形体合并。
4. 曲面创建
- 单轨扫掠:激活单轨扫掠命令后,选择「扫掠路径」和「扫掠形状」,可生成曲面。
- 旋转成型:点击「旋转成型」命令,选择待旋转的曲线、旋转轴,设置旋转度数,按
Enter键生成曲面。
5. 加盖操作
若模型顶部或底部未封闭,可使用Cap 命令,选中开口的实体或曲面,Rhino 会自动为开放区域加盖。
软件安装与延伸阅读
- 犀牛 8.2 安装:微信公众号安装教程
- K1 打印机使用说明书:站内文档
- 语雀 Rhino 教程:islandgg13 / Rhino 入门
核心知识点
SolidWorks 工作流
- 新建零件 → 选择基准面 → 进入草图;
- 草图工具:直线、矩形、圆、多边形、中心线、阵列、镜像、尺寸约束;
- 特征工具:拉伸凸台/切除、旋转、扫描、放样、圆角、倒角、孔向导;
- 装配体:插入零部件 → 添加配合(重合、同心、距离、角度等);
- 检查与导出:干涉检查、质量属性、导出 STL / DWG / STEP。
草图约束原则
- 草图应尽可能完全定义(黑色线条),避免欠定义(蓝色)导致模型意外变化;
- 优先使用几何约束(重合、平行、同心)减少尺寸标注数量;
- 关键尺寸命名规范,便于后续参数化修改。
Rhino 补充场景
- 复杂曲面、流线型外壳;
- 快速概念建模与渲染;
- 与 SolidWorks 配合:Rhino 建曲面 → 导出 STEP → SolidWorks 细化结构。
实践任务
任务 1:SolidWorks 环境配置
按照 EK 机械 SolidWorks 基础 完成:- 软件安装与单位制设置;
- 快捷键与工具栏自定义;
- 模板路径与设计库配置。
任务 2:带孔支架建模
参考尺寸建议(单位 mm):
要求:
- 草图完全定义;
- 使用拉伸凸台 + 拉伸切除 + 圆角完成;
- 添加一个镜像特征(如两侧对称凸台)。
任务 3:导出与检查
- 导出 STL 文件,检查三角面片质量;
- 导出 DWG 文件,确认视图方向与比例;
- 使用 质量属性 查看体积与重心位置。
任务 4(选做):Rhino 快速体验
在 Rhino 中绘制一个 50mm × 50mm × 30mm 的曲面壳体,并导出为 STEP。今日产出
- SolidWorks 环境可正常使用;
- 带孔支架零件模型(.SLDPRT);
- STL 与 DWG 导出文件;
- 模型截图(含特征树与质量属性)。