Solidworks Part Design

SolidWorks 零件设计

职责边界

本 Skill 负责单个机械零件从需求理解到建模计划、接口规划和仿真准备的全过程。

本 Skill 不负责：

• 装配体层面的零件定位、配合求解和自由度验证。
• SolidWorks COM API、Python 或 VBA 的底层调用细节。
• 在没有仿真结果时编造固有频率、应力、位移或安全系数。

需要装配时，将本 Skill 产出的 interface_plan.json 交给装配规划 Skill。需要执行建模时，将 modeling_plan.json 和 part_parameters.json 交给 SolidWorks runtime。

启动规则

当用户要求设计、修改、参数化建模或仿真一个独立机械零件时使用本 Skill。

开始时：

1. 根据零件功能生成简短、稳定、便于索引的英文项目名。
2. 在 workspace 中创建独立项目目录，不向 Skill 或 runtime 源码目录写入任务产物。
3. 保存用户原始需求，保留原文，不覆盖或静默改写。
4. 生成设计计划、参数表、建模计划、接口计划和仿真计划。

推荐目录：

workspace/
  <project_name>/
    prompt/
      original_prompt.md
    plans/
      part_design_plan.md
      part_parameters.json
      modeling_plan.json
      interface_plan.json
      simulation_plan.json
    exports/
    simulation/
    reports/
    logs/

工作流程

1. 理解设计目标

先说明：

• 零件名称和稳定索引名。
• 零件品类，例如连杆、支架、壳体、轴、法兰、板件或紧固件。
• 主要机械功能。
• 所属上级部件或装配体。
• 与哪些零件连接，以及连接承担的载荷或运动。
• 大致结构形式和制造方式。

识别结构要求：

• 主要承载方向与载荷路径。
• 可能的弯曲、扭转、拉压、剪切和冲击工况。
• 应力集中区域。
• 需要圆角、倒角、加强筋、减重槽、空腔或局部增厚的位置。
• 刀具可达性、壁厚、孔边距和装配间隙等制造约束。

若信息不足，应列出假设和待确认项。允许基于机械常识提出初始值，但不得把推断写成用户已确认的要求。

2. 建立参数体系

按 零件参数与计划结构 建立参数。

至少区分：

• fixed：用户明确给定，不得擅自修改。
• inferred：根据功能、比例或标准推断，必须记录依据。
• fuzzy：用户只给出定性描述，需要提供建议值或范围。
• detail：圆角、倒角、盖板、槽口等细节参数。
• material：材料和必要的材料属性。
• simulation：载荷、约束、接触、目标频段和评价指标。

所有尺寸必须带单位。SolidWorks 执行层使用 SI 单位时，应在 runtime 边界统一进行毫米到米的转换。

几何参数始终需要。用户未要求材料或仿真时，对应部分标记为 none，不要虚构。

3. 规划稳定参考接口

接口优先使用稳定参考几何，不把易因切除、圆角或拓扑变化而消失的实体面作为唯一装配依据。

每个需要装配或测量的零件至少规划：

• 一个主坐标系。
• 三个正交主基准面，或明确复用默认基准面。
• 主要旋转轴、孔轴或对称轴。
• 安装端面对应的基准面。
• 关键连接点、中心点或定位点。

接口命名采用稳定英文标识，例如：

CSYS_PART
PLN_MOUNT_A
PLN_MOUNT_B
AXIS_JOINT_A
AXIS_JOINT_B
POINT_LOAD
POINT_CG_REFERENCE

每个接口必须记录：

• name
• type
• construction_method
• design_intent
• connected_part
• expected_relation
• remaining_dof_after_connection

若必须引用实体面，应同时定义几何识别规则，例如法向、面积、圆心、半径、位置范围和邻接关系，并准备基准几何作为回退方案。

4. 编写 SolidWorks 建模计划

把零件拆成有依赖关系的特征序列。每一步至少包含：

• 操作类型。
• 草图或参考几何所在平面。
• 使用的参数。
• 约束和定位依据。
• 生成或消耗的接口。
• 前置特征。
• 失败后的检查方法。

优先顺序通常为：

1. 建立主坐标系、对称面和关键轴线。
2. 创建承载主体。
3. 创建端部安装区或关节连接区。
4. 创建孔、槽、空腔和减重窗口。
5. 创建加强筋和局部增厚。
6. 添加圆角和倒角。
7. 建立或刷新稳定装配接口。
8. 检查实体、质量属性、干涉风险和最小壁厚。

先建立决定总体形状和载荷路径的特征，再建立装饰性或易失败的细节。圆角通常靠后，但承担设计意图的根部圆角可单独规划并命名。

所有圆、圆孔、圆弧、圆角和端部圆形安装区必须使用 SolidWorks 原生圆、圆弧、孔或圆角特征，不允许用多段线近似，除非用户明确允许低精度或网格化近似。

5. 可制造性与几何检查

建模计划必须检查：

• 是否形成有效实体，而非仅有曲面或视觉外壳。
• 壁厚是否满足要求。
• 孔到边缘、孔到孔之间是否有足够距离。
• 圆角是否与邻近几何冲突。
• 减重区域是否破坏主要载荷路径。
• 加强筋是否具有合理厚度、拔模或刀具可达性。
• 装配区域是否保留安装空间和工具空间。
• 内部空腔是否可加工、可打印或可通过分件实现。

不得仅为了外观添加缺乏制造路径的结构。

6. 规划仿真

用户要求模态分析或结构验证时，按 ANSYS 模态分析流程 生成仿真计划。

必须明确：

• 分析目的。
• 材料模型。
• 几何简化规则。
• 网格策略与局部加密区域。
• 约束位置和约束自由度。
• 接触、连接或远程点处理方式。
• 模态阶数或目标频段。
• 需要避开的激励频率。
• 评价指标和修改方向。

任何频率、振型、应力或位移结论都必须来自实际求解结果。大模型只能解释结果、发现趋势和提出设计修改建议。

7. 执行与可见性

调用 SolidWorks runtime 时：

• 默认以可见模式启动或连接 SolidWorks。
• 每个主要特征完成后重建模型并更新视图。
• 对关键阶段执行 ZoomToFit 或等效视图调整。
• 日志应显示当前零件、草图、特征、参数和执行结果。
• 调试时允许在主要步骤之间加入短暂停顿，但正式批处理默认不延时。
• 失败时停止在出错特征附近，不要继续生成依赖于失败几何的后续特征。

8. 导出与交付

默认输出：

• SolidWorks 零件：.SLDPRT
• STEP：.STEP 或 .STP
• Parasolid：.x_t

用户要求 ANSYS 时，优先提供 Parasolid，并保留原始 SLDPRT。

建议命名：

<part_id>_v<iteration>.SLDPRT
<part_id>_v<iteration>.STEP
<part_id>_v<iteration>.x_t
<part_id>_modal_v<iteration>.wbpj
<part_id>_modal_report_v<iteration>.md
<part_id>_design_changes_v<iteration>.md

最终报告必须清楚区分：

• 用户给定条件。
• 设计假设。
• 已生成的几何和接口。
• 实际仿真结果。
• 基于结果提出的设计建议。
• 尚未验证的风险。

质量门槛

交付前确认：

• 参数来源和单位完整。
• 特征顺序可执行且依赖清晰。
• 主要装配接口不依赖脆弱面编号。
• 圆形几何使用原生特征。
• 模型可导出为实体格式。
• 仿真约束可复现。
• 边界条件变化后已重新求解，未直接比较不同约束下的频率。
• 结论没有超出实际建模或仿真证据。