序

Siemens PLM Software公司是全球领先的产品生命周期管理（PLM）软件和服务提供商，在全球有51000家客户，装机量550万套。公司提供的开放式企业解决方案帮助企业及其合作伙伴通过全球化创新网络进行产品全生命周期协作，以提供世界级的产品和服务。

Velocity Series是Siemens PLM Software推出的面向中端市场的高性价比解决方案，包括Solid Edge、Femap、CAM Express和Teamcenter Express 4个产品，涵盖了产品开发过程中的产品设计、仿真分析、数控加工和产品数据管理需求。Velocity Series基于Siemens PLM Software历经实践检验的企业级PLM技术而开发，各产品之间紧密集成，并预配置行业最佳实践，功能强大但价格适中，具有总成本低廉、易于学习、易于使用的特点，是广大制造企业实施PLM的最佳选择。

• Solid Edge 是功能强大且易用的主流三维CAD软件。它支持自顶向下和自底向上的设计思想，其建模核心、钣金设计、大装配设计、产品制造信息管理、生产出图、价值链协同、内嵌的有限元分析和产品数据管理等功能遥遥领先于同类软件，是企业核心设计人员的最佳选择，已经成功应用于机械、电子、航空、汽车、仪器仪表、模具、造船和消费品等行业的大量客户。2008年Solid Edge推出的独创性的同步建模技术使得该产品进一步确立了技术领先地位。

• Femap 是全球领先的高级有限元分析解决方案，采用NX Nastran解算器。该解决方案独立于CAD系统，可以读取所有主流CAD系统数据，其强大高效的网格划分、解算以及后处理功能能够满足从最简单到最复杂的有限元分析需求。从20世纪90年代推出至今，Femap已经被全球各行业超过20000家企业应用，重要客户包括NASA、波音、洛克希德马丁、空中客车、通用电气、索尼、松下、Intel、佳能、尼康、博世、法拉利、丰田、本田、尼桑等。

• CAM Express 基于Siemens PLM Software公司在CAM领域超过30年的经验而开发，是一套功能深入、高度灵活的CAM系统。它为NC编程人员提供充分利用高级机床所需的全面功能，包括钻削、车削、2.5轴铣、3轴铣、线切割、同步、加工仿真、5轴铣等，能够使用户最大限度地发挥他们在先进机床上的投资价值。

• Teamcenter Express是Siemens PLM Software的企业级Teamcenter平台的预配置版本。该解决方案易于使用、易于配置、易于实施，可以有效管理企业智力资产，提高设计流程的效率；同时通过在日常工程任务与流程中应用预配置的行业最佳实践，可以帮助企业变革创新流程，从而以更快的速度、更短的时间、更低的成本向市场推出更有竞争力的产品。

Velocity Series对于国内广大制造企业降低成本、加快产品创新、提升企业核心竞争力具有重要意义。为了满足广大Velocity Series用户和爱好者了解和学习的要求，帮助国内企业正确、高效地应用Velocity Series技术于产品开发和管理， Siemens PLM Software公司计划在清华大学出版社出版一套Velocity专题图书。图书以Velocity Series产品线软件最新版为蓝本，由国内优秀的资深技术专家和应用工程师编写，由Siemens PLM Software指定的专家审校，力求达到广度、深度与易读性的最佳结合，帮助广大用户快速掌握和正确应用相关产品和技术。

本专题图书的读者对象为：

• 已购Velocity Series软件的广大用户。本专题图书可以作为培训的教材或者员工 自学参考书，帮助企业推广和应用Velocity Series软件。

• 选型中的Velocity Series软件的潜在用户。本专题图书可以作为预培训的教材，或深入了解Velocity Series软件产品、模块与功能的参考书。

• 在校机械、机电、航空、汽车等专业的专科生、本科生或者研究生以及教师。本套图书可以作为相关专业的专业课教材，或者作为做课题时的自学参考书。

本专题图书的编写、审校工作得到Siemens PLM Software公司与合作伙伴的大力支持，特别是得到Siemens PLM Software大中华区总裁袁超明先生、市场总监邵颖女士以及洪如瑾老师的直接指导与支持，在此表示衷心的感谢。

参与专题图书编写、审校工作的全体工作人员认真细致地写稿、审稿、改稿，正是他们付出的辛勤劳动，本专题图书才得以按计划顺利完成，在此也表示衷心的感谢。

最后要感谢清华大学出版社在整个图书的策划、出版过程中给予的特别关注、指导和支持。

Siemens Velocity Series编委会

 

前    言

Solid Edge是专门为机械行业设计的普及型主流三维CAD软件系统，采用Stream/XP技术，具有很强的易用性。它在机械设计、曲面造型、钣金件、塑料模、焊接件、管道及线缆设计方面有独到之处，能明显提高设计者的设计和制图效率，是大型装配设计、工业造型以及制图、网络设计交流的强大工具。Solid Edge是Siemens PLM Velocity系列的核心产品，具有极佳的可扩展性，能与Unigraphics NX无缝集成。同时其内置的Insight数据管理功能，将设计与管理融为一体，帮助设计者有序、高效地管理产品数据。

俗话说：“工欲善其事，必先利其器”，为给初学者提供一本优秀的专业教材，同时也给具有一定使用经验的用户提供一本优秀的工具参考书，我们根据大量国内企业的需求，结合多年的实践经验编写了此书，希望广大读者阅读完本书后，能够熟练掌握Solid Edge装配设计模块的主要功能及其使用技巧。

Velocity专题图书共5本，分别是《Solid Edge同步建模技术快速入门》、《Solid Edge零件设计》、《Solid Edge钣金设计》、《Solid Edge装配设计》和《Solid Edge图纸设计》。这套图书可为各个层次、各个设计领域的用户提供专业的指导；针对不同用户，本套书详细地介绍了软件的各种特色功能。每本书配有一张光盘，为读者更好地学习提供最佳途径。我们的编写指导思想是“本专题图书应该成为友好的、容易使用的学习指南”，旨在使它成为条理清晰、富有指导价值的阶梯图书。

在阅读本书时，为了获得最大的效益，读者应尽可能地发挥主观能动性，不要只看例题和解释，而是要打开计算机，充分实践，做得越多，受益也会越多。Solid Edge是一种应用性很强的软件，每个人在使用时会有不同的心得体会，我们希望本书能起到抛砖引玉的作用，启迪读者的思路，使读者在此基础上举一反三、融会贯通。

本书由阮文华、张剑澄、高建华编著，贾仲文、雷骏雄、佟跃声审校，并且得到了Siemens PLM Software公司的真诚帮助，还有黄胜先生、朱彩华先生、任毅东先生、姚民军先生等热心人士的协助，在此我们表示衷心的感谢。正是有了他们的支持，本书才能这么快与读者见面。

由于作者水平有限，不当之处在所难免，敬请读者批评指正。

如果读者对本书或者Solid Edge有什么建议，请通过电子邮件与我们联系，电子邮件地址是：se@udschina.com。

最后，祝愿所有读者在Siemens Velocity的学习过程中一切顺利！

编  者  

目    录

第1章  入门 1

1.1  概述 1

1.2  装配设计方法 2

1.2.1  自下而上法 2

1.2.2  自上而下法 3

1.2.3  混合设计法 3

1.3  设计特点 4

1.4  新建装配件 4

1.5  装配设计界面 7

1.5.1  传统设计界面 7

1.5.2  同步技术设计界面 9

第2章  零件装配 14

2.1  快速浏览装配过程 14

2.2  装配设计 17

2.2.1  装配路径查找器 17

2.2.2  零件库 24

2.3  装配关系 25

2.4  编辑装配关系 35

2.5  装配中的非图形零件 38

2.6  创建装配件的典型流程 39

2.7  零件放置 40

2.8  实例一：常规装配关系 42

2.9  实例二：弹簧装配 47

2.10  实例三：齿轮装配 50

2.11  实例四：辅助元素装配定位 54

第3章  装配命令 59

3.1  装配设计命令 59

3.2  选择零件 59

3.2.1  选择命令 60

3.2.2  选择工具 62

3.2.3  装配路径查找器 63

3.2.4  选择选项 63

3.3  草图 64

3.3.1  草图命令 65

3.3.2  快速复制定位草图命令 65

3.3.3  复制草图命令 65

3.3.4  部件草图命令 66

3.4  阵列零件 66

3.5  捕捉装配关系 67

3.6  固定关系 68

3.7  装配关系助手 69

3.8  零件移动 70

3.8.1  移动零件 70

3.8.2  移动多个零件 72

3.9  电动机 74

3.9.1  电动机命令 74

3.9.2  模拟电动机命令 74

3.10  替换 75

3.11  传递 76

3.12  拆分 77

3.13  装配镜像 77

3.14  装配显示状态 80

3.15  实例一：快速复制定位草图 82

3.16  实例二：装配关系助手 85

3.17  实例三：镜像装配 90

3.18  实例四：综合实例 93

第4章  装配建模 100

4.1  创建内部零件模型 100

4.2  内部零件关联性 101

4.3  零件间管理器 104

4.4  编 辑 模 型 106

4.4.1  隐藏上一层 107

4.4.2  文件菜单 107

4.4.3  更新链接 108

4.5  实例一：零件间复制 108

4.6  实例二：包含装配草图 115

4.7  实例三：装配除料 121

4.8  实例四：粘贴链接到变量表 125

 

第5章  虚拟装配 128

5.1  概述 128

5.2  实例一：虚拟装配实例 129

5.3  实例二：创建与发布虚拟部件 146

第6章  实用工具 154

6.1  测量 154

6.2  干涉检查 156

6.3  物理属性 158

6.4  物理属性管理器 160

6.5  报告 161

6.6  错误助手 163

6.7  装配件剖视图 164

6.7.1  创建剖视图 164

6.7.2  装配件剖视图操作 166

6.7.3  打印装配剖视图 166

6.8  视图裁剪 167

6.9  配置 168

6.9.1  显示配置 168

6.9.2  卸载隐藏零件 169

6.9.3  配置文件 169

6.10  目标搜寻 169

6.11  数据管理 173

6.11.1  Insight Connect 173

6.11.2  版本管理器助手 174

6.11.3  使用版本管理器窗口 177

6.12  查看器 178

第7章  装配爆炸 179

7.1  概述 179

7.2  爆炸图设计命令 179

7.3  爆炸显示配置 188

7.4  爆炸路径查找器 189

7.5  实例一：自动爆炸图 190

7.6  实例二：手动爆炸图 197

第8章  动画 201

8.1  概述 201

8.2  动画编辑器 201

8.3  动画事件 204

8.3.1  照相机 204

8.3.2  电动机 205

8.3.3  爆炸动画 206

8.3.4  外观显示 207

8.3.5  运动路径 207

8.3.6  编辑动画事件 208

8.4  实例一：产品展示动画 209

8.5  实例二：爆炸动画设计 213

第9章  高级渲染 220

9.1  概述 220

9.2  基本操作 221

9.3  材质设置 221

9.3.1  设置颜色 222

9.3.2  设置反射率 222

9.3.3  调用系统材质 224

9.4  场景设置 225

9.5  灯光设置 226

9.6  背景与前景设置 230

9.7  渲染模式设置 231

9.8  图像保存 233

9.9  实例：高级渲染 234

第10章  装配族 240

10.1  概述 240

10.2  装配族命令 241

10.2.1  创建成员 241

10.2.2  删除装配族成员 241

10.2.3  重命名成员 242

10.2.4  装配族成员另存为装配件 242

10.2.5  激活成员 242

10.2.6  编辑表 242

10.2.7  备选部件 243

10.3  全局修改和局部修改 244

10.4  装配件族 244

10.4.1  定义成员变量 244

10.4.2  替换零部件 246

10.4.3  删除零部件 246

10.4.4  删除装配关系 247

10.4.5  零件显示方式 247

10.5  变化位置装配件 247

10.6  使用装配族成员 248

10.7  实例一：阀门装配族 248

10.8  实例二：制动推杆装置 255

第11章  系统库 259

11.1  系统库概念 259

11.2  创建系统库 260

11.3  调用系统库 265

11.4  限制条件 267

第12章  焊接件设计 269

12.1  概述 269

12.2  焊接件设计的一般流程 269

12.3  焊接装配命令 271

12.3.1  角焊 271

12.3.2  坡口焊 271

12.3.3  断续焊 280

12.3.4  标注焊接 280

12.3.5  材料添加特征 281

12.3.6  焊接特征阵列 282

12.3.7  焊缝材料 282

12.3.8  创建独立文档 283

12.4  实例：焊接件设计 283

第13章  标准件库 290

13.1  概述 290

13.2  安装标准件库 290

13.2.1  安装标准件服务器 291

13.2.2  标准件主控程序 292

13.2.3  安装机械库 295

13.2.4  安装管道库 296

13.2.5  注册标准件库 296

13.3  使用标准件库 298

13.4  自定义标准件库 300

13.4.1  添加多个零件 300

13.4.2  添加单个零件 304

13.4.3  添加用户零件文件 304

 

第14章  紧固件系统 312

14.1  概述 312

14.2  实例：紧固件系统 312

第15章  管线设计 323

15.1  概述 323

15.2  管线设计环境 323

15.3  管道路径设计 325

15.3.1  全局设置 325

15.3.2  快速布管 326

15.3.3  手动创建管道路径 327

15.3.4  使用草图创建路径 329

15.3.5  使用几何关系 329

15.3.6  尺寸驱动管道路径 330

15.3.7  编辑路径 331

15.4  管件 333

15.4.1  创建管件 333

15.4.2  修改管件 334

15.5  折弯表 335

15.6  管道中心线 336

15.7  管道配件 337

15.8  管道报告 342

15.9  实例一：管线设计 343

15.10  实例二：自定义管道配件 350

第16章  线缆设计 354

16.1  概述 354

16.1.1  线缆设计的特点 354

16.1.2  线缆设计的一般步骤 356

16.2  线缆设计命令 357

16.2.1  电线 358

16.2.2  电缆 360

16.2.3  线扎 360

16.2.4  线束向导 361

16.2.5  路径 363

16.2.6  创建物理导体 364

16.2.7  线束报告 365

16.2.8  另存为 ECAD 366

16.3  实例：线缆设计 367

 

第17章  钢结构设计 376

17.1  概述 376

17.2  钢结构设计环境 376

17.3  钢结构设计过程 377

17.4  建立草图 379

17.5  建立钢结构件 380

17.6  拐角处理 383

17.7  选择截面 384

17.8  手动定位 384

17.9  个别处理接头 386

17.10  次序 387

17.11  局限 387

17.12  自定义截面 388

17.13  实例：钢结构件设计 388

第18章  运动仿真 399

18.1  概述 399

18.2  用户界面 399

18.3  运动命令 401

18.3.1  智能运动构建器 401

18.3.2  运动付 406

18.3.3  弹簧 407

18.3.4  运动选项 408

18.3.5  拖动零件 409

18.3.6  切换播放器 410

18.4  实例一：连杆机构运动 410

18.5  实例二：简单运动 415

18.6  实例三：谐波运动 420

第19章  大型装配件 424

19.1  概述 424

19.2  硬件性能的影响 424

19.3  配置 425

19.4  简化装配 427

19.4.1  创建简化装配 428

19.4.2  更新简化装配 429

19.4.3  简化装配另存为独立文件 429

19.5  简化零件 430

19.5.1  删除面 431

19.5.2  删除区域 431

19.5.3  删除孔 432

19.5.4  删除倒角 433

19.5.5  模型保存为 433

19.5.6  装配环境中使用简化零件 434

19.6  装配区域 435

19.7  改进性能 437

19.8  实例一：装配区域 439

19.9  实例二：简化装配 443

第20章  工程参考 451

20.1  概述 451

20.2  常规步骤 453

20.3  实例一：直齿轮 455

20.4  实例二：链轮传动装置 459

第21章  网络发布器 463

21.1  概述 463

21.2  网络发布向导 464

21.3  浏览网页 468

21.3.1  安装浏览软件 468

21.3.2  产品设计交流 469

第22章  同步建模技术 471

22.1  概述 471

22.1.1  同步建模技术 471

22.1.2  同步建模技术的特点 472

22.2  装配设计环境 474

22.2.1  用户经验 474

22.2.2  转换 476

22.2.3  装配设计环境 479

22.2.4  操作手轮 481

22.2.5  实时规则 484

22.3  实例一：创建同步零件 489

22.4  实例二：装配同步编辑 496

附录A  常见问题解答 503

附录B  键盘快捷键 510

附录C  函数汇总 513