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1、CAXA零件的三维实体设计零件的三维实体设计1 1计算机辅助设计计算机辅助设计（Computer Aided DesignCAD）是指在设计活动中，利用计算机是指在设计活动中，利用计算机作为工具，帮助工程技术人员进作为工具，帮助工程技术人员进行设计的一切适用技术的总和。行设计的一切适用技术的总和。是是20世纪对工业发展贡献最大的信息技术。世纪对工业发展贡献最大的信息技术。2 2CAD系统的硬件基本组成系统的硬件基本组成 3 34 4CAD支撑软件支撑软件二维计算二维计算机辅助机辅助设计绘图设计绘图三维曲面三维曲面/实体实体设计设计建模系建模系统统产品数据产品数据管理管理系统系统PDM异地协同异
2、地协同虚拟虚拟设计系统设计系统5 56 67 78 89 92D绘图绘图 和和 3D造型造型问题鼠标的曲面部分如何表达鼠标的曲面部分如何表达1010线架模型容易产生多义性，不能表达面和体的几何信息，但能为零件的轮廓或平面的NC加工提供刀具路径111112123.1 CAXA实体设计概述实体设计概述设计界面设计界面设计元素库设计元素库智能图素与包围盒智能图素与包围盒三维球三维球定位锚定位锚图素和零件的属性编辑图素和零件的属性编辑1313一、三维设计环境一、三维设计环境 1. 1. 1. 1. 三维设计环境的设定三维设计环境的设定三维设计环境的设定三维设计环境的设定启动实体设计系统 选择“生成新的
3、设计环境” 确定环境类型(如白色.ics) 按 “确定”1) 创建三维设计环境1414白色设计环境白色设计环境设计工作区工具条主菜单设计元素库15152) 2) 2) 2) 打开已有设计环境打开已有设计环境打开已有设计环境打开已有设计环境 3) 3) 设计环境设置设计环境设置 16162. 2. 2. 2. 设计环境窗口设计环境窗口设计环境窗口设计环境窗口1) 1) 1) 1) 设计工作区设计工作区设计工作区设计工作区17172) 2) 2) 2) 设计环境菜单设计环境菜单设计环境菜单设计环境菜单3) 3) 3) 3) 设计环境工具条设计环境工具条设计环境工具条设计环境工具条注意注意: : 设
4、计环境工具条可以通过设置使其显示或不显示在设计环境工具条可以通过设置使其显示或不显示在窗口中。除了系统缺省设置的工具条经常显示在设计窗窗口中。除了系统缺省设置的工具条经常显示在设计窗口内以外口内以外, ,其他工具条只有在执行某项命令时才会显示在其他工具条只有在执行某项命令时才会显示在设计窗口内。设计窗口内。标准工具条标准工具条视向工具条视向工具条1818二、设计元素二、设计元素1. 1. 1. 1. 设计元素与设计元素库设计元素与设计元素库设计元素与设计元素库设计元素与设计元素库1) 1) 设计元素设计元素图素 高级图素 工具图素 钣金图素 渲染 动画2) 2) 设计元素库设计元素库导航按钮
5、选项卡 滚动条已打开的图素导航按钮垂直滚动条设计元素选项卡图素设计元素3） 设计元素拖放式操作1919依次拖放依次拖放3 3个设计元素个设计元素拖放一个齿轮，然后拖放金属纹理加到齿轮上拖放一个齿轮，然后拖放金属纹理加到齿轮上20202. 2. 2. 2. 标准设计元素与附加设计元素标准设计元素与附加设计元素标准设计元素与附加设计元素标准设计元素与附加设计元素1) 1) 1) 1) 标准设计元素标准设计元素标准设计元素标准设计元素 设计元素库中缺省的设计元素设计元素库中缺省的设计元素2) 附加设计元素附加设计元素 从硬盘中调入的设计元素,如背景、石头、金属等。3)附加设计元素的装入 在主菜单中选
6、择“打开”，弹出打开对话框，然后在安装目录下找到“CAXACAXASolidCatalogs”子目录，选择添加的元素名称，如木材，并单击“打开”。 所有的设计元素库文件都有一个相同的“.icc”扩展名。2121附加设计元素的打开对话框附加设计元素的打开对话框附加设计元素附加设计元素木材木材2222三、标准智能图素三、标准智能图素1. 1. 1. 1. 标准智能图素及其定位标准智能图素及其定位标准智能图素及其定位标准智能图素及其定位1)标准智能图素标准智能图素2) 与形态造型有关的设计图素称为标准智能图素,3)简称标准图素或智能图素。其中，设计元素库中的4)图素、高级图素、工具（图素）和钣金（图
7、素）都5)属于标准智能图素。6) 标准智能图素有增料和减料两大类。7)7)2 2）标准智能图素的定位）标准智能图素的定位-智能捕捉智能捕捉中心对齐中心对齐面对齐面对齐23232. 2. 智能图素属性智能图素属性1) 1) 1) 1) 智能图素属性表智能图素属性表智能图素属性表智能图素属性表 在智能图素上单击右键,弹出快捷菜单,在菜单中选择“智能图素”属性选项,则弹出“智能图素”属性表。 智能图素形成过程不同（指拉伸、旋转和扫描等），属性表的内容和形式有所区别。24242) 2) 2) 2) 包围盒及操作柄包围盒及操作柄包围盒及操作柄包围盒及操作柄鼠标左键连续两次单击图素，进入智能图素编辑状态。
8、鼠标左键连续两次单击图素，进入智能图素编辑状态。在图素上出现黄色的最小矩形边框在图素上出现黄色的最小矩形边框-包围盒。包围盒。在包围盒的在包围盒的6 6个方向上分布个方向上分布6 6个红色圆点的操作柄。个红色圆点的操作柄。按住左键拖动操作柄可以可视化地改变包围盒大小。按住左键拖动操作柄可以可视化地改变包围盒大小。改变包围盒大小即可改变图素的大小。改变包围盒大小即可改变图素的大小。包围盒的操作柄以切换图标包围盒的操作柄以切换图标 表示。表示。2525在操作柄的红色圆点处单击右键。在操作柄的红色圆点处单击右键。弹出选择项快捷键菜单：弹出选择项快捷键菜单： 选择选择“ “编辑包围盒编辑包围盒” ”，
9、弹出，弹出“ “包围盒包围盒” ”对话框，通过输入对话框，通过输入数据可数据可以精确确定包围盒大小。以精确确定包围盒大小。 选择选择“ “使用智能捕捉使用智能捕捉” ”，可以将操作柄拖动到捕捉对象上。，可以将操作柄拖动到捕捉对象上。 选择选择“ “到点到点” ”，可以将操作柄拖动到指定的点上。，可以将操作柄拖动到指定的点上。 选择选择“ “到中心点到中心点” ”，可以将操作柄拖动到指定的中心点上。，可以将操作柄拖动到指定的中心点上。 26263 3 3 3）截面操作柄与切换图标）截面操作柄与切换图标）截面操作柄与切换图标）截面操作柄与切换图标单击包围盒处的切换图标，图标被切换为单击包围盒处的切
10、换图标，图标被切换为 形式，此图形式，此图标称为截面切换图标。标称为截面切换图标。在截面切换图标下，操作柄变为红色的三角形、方形或菱在截面切换图标下，操作柄变为红色的三角形、方形或菱形形式：形形式： 红色三角形为拉伸操作柄，位于拉伸设计的起始和结束截面上。红色三角形为拉伸操作柄，位于拉伸设计的起始和结束截面上。 红色菱形为截面操作柄，位于图素截面的边上。红色菱形为截面操作柄，位于图素截面的边上。 红色方形为旋转操作柄，位于旋转特征的起始截面上。红色方形为旋转操作柄，位于旋转特征的起始截面上。 27274 4 4 4）定位锚）定位锚）定位锚）定位锚在智能图素上，有一个由绿色点和两条绿色线构在智能
11、图素上，有一个由绿色点和两条绿色线构成的图形，称为定位锚。成的图形，称为定位锚。定位锚上的绿色点称为锚点，锚点是图素定位的定位锚上的绿色点称为锚点，锚点是图素定位的参考点。参考点。定位锚位于图素底面对称中心。当图素成为一个定位锚位于图素底面对称中心。当图素成为一个独立零件时，定位锚处出现一个独立零件时，定位锚处出现一个“ “图钉图钉” ”标志。标志。依据锚点来确定图素与图素或图素与零件之间的依据锚点来确定图素与图素或图素与零件之间的相对位置关系相对位置关系。定位锚具有方向功能。定位锚具有方向功能。28283. 3. 图素形状编辑图素形状编辑对拖放到工作区的智能图素可以进行形状编辑。对拖放到工作
12、区的智能图素可以进行形状编辑。形状编辑可以通过形状编辑可以通过“ “面面/ /边编辑边编辑” ”工具条进行。工具条进行。 边过渡： 将选定的棱边或表面倒圆； 边倒角： 将选定的棱边进行倒角； 表面移动：将选定的面移动到新的位置； 拔模斜度： 以某表面为基准，在选定的面上形成给定的拔 模斜度； 2929 编辑表面半径：编辑被选定圆柱面或圆锥面的半径；编辑表面半径：编辑被选定圆柱面或圆锥面的半径； 抽壳：在被选定的面上对图素或零件进行内部抽壳，抽壳：在被选定的面上对图素或零件进行内部抽壳， 选定面抽壳后为开口状态；选定面抽壳后为开口状态； 分裂零件：用定义的分裂零件：用定义的“切分零件切分零件”将
13、另一个零件造型将另一个零件造型 分成两个部分；分成两个部分； 截面工具：生成零件或装配件的截面。截面工具：生成零件或装配件的截面。 表面匹配：将选定的面与另一个面匹配； 表面等距：使被选择的面偏离原来的位置并保持等距； 删除表面：从零件造型中删除某个选定的面；30301) 1) 1) 1) 边过渡边过渡边过渡边过渡-圆角过渡圆角过渡圆角过渡圆角过渡待过渡元素类型待过渡元素类型过渡方式：等半径或变半径过渡半径值清除过渡应用并退出命令退出命令3131在图素或零件的边和面之间进行圆角过渡。在图素或零件的边和面之间进行圆角过渡。可进行等半径过渡，也可进行变半径过渡。可进行等半径过渡，也可进行变半径过渡
14、。32322 2 2 2）边倒角）边倒角）边倒角）边倒角-倒角过渡倒角过渡倒角过渡倒角过渡在图素或零件的面与面之间进行倒角过渡。在图素或零件的面与面之间进行倒角过渡。可选择可选择“ “两边距离两边距离” ”、“ “距离距离” ”、“ “距离距离/ /角度角度” ”等等3 3种方式。种方式。可进行等边倒角或不等边倒角。可进行等边倒角或不等边倒角。33333 3 3 3）抽）抽）抽）抽 壳壳壳壳将图素或零件挖空。将图素或零件挖空。拾取过滤：选择待挖空的面输入抽壳厚度预览34344 4）拔模斜度）拔模斜度在图素或零件表面增加拔模斜度生成拔模基准面输入拔模斜度的角度值应用，但不退出拔模斜度命令3535
15、四、三维球四、三维球 三维球是实体设计系统独特的定位工具。三维球是实体设计系统独特的定位工具。正确理解和掌握其各构成部分的含义与功能是灵活使正确理解和掌握其各构成部分的含义与功能是灵活使用三维球的关键。用三维球的关键。36361. 1. 1. 1. 三维球的组成三维球的组成三维球的组成三维球的组成中心控制手柄中心控制手柄二维平面外控制手柄圆周内空白区圆周定向控制手柄37372. 2. 2. 2. 功功功功 能能能能 1 1 1 1）圆）圆）圆）圆 周周周周 用鼠标左键用鼠标左键拖动圆周可以围绕从视点延伸到三维球球心拖动圆周可以围绕从视点延伸到三维球球心的一条虚拟轴线旋转的一条虚拟轴线旋转 。2
16、 2 2 2）外控制手柄）外控制手柄）外控制手柄）外控制手柄 沿轴线作线性平移沿轴线作线性平移; ; 将其指定为旋转轴将其指定为旋转轴; ; 使用其他功能前对轴线进行约束。使用其他功能前对轴线进行约束。3 3 3 3）定向控制手柄）定向控制手柄）定向控制手柄）定向控制手柄 将将三维球的中心作为一个固定支点三维球的中心作为一个固定支点为设计对象定位。拖动手柄使其轴线对为设计对象定位。拖动手柄使其轴线对准另一位置；准另一位置； 在手柄上单击右键，弹出在手柄上单击右键，弹出快捷菜单。快捷菜单。38384 4 4 4）中心控制手柄）中心控制手柄）中心控制手柄）中心控制手柄 进行进行“点点”的平移。将其
17、直接拖动到另一设计对象的的平移。将其直接拖动到另一设计对象的位置上，单击右键，弹出快捷菜单。位置上，单击右键，弹出快捷菜单。5 5 5 5）二维平面）二维平面）二维平面）二维平面 拖动二维平面的边框可以在该虚拟平面内实现自由拖动二维平面的边框可以在该虚拟平面内实现自由移动。移动。6 6 6 6）圆周内空白区）圆周内空白区）圆周内空白区）圆周内空白区 实现拖动旋转；单击右键，弹出选择菜单进行选项实现拖动旋转；单击右键，弹出选择菜单进行选项设置。设置。3939三维球各配置选项的功能三维球各配置选项的功能: :移动图素和定位锚移动图素和定位锚: : 仅移动图素仅移动图素仅移动三维球仅移动三维球定位三
18、维球球心定位三维球球心重新设置三维球到定位锚重新设置三维球到定位锚三维球定向三维球定向显示二维平面、定向控制手柄或所有控制手柄显示二维平面、定向控制手柄或所有控制手柄显示被约束尺寸显示被约束尺寸允许无约束旋转允许无约束旋转改变捕捉范围改变捕捉范围40403. 3. 3. 3. 信息反馈信息反馈信息反馈信息反馈拖动光标，使操作对象绕选定轴旋转。拖动光标，以便利用选定的定向手柄重新定位。拖动光标，以便利用中心手柄重新定位。拖动光标，以便利用选定的一维控制手柄重新定位。拖动光标，以便利用选定的二维平面重新定位。 沿着三维球圆周拖动光标，以使操作对象沿着三维球中心点旋转。 拖动光标，以便沿着任意方向自
19、由旋转。 41414. 4. 4. 4. 三维球操作三维球操作三维球操作三维球操作 1 1 1 1）一维移动）一维移动）一维移动）一维移动直线平行移动直线平行移动直线平行移动直线平行移动 2 2 2 2）二维移动）二维移动）二维移动）二维移动虚拟平面内移动虚拟平面内移动虚拟平面内移动虚拟平面内移动3 3 3 3）三维旋转：）三维旋转：）三维旋转：）三维旋转： 绕中心旋转绕中心旋转 沿三个轴同时旋转（允许无约束旋转）沿三个轴同时旋转（允许无约束旋转） 42425. 5. 5. 5. 三维球定向操作三维球定向操作三维球定向操作三维球定向操作 1 1）到）到 点点可以使被选定的定位控制手柄方向与从三
20、维球中心延伸到第二个操作对象上选定点（被捕捉到的点）之间的一条虚拟线平行对齐。2 2）到中心点）到中心点 可以使三维球上选定的定位控制手柄方向与从三维球中心延伸到圆柱体（或旋转特征形成的实体）操作对象的一端或侧面中心位置的一条虚拟线平行对齐。3 3）点到点）点到点 可使三维球上选定的定位控制手柄方向与在第二个操作对象上选定的两个点之间的一条虚拟线平行对齐。43434 4 4 4）与边平行）与边平行）与边平行）与边平行可以使三维球上选定的定位控制手柄方向与在第二个操作对可以使三维球上选定的定位控制手柄方向与在第二个操作对象上选定的一条边平行对齐。象上选定的一条边平行对齐。5 5 5 5）与面垂直
21、）与面垂直）与面垂直）与面垂直可以使三维球上选定的定位控制手柄方与在第二个操作对象上可以使三维球上选定的定位控制手柄方与在第二个操作对象上选定的某个平面垂直对齐。选定的某个平面垂直对齐。6 6 6 6）与轴平行）与轴平行）与轴平行）与轴平行可以使三维球上选定的定位控制手柄方向与圆柱形（或旋转特可以使三维球上选定的定位控制手柄方向与圆柱形（或旋转特征形成的实体）操作对象的轴线平行对齐。征形成的实体）操作对象的轴线平行对齐。7 7 7 7）反）反）反）反 转转转转 可以使三维球连同操作对象与选定的定位控制手柄的垂直位可以使三维球连同操作对象与选定的定位控制手柄的垂直位置为基准，从当前位置逆时针反转
22、置为基准，从当前位置逆时针反转9090。 44448 8 8 8）镜）镜）镜）镜 像像像像选择下述选项，可以实现“镜像”操作： 移动：选择此选项，可以使操作对象以三维球上选定的 定位控制手柄的垂直线为对称轴线，实现镜像的 移动操作。镜像后，原位置上的操作对象消失， 不再被保留。 拷贝：选择此选项，可以使操作对象以三维球上选定 的定位控制手柄的垂直线为对称轴线，实现镜像的 拷贝操作。镜像后，原位置上的操作对象保留不变。 链接：链接：选择此选项，不仅可以实现镜像拷贝功能，而且 可以使生成的操作对象与原操作对象的链接。 4545五、设计树、基准面与坐标系五、设计树、基准面与坐标系 1. 1. 设计树
23、设计树 1) 1) 打开设计树打开设计树- 或46462)2)通过设计树选择设计环境中的项通过设计树选择设计环境中的项3)3)利用设计树编辑设计环境中的项利用设计树编辑设计环境中的项4)4)利用设计树为一个项命名利用设计树为一个项命名5)5)利用设计树改变零件历史信息利用设计树改变零件历史信息 举例举例: : 拖放顺序:圆柱体、孔类圆柱体、球体4747 球体上没有孔 改变球体与孔类圆柱体的前后位置，则球体上被打孔 48482.2.基准面与坐标系基准面与坐标系 1) 1) 显示基准面显示基准面 基准面上显示坐标面和坐标轴4949 2) 2)编辑基准面编辑基准面 3)3)显示基准面栅格显示基准面栅
24、格 5050六、向导与视向六、向导与视向 1. 1. 向向 导导 1) 1) 向导的概念向导的概念2) 2) 向导的种类与功能向导的种类与功能 视向向导 自定义图素向导: 拉伸自定义图素向导 旋转自定义图素向导 扫描自定义图素向导 放样自定义图素向导 智能渲染向导 插入光源向导 智能动画向导51512. 2. 2. 2. 视视视视 向向向向 生成视向 5252在设计环境中移动修改视向5353七、零件与装配设计七、零件与装配设计 1) 1) 零件构成方式零件构成方式 标准智能图素：直接从设计元素库中选取。 变形的标准智能图素：对标准智能图素进行编辑。 自定义标准智能图素：由二维截面生成三维造型。
25、 智能图素的组合：通过三维球工具进行组合。 1. 1. 零件设计零件设计5454 3) 3) 两种设计方法两种设计方法 可视化设计：拖放操作，草图设计。 精确设计：编辑包围盒，只能尺寸。 2. 2. 装配设计装配设计2) 2) 对设计对象的编辑状态对设计对象的编辑状态 零件编辑状态：第一次单击左键。 智能图素编辑状态：第二次单击左键。 表面编辑状态：第三次单击左键。55553.2 零件设计零件设计底座底座智能图素应用智能图素应用图素的编辑状态图素的编辑状态三维球的功能和应用三维球的功能和应用孔类图素的应用孔类图素的应用56563.3底座零件标准视图的生成底座零件标准视图的生成标准视图工具标准视图工具视图如何编辑视图如何编辑视图自动标注视图自动标注3D和和2D的几何尺寸自动关联的几何尺寸自动关联57573.4 零件轴测图的生成零件轴测图的生成轴测图基本知识轴测图基本知识轴测图如何分类轴测图如何分类由由3D模型自动生成轴测图模型自动生成轴测图58583.5 机构动画（选学）机构动画（选学）动画的生成和编辑动画的生成和编辑零件的约束关系零件的约束关系如何输出动画如何输出动画5959
