Thiết kế trong Solidworks ta có thể sử dụng các rằng buộc, các tham số
ta cũng có thể sử dụng ý tƣởng này vào các xử lý khác để có các định nghĩa hình học một cách đơn giản, hoặc ta có thể sử dụng chúng với những tính toán phức tạp hơn nhƣ thể tích khối, trọng tâm…thành lập những mối quan hệ động học giữa những thực thể thiết kế có thể tránh số lƣợng lớn thời gian khi cần đến thay đổi thiết kế.
Xây dựng mô hình sử dụng các tham số liên kết sẽ giúp ngƣời thiết kế có thể thử nghiệm nhanh các giải pháp thiết kế.
a. Liên kết End to End
Solidworks không chỉ cho phép ta thiết kế những chi tiết riêng lẻ một cách nhanh chóng mà còn có thể lƣu trữ những mối quan hệ lắp ráp của chúng và đƣa ra những bản vẽ chi tiết. Solidworks dễ dàng cho phép ta truy cập, hiệu chỉnh kích thƣớc và các liên kết động học đã thành lập tại các giai đoạn thiết kế khác nhau.
Thậm chí trong giai đoạn tạo bản vẽ (Drawing), kích thƣớc hiện lên trên sơ đồ nhận đƣợc từ kích thƣớc mô hình 3D có thể liên kết động tới file nguồn 3D. Sự liên kết là 2 chiều, ta có thể hiệu chỉnh chi tiết 3D trực tiếp từ bản vẽ chi tiết để làm chính xác các kích thƣớc trong bản vẽ và các thông tin thay đổi này đƣợc cập nhật vào trong mô hình 3D, giữa kích thƣớc ở bản vẽ và mô hình 3D luôn luôn đồng bộ. Tƣ tƣởng nhƣ vậy gọi là liên kết End to End.
b. Các chế độ thiết kế cơ bản của Solidworks
Khi ta đƣa ra một ý tƣởng thiết kế để hoàn thành trong Solidworks, ta chuyển những thông tin thiết kế qua 3 bƣớc thiết kế cơ sở:
- Tạo những chi tiết là các thành phần của thiết kế (Parts).
- Ghép những chi tiết trong một lắp ráp ở đó ghi những quan hệ vị trí của các chi tiết (Assembly).
- Tạo những bản vẽ chi tiết căn cứ trên những thông tin trong Parts và Assembly.
Solidworks coi mỗi bƣớc là một chế độ riêng biệt, mỗi chế độ có những
đặc trƣng riêng, phần mở rộng của file riêng, các chế độ có mối liên hệ mật thiết với nhau. Khi xây dựng một mô hình thiết kế, mô hình đó đƣợc nhập để lƣu trữ tất cả những thông tin kích thƣớc, dung sai và những phƣơng thức rằng buộc. Nếu thay đổi thiết kế tại một chế độ (Part, Assembly, Drawing), Solidworks phản hồi tự động đến tất cả các chế độ khác.
* Chế độ Part (vẽ chi tiết)
Hầu hết các thiết kế bắt đầu ở chế độ Part. Trong những file chi tiết (.prt) ta tạo các bộ phận riêng biệt, các bộ phận này sẽ lắp vào nhau trong cùng một file lắp ráp (.asm), chế độ Part cho phép ta tạo và hiệu chỉnh các Feature: Khối kéo(Extrusion), Lỗ (hole) vát (Chamfer), tạo vỏ mỏng (Shell), khối xoay (Revolve), khối quét
(Sweep), quét xoắn (Helical Sweep), quét với tiết diện thay đổi (Variable Section Sweep), bo (Round), tinh chỉnh (Tweak), côn (Draft), gân (Ribs), gờ (Líp), tai (Ears)…
Hầu hết các Feature bắt đầu từ một tiết diện, khi tiết diện đƣợc định nghĩa, ta gán giá trị kích thƣớc thứ 3 cho nó để tạo thành dạng 3D. Ta tạo tiết diện 2D bằng công cụ phác thảo (Sketcher). Sketcher cho phép vẽ tiết diện với các đƣờng thẳng (line), các góc (Angles), các cung tròn (Arcs), và nhập chính xác các kích thƣớc khi vẽ xong.
* Chế độ Assembly (lắp ráp)
Sau khi tạo xong các chi tiết trong một mô hình, ta tạo một file lắp ráp rỗng cho mô hình rồi lắp ráp từng chi tiết trong phạm vi giới hạn của nó. Trong quá trình này ta phối hợp hoặc sắp xếp các chi tiết tới vị trí chúng sẽ chiếm ở thủ tục cuối cùng. Trong lắp ráp ta có thể định nghĩa những khung nhìn khai triển để quan sát hoặc hiển thị những mối quan hệ của các chi tiết một cách tốt hơn.
Với những công cụ phân tích mô hình, ta có thể đo lƣờng những thuộc tính và thể tích của khối lắp ráp để xác định trọng lƣợng, trọng tâm và quán tính của nó. Ta cũng có thể xác định sự giao nhau giữa các bộ phận trong toàn bộ lắp ráp.
* Chế độ Drawing (tạo bản vẽ)
Chế độ Drawing Solidworks cho phép ta tạo ra khâu cuối cùng của thiết kế, những bản vẽ chi tiết chính xác, trên bản vẽ ghi đầy đủ các thông số kỹ thuật, thông số kích thƣớc…
Một số đói tƣợng thông tin nhƣ các kích thƣớc, dung sai hình học, ghi chú…đã tạo trong mô hình 3D có thể chuyển qua chế độ Drawing. Khi những đối tƣợng chuyển qua từ mô hình 3D, chúng giữ nguyên mối liên kết, có thể hiệu chỉnh để tác động trở lại mô hình 3D từ Drawing.
c. Thiết kế trong Solidworks
* Quản lý các file
- Thƣ mục làm việc
File Set Working Directory để tạo thƣ mục làm việc
- Mở các file
File Open, Solidworks tham chiếu đến thƣ mục làm việc
- Tạo các file
File New để bắt đầu một file mới
File Delete Old Versions để xóa toàn bộ thƣ mục, nhƣng không xóa các
phiên bản mới
*. Cơ sở thiết kế chi tiết
- Các chuẩn, trục và các hệ tọa độ
Khi tạo một file chi tiết mới, ta thấy 3 mặt phẳng chuẩn và một hệ tọa độ đƣợc tự động thêm vào trên màn hình. Các mặt phẳng chuẩn tự động thêm vào có tên
Front, Top và Right. Vị trí trục Z vuông góc với mặt phẳng chuẩn Front.
Nếu hƣớng mặt chuẩn Front đồng phẳng với màn hình thì trục Z vuông góc với màn hình.
Có thể thêm các chuẩn tại các thời điểm khác nhau từ menu chính, sử dụng Insert
Datum: Xác định kiểu chuẩn, tham chiếu và khoảng offset nếu cần.
Để định nghĩa lại các chuẩn ta chọn chúng từ Model Tree và dùng lệnh Edit Definition trên menu tắt của nút chuột phải.
- Định nghĩa về Sketcher
Sketcher là một chế độ con của chế độ Part, có thể xem nó nhƣ bản vẽ 2D ở trong môi trƣờng 3D. Ta sẽ sử dụng nó để tạo hầu hết các hình học sử dụng trong một chi tiết. Sau khi xây dựng xong một phác thảo, hoặc một tiết diện các thành phần liên kết nhƣ các ràng buộc hình học hoặc các quan hệ kích thƣớc phải đƣợc thêm vào và hiệu chỉnh.
- Các công cụ Sketcher
Các công cụ hình học Sketcher cơ bản tạo đƣờng thẳng (line), đƣờng tròn (Circle), và cung tròn (Arc) nhƣ ở hầu hết các chƣơng trình vẽ.
+ Mặt phẳng vẽ phác và các tham chiếu Sketcher
Đầu tiên ta phải chọn một mặt phẳng, đây là mặt ta sẽ vẽ lên nó. Khi chọn một mặt phẳng hoặc một bề mặt làm mặt phác thảo thì mặt đó sẽ đƣợc quay trùng với mặt phẳng màn hình.
+ Thêm hoặc hiệu chỉnh các kích thƣớc
Khi đã kết thúc việc phác thảo, các kích thƣớc đƣợc Sketcher tự động thêm vào khi vẽ. Ta phải nhập giá trị đúng cho từng kích thƣớc.
+ Thêm các rằng buộc (Constraints) trong Sketcher - Từ phác thảo đến 3D
Khi một tiết diện Sketcher đƣợc gán chiều sâu nó trở thành một thực thể 3D gọi là khối Extrusions, khối này có thể đƣợc thêm hoặc bỏ bớt vật liệu, nó
có thể là một khối đặc hoặc một khối cắt.
Extrusions có thể định nghĩa một vài phƣơng pháp, nhập chiều sâu khi xây dựng khối và cắt khối, nhập giá trị góc quay quanh trục với phép quay.
Khi hoàn tất tiết diện và thoát khỏi chế độ Sketcher, ta đƣợc nhắc định nghĩa chiều sâu, lúc này ta sẽ nhập giá trị chiều sâu.
Solidworks có nhiều chức năng trợ giúp sản xuất, đƣợc phân chia thành nhiều modul.
- Solid /Mold: Trợ giúp thiết kế khuôn nói chung.
- Solid /Casting: Trợ giúp thiết kế khuôn và quá trình sản xuất đúc. - Solid /Process: trợ giúp thiết kế quy trình công nghệ gia công.
* Chức năng CAE:
Đây là một ƣu điểm của hãng sản xuất, khi mà họ mua trọn gói bộ phần mềm phân tích cức kì nổi tiếng thế giới là Cosmos để tích hợp và chạy ngay trong môi trƣờng của solidworks, làm cho chức năng Phân tích của Solid khó có thể có phần mềm khác so sánh đƣợc đƣợc. Với modul phân tích của Solidworks là cosmos, chúng ta có thể thực hiện đƣợc những bài phân tích vô cùng phức tạp nhƣng rất hay, dƣới đây là liệt kê một vài bài toán mà tôi đã dùng để tính với COSMOS:
- Phân tích tĩnh học - Phân tích động học
- Phân tích sự va chạm của các chi tiết.
- Phân tích thuỷ khí động học ( thông qua bài toán phân tích lƣợng nƣớc chảy qua cái robine và bố trí quạt thông gió cho CPU máy tính nhằm tản nhiệt tốt hơn).
- Phân tích quá trình rót kim loại lỏng vào khuôn và mức độ gia nhiệt cần thiết cho quá trình đó.
Nói chung là chƣơng trình tính toán nhanh và cho phép thực hiện phân tích cụm rất nhiều chi tiết, với các thông số kết quả là: ứng suất, sức căng, chuyển vị, hệ số an toàn kết cấu …