SolidWorks 2016. Трехмерное моделирование деталей и выполнение электронных чертежей

В.Н. Гузненков, П.А. Журбенко, Т.П. Бондарева

SolidWorks 2016:
ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ
И ВЫПОЛНЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ
ЧЕРТЕЖЕЙ

Рекомендовано УМО РАЕ по классическому университетскому
и техническому образованию в качестве
учебного пособия для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению подготовки:
221000 — «Мехатроника и робототехника»

2-е издание

УДК 004.94
ББК 32.81
        Г93

Рецензенты:

доктор технических наук, профессор В.И. Якунин,

Московский авиационный институт

(национальный исследовательский университет);

доктор педагогических наук, профессор А.А. Рывлина,

Московский технический университет связи и информатики

Гузненков, В. Н.

SolidWorks 2016 : Трехмерное моделирование деталей и выполнение 

электронных чертежей : учебное пособие / В. Н. Гузненков, П. А. Журбенко, 

2018. — 124, [4] с. : ил.

ISBN 978-5-7038-4903-3

Рассмотрены вопросы, связанные с использованием системы автома
тизированного проектирования SolidWorks в курсе «Инженерная графика»: 
построение электронных геометрических моделей и выполнение электронных чертежей деталей.

Издание подготовлено с учетом требований государственных стандартов 

Единой системы конструкторской документации на основе опыта преподавания дисциплины «Компьютерная графика» на кафедре «Инженерная 
графика» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Для студентов высших технических учебных заведений.

УДК 004.94
ББК 32.81

Г93

© Гузненков В.Н., Журбенко П.А.,

Бондарева Т.П., 2017

© Оформление. Издательство

МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017
ISBN 978-5-7038-4903-3

Т. П. Бондарева. — 2-изд. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 

Предисловие

Издание предназначено для самостоятельной работы в системе автоматизированного проектирования SolidWorks. Описание выполнено на базе системы SolidWorks Premium 2016, настройки системы выбраны «по умолчанию», 
расположение и состав интерфейса соответствуют первому запуску системы.
В пособии приведены алгоритмы и методы решения задач построения 
электронных геометрических моделей и выполнения электронных чертежей 
деталей, дано подробное описание всех применяемых операций и выполняемых команд, а также комментарии к ним.
Моделирование начинается с построения плоского контура, предназначенного для проработки построения примитивов, наложения геометрических 
взаимосвязей и простановки размерных взаимосвязей. Этому посвящена 
первая глава учебного пособия. Во второй главе рассмотрено построение 
электронных геометрических моделей и выполнение чертежей простых геометрических тел (Призма, Пирамида и Шар). Для построения моделей в этих 
задачах использованы базовые операции («Вытянутая бобышка/основание», 
«Повернутая бобышка/основание», «Бобышка/основание по траектории» и 
«Бобышка/основание по сечениям»). При выполнении чертежей показаны 
построения видов, простых разрезов, соединение вида и разреза на одном 
изображении, нанесение размеров на чертеже.
В третьей главе рассмотрены предметы, близкие по конфигурации к деталям, которые часто используют в машиностроении — тела вращения и не тела 
вращения. При построении моделей в этих задачах использованы как базовые 
операции, так и конструкционные операции («Оболочка», «Резьба», «Ребро» 
и т. д.). При выполнении чертежей приведены построения видов, простых, 
сложных (ступенчатых) и местных разрезов, сечений, выносных элементов 
и нанесение размеров на чертеже.
В списке литературы указаны основные нормативные документы, определяющие этапы и правила разработки, передачи и хранения электронной 
конструкторской документации.
Создание электронной геометрической модели и электронного чертежа 
детали осуществляется с помощью файлов-шаблонов детали (*.sldprt) и чертежа (*.slddrw).
При описании выполнения заданий достаточно подробно изложены действия команд. В дальнейшем действия тех команд, которые были рассмотрены 
ранее, приведены кратко или только отмечено их применение. Поэтому при 
самостоятельной работе с учебным пособием рекомендуется выполнять задания последовательно.
Издание подготовлено с учетом современных требований Государственных 
стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). 
Учебное пособие одобрено Департаментом обучения и инжиниринга 
SolidWorks Russia.
Издание получило Диплом и награждено Золотой медалью 29-й Московской международной книжной выставки-ярмарки (Москва, ВДНХ, 7–11 сентября 2016 г.), а также Золотой медалью Международной книжной выставки 
Frankfurter Buchmesse (Германия, Франкфурт-на-Майне, 19–23 октября 2016 г.).

Термины и определения

Аутентичный документ — документ, одинаковый с исходным по содержанию и отличный от исходного по формату и/или кодам данных (ГОСТ 2.051).
Базовые операции — универсальные операции для построения элементов модели детали. Выделяют следующие базовые операции: «Вытянутая 
бобышка/основание», «Вытянутый вырез», «Повернутая бобышка/основание», «Повернутый вырез», «Бобышка/основание по траектории», «Вырез 
по траектории», «Бобышка/основание по сечениям», «Вырез по сечениям», 
«Бобышка/основание на границе», «Вырез на границе».
Бумажный конструкторский документ — конструкторский документ, 
выполненный на бумажном или аналоговом по назначению носителе 
(кальке, микрофильмах, микрофишах и т. п.) (ГОСТ 2.001).
Визуализация — отображение информации в пригодной и понятной 
для восприятия человеком форме. Визуализация выполняется соответствующими программными и/или техническими средствами (ГОСТ 2.051). 
Результатом визуализации электронного конструкторского документа на 
графическом устройстве вывода ЭВМ является изображение (на экране 
дисплея), результатом визуализации электронного конструкторского 
документа на печатающем устройстве вывода ЭВМ — бумажная копия 
электронного документа (ГОСТ 2.051). Результат визуализации электронного документа должен быть оформлен согласно требованиям стандартов 
ЕСКД (ГОСТ 2.051, пункт 3.1.4).
Вспомогательная геометрия — совокупность геометрических элементов, которые используются в процессе создания геометрической модели 
изделия, но не являются элементами этой модели (ГОСТ 2.052).
Геометрическая взаимосвязь (геометрическое ограничение) — зависимость, которая позволяет геометрически задать определенное положение 
примитива и/или примитивов между собой на рабочей плоскости или 
в пространстве.
Геометрическая целостность (электронной геометрической модели) — 
свойство электронной геометрической модели изделия, согласно которому 
при построении и преобразованиях (выполнении поворота, переноса и 
других операций преобразования) сохраняется целостность данных содержательной части (ГОСТ 2.056).
Геометрический элемент — идентифицированный (именованный) 
геометрический объект, используемый в наборе данных. Геометрическим 
объектом могут быть точка, линия, плоскость, поверхность, геометрическая 
фигура (ГОСТ 2.052).
Геометрия модели — совокупность геометрических элементов, которые являются элементами геометрической модели изделия (ГОСТ 2.052). 
Основная геометрия модели — совокупность геометрических элементов, 
представляющих форму и размеры геометрической модели (ГОСТ 2.056).
Графический документ — конструкторский документ, который содержит в основном графическое изображение изделия и/или его составных 
частей, отражающее взаимное расположение и функционирование этих 

Термины и определения
5

частей, их внутренние и внешние связи. К графическим конструкторским 
документам относят чертежи, схемы, электронные модели изделия и его 
составных частей (ГОСТ 2.001).
Данные расположения — данные, определяющие размещение и ориентацию изделия и его составных частей в модельном пространстве в указанной 
системе координат (ГОСТ 2.052). Начальная ориентация электронной модели 
изделия в модельном пространстве не оговаривается (ГОСТ 2.052, пункт 5.5).
Информационная единица — файл или набор взаимосвязанных файлов, 
рассматриваемый как единое целое (ГОСТ 2.051).
Контекстная панель инструментов — панель команд, которая отображается при выборе элементов в графической области или в дереве 
конструирования (FeatureManager). Она предоставляет доступ к часто 
выполняемым действиям для соответствующего контекста. 
Конструкторская документация —  совокупность конструкторских 
документов, которые содержат данные, необходимые для проектирования 
(разработки), изготовления, контроля, приемки, поставки, эксплуатации, 
ремонта, модернизации, утилизации изделия (ГОСТ 2.001).
Конструкционные операции — операции для создания определенных 
элементов модели детали. К ним относятся следующие операции: «Ребро», «Резьба», «Отверстие под крепеж», «Условное изображение резьбы», 
«Скругление», «Фаска», «Оболочка».
Контур — совокупность примитивов, определенным образом расположенных и связанных между собой на рабочей плоскости или в пространстве.
Модельное пространство — пространство в координатной системе 
электронной модели изделия, в которой выполняется электронная геометрическая модель (ГОСТ 2.052).
Основная рабочая ось (ось) — элемент вспомогательной геометрии, ось 
декартовой прямоугольной системы координат (X, Y или Z).
Основная рабочая плоскость (плоскость) — элемент вспомогательной 
геометрии, плоскость декартовой прямоугольной системы координат (XY, 
XZ или YZ).
Основная рабочая точка (точка) — элемент вспомогательной геометрии, точка начала отсчета декартовой прямоугольной системы координат.
Примитивы — простейшие геометрические объекты (точка, отрезок 
прямой, сплайн, дуга окружности, окружность, прямоугольник, многоугольник правильный и др.).
Размерная взаимосвязь (размерное ограничение) — зависимость, которая 
позволяет задать численно величину примитива и/или расположение между 
примитивами на рабочей плоскости или в пространстве.
Размеры для моделирования — размеры, которые требуется выдержать 
при построении контуров и модели детали.
Размеры на чертеже — нанесенные на чертеже размерные числа, 
которые служат для определения величины изображенного изделия и его 
элементов (ГОСТ 2.307).

Термины и определения
6

Рабочие плоскости, рабочие оси, рабочие точки — элементы вспомогательной геометрии, плоскости, оси и точки, не совпадающие с основными 
рабочими плоскостями, основными рабочими осями и основной рабочей 
точкой.
Текстовый документ — конструкторский документ, содержащий 
в основном сплошной текст или текст, разбитый на графы. К текстовым 
документам относят спецификации, технические условия, ведомости, 
таблицы и т. п. (ГОСТ 2.001).
Файл модели — файл, содержащий информацию о геометрических 
элементах, атрибутах, обозначениях и указаниях, которые рассматриваются 
как единое целое (ГОСТ 2.052).
Чертеж детали (чертеж) — документ, который содержит изображение 
детали и другие данные, необходимые для ее изготовления и контроля 
(ГОСТ 2.102). При выполнении схем и чертежей на графических устройствах допускается пересекать и заканчивать штрихпунктирные линии не 
только штрихами (ГОСТ 2.004, пункт 3.2). Допускается также применять 
масштабы уменьшения 1 : n и увеличения n : 1, где n — рациональное число 
(ГОСТ 2.004, пункт 3.4). При выполнении документов автоматизированным способом допускается применять шрифты, используемые средствами вычислительной техники. В этом случае должны быть обеспечены их 
хранение и передача пользователям документов (ГОСТ 2.304, пункт 2.1).
Электронная геометрическая модель (геометрическая модель) — электронная модель изделия, описывающая геометрическую форму, размеры и иные 
свойства изделия, которые зависят от его формы и размеров (ГОСТ 2.052).
Элемент геометрической модели детали (элемент модели) — часть модели, которую можно построить, используя одну операцию для построения.
Электронная модель детали — документ, содержащий электронную геометрическую модель детали и требования к ее изготовлению и контролю. 
В зависимости от стадии разработки в документ включают предельные 
отклонения размеров, шероховатости поверхностей и др. (ГОСТ 2.102). 
Модель должна содержать полный набор конструкторских, технологических и физических параметров, согласно ГОСТ 2.109, необходимых 
для выполнения расчетов, математического моделирования, разработки 
технологических процессов и др. (ГОСТ 2.052, пункт 4.5).
Электронная модель изделия — электронная модель детали или сборочной единицы (ГОСТ 2.102). В компьютерной среде электронную модель 
изделия представляют в виде набора данных, которые вместе определяют 
геометрию изделия и иные свойства, необходимые для изготовления, 
контроля, приемки, сборки, эксплуатации, ремонта и утилизации изделия 
(ГОСТ 2.052, пункт 4.1).
Электронный конструкторский документ — конструкторский документ, выполненный программно-техническим средством на электронном 
носителе (ГОСТ 2.001). Конструкторские документы могут быть выполнены как бумажный конструкторский документ и/или как электронный 
конструкторский документ (ГОСТ 2.001, пункт 4.3).

Введение

Система автоматизированного проектирования SolidWorks содержит 
широкий набор функций трехмерного твердотельного моделирования, что 
особенно важно при работе над электронными моделями узлов и деталей 
в процессе проектирования изделий. SolidWorks позволяет в кратчайшие 
сроки проводить конструкторскую подготовку производства, включая промышленный дизайн и анализ технологичности на этапе проектирования; 
технологическую подготовку производства от проектирования оснастки 
до разработки управляющих программ изготовления изделий; управление 
данными и процессами. При работе с единой электронной моделью изделия обеспечивается электронный оборот технической документации, 
поддерживаются технологии коллективной разработки.
Система SolidWorks включает базовые конфигурации SolidWorks Standard, SolidWorks Professional, SolidWorks Premium, а также различные прикладные модули: инженерные расчеты — SolidWorks Simulation Standard, 
SolidWorks Simulation Professional, SolidWorks Flow Simulation; контроль 
качества — SolidWorks Inspection; анализ технологичности — SolidWorks 
Plastics, DFM и др.
Система SolidWorks позволяет осуществлять:
 • гибридное параметрическое моделирование — твердотельное моделирование, моделирование поверхностей, каркасное моделирование и их 
комбинации без ограничения степени сложности;

 • проектирование изделий с учетом специфики изготовления — деталей 
из пластмасс, листового материала, пресс-формы и штампы металлоконструкций и др.;

 • проектирование сборок — проектирование «сверху вниз» и «снизу 
вверх», а также работа со сложными сборками.
Система SolidWorks содержит:
библиотеки проектирования — единую библиотеку физических свойств 
материалов, текстур и штриховок; типовые конструктивные элементы; 
стандартные детали и узлы; элементы листовых деталей; профили прокатного сортамента и др.;
экспертные системы — для проведения анализа конфликтов в эскизах; 
поиска оптимального решения; динамического прямого редактирования 
3D-моделей деталей и сборок, стандартных компонентов; анализа сопряжений сборок; анализа производительности больших сборок и др.
Система SolidWorks позволяет:
 • выполнять инженерный анализ — экспресс-расчеты массово-инерционных характеристик, кинематики и динамики механизмов, прочности, 
аэро- и гидродинамики;

Введение
8

 • проводить анализ технологичности модели (механообработка, обработка листа, литье, заполнение пресс-форм);

 • оформлять чертежи в соответствии с требованиями государственных 
стандартов ЕСКД — двунаправленная ассоциативность 3D-модели, чертежа 
и спецификации, использование библиотек оформления конструкторской 
документации по ГОСТ;

 • создавать мультипликации (анимации) на основе 3D-моделей.
Отметим следующие основные особенности SolidWorks 2016: интерфейс переработан под мониторы сверхвысокого разрешения, расширена 
поддержка внешних ссылок при замене компонента сборки; возможно 
выполнение экспресс-оценки себестоимости сборки, обеспечена ассоциативность заметок на поле чертежа с пунктами технических требований 
на чертеже, а также моделирование трехмерной резьбы, построение двунаправленных элементов по траектории и др.
Современные программные решения позволяют моделировать трехмерные объекты практически любой степени сложности, используя базовый 
инструментарий CAD-модуля. 
Согласно ГОСТ 2.052 «Электронная модель изделия. Общие положения», определяют три вида трехмерных электронных моделей:
твердотельная модель — трехмерная электронная геометрическая модель, представляющая форму изделия как результат композиции заданного 
множества геометрических элементов с применением операций булевой 
алгебры к этим геометрическим элементам;
поверхностная модель — трехмерная электронная геометрическая модель, представленная множеством ограниченных поверхностей, определяющих в пространстве форму изделия;
каркасная модель — трехмерная электронная геометрическая модель, 
представленная пространственной композицией точек, отрезков и кривых, 
определяющих в пространстве форму изделия.
По набору накладываемых геометрических взаимосвязей и простановке размерных взаимосвязей модели деталей классифицируют следующим 
образом:
редактируемые — модели деталей, в которых размерные взаимосвязи 
не связаны между собой и изменение одного или нескольких значений 
размерных взаимосвязей приводит к предсказуемым корректным изменениям формы моделей деталей;
нередактируемые — модели деталей, в которых размерные взаимосвязи 
не связаны между собой, но изменение одного или нескольких значений 
размерных взаимосвязей приводит к непредсказуемым изменениям формы 
моделей деталей;
частично связанные — модели деталей, в которых несколько размерных 
взаимосвязей связаны между собой или они образуют несколько групп 
связанных размерных взаимосвязей, при этом группы между собой не 
имеют связи;
полностью связанные — модели деталей, в которых все размерные 
взаимосвязи связаны между собой и зависят от одного значения доминирующей размерной взаимосвязи.

Рис. В1

Введение
10

В настоящем издании рассмотрено построение твердотельных редактируемых моделей деталей.
Система SolidWorks позволяет выполнять построение электронных 
моделей деталей, используя различные маршруты построения. Эти маршруты построения можно обобщить и представить в виде структурной схемы 
(рис. В1), которая отражает стратегию построения электронных геометрических моделей деталей.
Система SolidWorks 2016 использует форму интерфейса, главной частью 
которого является лента.
Ленточный интерфейс (лента) — тип интерфейса, который основан 
на панелях команд, разделенных вкладками.
Расположение элементов интерфейса в системе SolidWorks Premium 
2016 приведено на рис. В2.

Рис. В2

Рассмотрим основные элементы интерфейса.
1. Кнопка «SolidWorks» — предоставляет доступ к командам, которые 
позволяют создать, открыть, сохранить, опубликовать файл и т. п., а также 
к параметрам и настройкам системы SolidWorks. Команды становятся доступными при наведении курсора на эту кнопку с помощью мыши.
2. Панель команд (панель) — элемент интерфейса, в котором сгруппированы команды и инструменты. 
В системе SolidWorks панели команд можно отображать и скрывать, 
располагать по всему окну интерфейса.