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主题:SolidWorks · Rhino · 草图 · 特征 · 装配体
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

  1. 完成 SolidWorks 2023 基础环境配置;
  2. 掌握草图、拉伸、旋转、阵列、镜像等常用特征命令;
  3. 理解配合约束、干涉检查、质量属性的基本用法;
  4. 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

  1. 设置尺度:将整体尺度设置为合适单位,如毫米或米。
  2. 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。
  3. 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)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
可通过状态栏的捕捉按钮或快捷键切换,例如 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


核心知识点

SolidWorks 工作流

  1. 新建零件 → 选择基准面 → 进入草图;
  2. 草图工具:直线、矩形、圆、多边形、中心线、阵列、镜像、尺寸约束;
  3. 特征工具:拉伸凸台/切除、旋转、扫描、放样、圆角、倒角、孔向导;
  4. 装配体:插入零部件 → 添加配合(重合、同心、距离、角度等);
  5. 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

  1. 导出 STL 文件,检查三角面片质量;
  2. 导出 DWG 文件,确认视图方向与比例;
  3. 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)。

延伸阅读