运用SolidWorks完成AutoCAD的二维图形向三维模型的转变

    0 引 言
   
    CAD是由人和计算机合作，完成各种设计（如机械设备设计、集成电路设计、建筑土木工程设计、服装设计等）的一种技术，即计算机辅助设计（Computer Aided Design），简称CAD.
   
    在机械CAD领域内，设计软件的种类很多，诸如AutoCAD、UG、Pro/E、Solidworks、SolidEdge等，各种软件都各有其优缺点。如何解决各类软件数据转换接口，使设计的图形能"通用"，是决定设计软件特别是新兴软件能否被用户所接受的重要条件。Solidworks的特征识别技术将数据的转换智能化，将静态的几何模型特征化和参数化，让用户在来自其它CAD系统的几何模型上实现自己的设计意图。
   
    1 二维机械CAD领域
   
    在机械CAD的二维领域里，AutoCAD的装机量一直处于国内CAD市场的领先地位。究其原因：AutoCAD的界面友好、操作直观、简单易懂、极易上手、代码开放，投放市场时间较长，用户可进行二次开发建立自己的应用方案，一般学习机械CAD都是从AutoCAD开始，绝大多数人都已习惯和熟悉AutoCAD的操作界面和设计。
   
    2 三维机械CAD领域
   
    作为机械CAD的发展方向，易学易用、界面友好的三维设计软件Solidworks在三维领域中占有不可忽视的地位。
   
    Solidworks是一个基于三维造型的设计软件，它的设计思路是：实体造型→虚拟装配→二维图纸。你可以画出3D效果的零件图，而不是二维的图纸，可以用这些3D零件生成二维的图纸和三维的装配图。
   
    以特征作为设计的单元，利用特征造型来建立零件的模型。Solidworks是一个以特征为主的实体模型系统，对于数据的存取也是以特征作为最小单元，所有的参数建立都是以完成一个特征为目的，因此每一零件都由一连串的特征组成。每一个特征改变零件的外形，并加入某些设计信息到零件的实体模型。在设计过程中，可随时更改特征的形状及其所含的设计信息。
    Solidworks零件的建立方式与制造过程相似，其概念及流程如下：
   
    Solidworks
    制造程序
    画出基础剖面
    将剖面长成立体雏形特征
    加入各种设计特征
    （钻孔、导角等）
    以完成最后的零件形状
    选择适当的剖面
    切出该剖面的粗胚
    利用各种加工方式
    （钻孔、导角、切削等）
    完成零件外形
   
    立体雏形的建立，是模型的第一个实体特征。以加工的思想方法来分析，加工的首要条件是必须要有粗胚材料，然后再用车、铣、刨等方式逐渐成形为加工件，因此在Solidworks建模过程中，必须先在空间中建立一粗胚，此粗胚即雏形特征。Solidworks中的雏形特征是从草图开始形成的，所谓草图是二维的轮廓图或截面图，然后将草图拉伸、旋转、扫描、放样形成立体的基本特征。
   
    3 使用Solidworks将AutoCAD二维图形向三维转变
   
    Solidworks创新的特征识别技术使它可读取其它CAD系统的几何模型，且自动识别原有的特征和设计历史。通过数据转换接口，Solidworks可以很容易地将市场上几乎所有的机械CAD软件集成到其设计环境中来，其支持的数据类型有：IGES、DXF、DWG、SAT（ACSI）、STEP、STL、VDAFS（VDA）、VRML、Parasolid等。问题是读取的AutoCAD的DWG文件是二维的图形，如何对其进行编辑，改为三维模型?
   
    下面以绘制一立体五角星为例来阐述：
   
    ①首先用AutoCAD2000画一个五角星的二维图形。
    ②保存文件为"WJX．DWG".
    ③启动Solidworks，使用"打开文件"命令，把"WJX．DWG"文件读入。注意：此时应在其对话框中选择输入到"工程图"中。
    ④选中图形，选择复制命令。注意：因为Solidworks的特征识别技术，会识别出原文件的图层及尺寸标注等特征，并会保留这些特征，此时为方便选中图形，可以根据情况关闭某些图层。
   
    ⑤在Solidworks中新建一零件图形，选中一基准面，把复制的图形粘贴上去，就可生成一个草图。注意：此时粘贴过来的图形可能会因为坐标的原因，而在窗口中看不到图形，只需使用全屏显示图形即可看到图形。
    ⑥使用"拉伸"命令，输入拉伸距离为10 cm，可得到三维的五角星图形。
   
    根据Solidworks的模型特征，还可以通过对草图旋转、扫描等形成更为复杂的三维模型。下面以旋转草图，进一步说明从二维到三维的转变：
   
    ①在AutoCAD2000中绘制好草图，并保存为"XZ.DWG".
    ②在Solidworks2000中读入"XZ.DWG".
    ③选中图形，选择复制命令。
    ④然后在Solidworks2000中新建一零件图形，选中基准面1，使用粘贴命令，得到草图1。
    ⑤在其特征设计树中右击草图1，选择"编辑草图".
    ⑥然后用鼠标单击草图中最左的直线，在其属性管理中选取"作为构造线"，将其作为转中心线。注意：在Solidworks中旋转草图，必须要有中心线.
    ⑦使用"旋转"命令，在旋转特征对话框中输入角度和方向.
    ⑧单击旋转特征对话框的确定按钮，即得到最后的旋转图形.
   
    4 结 语
   
    由于Solidworks的特征识别技术，可以很容易的读取AutoCAD的二维图形，作为旋转、拉伸、扫描、放样的草图；同时AutoCAD的普及率高，大多数人对其使用都很熟悉，因此可以使用其为Solidworks绘制草图。以解决从二维向三维的过渡问题。对于在AutoCAD中已绘制好的二维图形，可直接通过Solidworks轻松的进行到三维的转换，从而避免了重复劳动。
   
    参考文献：
   
    ［1］ 黄诚驹.CAD/CAM实用教程［M］.北京：电子工业出版社，2000.
    ［2］ 林清安.Pro/ENGINEER零件设计-基础篇（上）［M］.北京：北京大学出版社，2000.