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 автоматизированного 
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 препо-
давания 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 автомати-
зированного проектирования SolidWorks. Описание выполнено на базе систе-
мы 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 выполня-
емых команд, а также комментарии к ним.
Моделирование начинается с построения плоского контура, предназна-
ченного 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 гео-
метрических 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 дета-
лям, 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, опре-
деляющие 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 чер-
тежа (*.slddrw).
При описании выполнения заданий достаточно подробно изложены дей-
ствия 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 за-
дания 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 Москов-
ской международной книжной выставки-ярмарки (Москва, ВДНХ, 7–11 сен-
тября 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 содержа-
нию 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 электрон-
ного документа должен быть оформлен согласно требованиям стандартов 
ЕСКД (ГОСТ 2.051, пункт 3.1.4).
Вспомогательная геометрия — совокупность геометрических элемен-
тов, которые используются в процессе создания геометрической модели 
изделия, но не являются элементами этой модели (ГОСТ 2.052).
Геометрическая взаимосвязь (геометрическое ограничение) — зависи-
мость, 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 со-
держательной 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, кото-
рые 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 содер-
жит 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 ориента-
цию 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 ото-
бражается 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: «Ре-
бро», «Резьба», «Отверстие под крепеж», «Условное изображение резьбы», 
«Скругление», «Фаска», «Оболочка».
Контур — совокупность примитивов, определенным образом рас-
положенных и связанных между собой на рабочей плоскости или в про-
странстве.
Модельное пространство — пространство в координатной системе 
электронной модели изделия, в которой выполняется электронная гео-
метрическая 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 геоме-
трии, точка начала отсчета декартовой прямоугольной системы координат.
Примитивы — простейшие геометрические объекты (точка, отрезок 
прямой, сплайн, дуга окружности, окружность, прямоугольник, много-
угольник 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 вспомога-
тельной 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 устрой-
ствах 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 автоматизирован-
ным способом допускается применять шрифты, используемые средства-
ми 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) — электрон-
ная 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 мо-
дели, которую можно построить, используя одну операцию для построения.
Электронная модель детали — документ, содержащий электронную гео-
метрическую 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, технологи-
ческих 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 сбороч-
ной 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 Stan-
dard, 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 сопря-
жений сборок; анализа производительности больших сборок и др.
Система SolidWorks позволяет:
 • выполнять инженерный анализ — экспресс-расчеты массово-инер-
ционных характеристик, кинематики и динамики механизмов, прочности, 
аэро- и гидродинамики;

Введение
8

 • проводить анализ технологичности модели (механообработка, об-
работка 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: интер-
фейс переработан под мониторы сверхвысокого разрешения, расширена 
поддержка внешних ссылок при замене компонента сборки; возможно 
выполнение экспресс-оценки себестоимости сборки, обеспечена ассоци-
ативность заметок на поле чертежа с пунктами технических требований 
на чертеже, а также моделирование трехмерной резьбы, построение дву-
направленных элементов по траектории и др.
Современные программные решения позволяют моделировать трехмер-
ные объекты практически любой степени сложности, используя базовый 
инструментарий CAD-модуля. 
Согласно ГОСТ 2.052 «Электронная модель изделия. Общие положе-
ния», определяют три вида трехмерных электронных моделей:
твердотельная модель — трехмерная электронная геометрическая мо-
дель, представляющая форму изделия как результат композиции заданного 
множества геометрических элементов с применением операций булевой 
алгебры к этим геометрическим элементам;
поверхностная модель — трехмерная электронная геометрическая мо-
дель, представленная множеством ограниченных поверхностей, опреде-
ляющих 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 простанов-
ке 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.