1.1 SOLIDWORKS的設計思想
SOLIDWORKS 2020作為一款機械設計自動化軟件，簡單易學，讓操作者能快速地按照其設計思想繪制草圖。
利用SOLIDWORKS 2020不僅可以生成二維工程圖，而且可以生成三維零件。利用這些三維零件可以生成二維工程圖和三維裝配體，如圖1-1所示。
（a）二維工程圖
（b）三維裝配體
圖1-1 SOLIDWORKS實例
1.1.1 三維設計的3個基本概念
1．實體造型
實體造型就是在計算機中用一些基本元素來構造機械零件的完整幾何模型。傳統的工程設計方法是設計人員在圖紙上利用幾個不同的投影圖來表示一個三維產品的設計模型，圖紙上還有很多人為的規定、標準、符號和文字描述。對于一個較為復雜的部件，要用若干張圖紙來描述。盡管這樣，圖紙上還是密布著各種線條、符號和標記。工藝、生產和管理等部門的人員需要認真閱讀這些圖紙，理解設計意圖，通過不同視圖的描述想象出設計模型的每一個細節。這項工作有較大難度，此外，設計人員很難保證圖紙的每個細節都正確。盡管經過層層檢查和審批，圖紙上的錯誤總是在所難免。
對于過于復雜的零件，設計人員有時只能采用代用毛坯，邊加工設計邊修改，經過長時間的艱苦工作后才能給出產品的最終設計圖紙。所以，傳統的設計方法嚴重影響著產品的設計制造周期和產品質量。
利用實體造型軟件進行產品設計時，設計人員可以在計算機上直接進行三維設計，在屏幕上就能夠見到產品的三維模型，所以這是工程設計方法的一個突破。在產品設計中的一個總體趨勢就是：產品零件的形狀和結構越復雜，更改越頻繁，采用三維實體造型軟件進行設計的優越性就越突出。
當零件在計算機中建立模型后，工程師就可以在計算機上很方便地進行后續環節的設計工作，如部件的模擬裝配、總體布置、管路鋪設、運動模擬、干涉檢查以及數控加工與模擬等。所以，三維實體造型軟件為在計算機集成制造和并行工程思想指導下實現整個生產環節采用統一的產品信息模型奠定了基礎。
大體上有6類完整的表示實體的方法，具體如下：
只有后兩種方法能正確地表示機械零件的幾何實體模型，但仍有不足之處。
2．參數化
傳統的CAD繪圖技術都用固定的尺寸值定義幾何元素，輸入的每一條線都有確定的位置。要想修改內容，只有刪除原有線條后重畫。而新產品的開發設計通常需要反復修改，進行零件形狀和尺寸的綜合協調和優化。對于定型產品的設計，需要形成系列，以便針對用戶的生產特點提供不同噸位、功率、規格的產品型號。參數化設計可使產品的設計圖隨著某些結構尺寸的修改和使用環境的變化而自動修改圖形。
參數化設計一般是指設計對象的結構形狀比較固定，可以用一組參數來約束尺寸關系。參數的求解較為簡單，參數與設計對象的控制尺寸有著明顯的對應關系，設計結果的修改受到尺寸的驅動。生產中最常用的系列化標準件就屬于這一類型。
3．特征
特征是一個專業術語，它兼有形狀和功能兩種屬性，包括特定幾何形狀、拓撲關系、典型功能、繪圖表示方法、制造技術和公差要求。特征是產品設計者與制造者最關注的對象，是產品局部信息的集合。特征模型利用高一層次的具有過程意義的實體（如孔、槽、內腔等）來描述零件。
基于特征的設計是指把特征作為產品設計的基本單元，并將機械產品描述成特征的有機集合。
特征設計有突出的優點，在設計階段就可以把很多后續環節要使用的有關信息放到數據庫中。這樣便于實現并行工程，使設計繪圖、計算分析、工藝性審查以及數控加工等環節的工作都能順利完成。
1.1.2 設計過程
在SOLIDWORKS系統中，零件、裝配體和工程都屬于對象，它采用了自頂向下的設計方法創建對象，如圖1-2所示。
圖1-2 自頂向下的設計方法
圖1-2所示的層次關系充分說明，在SOLIDWORKS系統中，零件設計是核心，特征設計是關鍵，草圖設計是基礎。
草圖指的是二維輪廓或橫截面。對草圖進行拉伸、旋轉、放樣或沿某一路徑掃描等操作后即可生成特征，如圖1-3所示。
特征是指可以通過組合生成零件的各種形狀（如凸臺、切除、孔等）及操作（如圓角、倒角、抽殼等），圖1-4所示為凸臺和圓角這兩種特征。
圖1-3 二維草圖經拉伸生成特征
圖1-4 特征
1.1.3 設計方法
零件是SOLIDWORKS系統中最主要的對象。傳統的CAD設計方法是由平面（二維）到立體（三維），如圖1-5（a） 所示。首先工程師設計出圖紙，然后工藝人員或加工人員根據圖紙還原出實際零件。然而在SOLIDWORKS系統中卻是工程師先直接設計出三維實體零件，然后根據需要生成相關的工程圖，如圖1-5（b） 所示。
（a）傳統的CAD設計方法??????????（b）SOLIDWORKS的設計方法
圖1-5 設計方法示意圖
此外，SOLIDWORKS系統的零件的構造過程類似于真實制造環境下的生產過程，如圖1-6所示。
圖1-6 在SOLIDWORKS中生成零件
裝配件是若干零件的組合，是SOLIDWORKS系統中的對象，通常用來實現一定的功能。在SOLIDWORKS系統中，用戶先設計好所需的零件，然后根據配合關系和約束條件將零件組裝在一起，從而生成裝配件。使用配合關系，可相對于其他零部件來精確地定位零部件，還可定義零部件如何相對于其他的零部件進行移動和旋轉。繼續添加配合關系，還可以將零部件移到所需的位置。配合關系是在零部件之間建立的幾何關系，例如共點、垂直、相切等。每種配合關系對特定的幾何實體組合有效。
圖1-7所示是一個簡單的裝配體，由頂蓋和底座兩個零件組成。設計、裝配過程如下。
圖1-7 在SOLIDWORKS中生成裝配體
（1）設計出兩個零件。
（2）新建一個裝配體文件。
（3）將兩個零件分別拖入新建的裝配體文件中。
（4）使頂蓋底面和底座頂面重合，頂蓋的側面和底座對應的側面重合，將頂蓋和底座裝配在一起，從而完成裝配工作。
工程圖就是常說的工程圖紙，是SOLIDWORKS系統中的對象，用來記錄和描述設計結果，是工程設計中的主要檔案文件。
用戶根據設計好的零件和裝配件，按照圖紙的要求，通過SOLIDWORKS系統中的命令生成各種視圖、剖面圖、軸側圖等，然后添加尺寸說明，得到最終的工程圖。圖1-8所示為一個零件的多個視圖，它們都是由實體零件自動生成的，無須進行二維繪圖設計，這也體現了三維設計的優越性。此外，當對零件或裝配體進行了修改，對應的工程圖也會相應地發生改變。