三维创新设计培训教程.docx

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1、第2章 三维创新设计2.1 智能图素智能图素是CAXA实体设计中的三维造型元素。标准智能图素是CAXA实体设计中已经定义好的图素，包括长方形、锥体等常见的几何实体，还有各种孔类图素，各种高级图素、标准件图素、三维文字图素等。这些图素按形状分为各种设计元素库，只需从设计元素库中拖放到设计环境里即可使用。在CAXA实体设计中，大部分零件设计都是从单个图素开始的，这个图素可采用CAXA实体设计某个设计元素库的标准智能图素，也可以是自定义的图素。2.1.1 图素及其编辑状态在对图素进行操作以前，都需要先选定它。如要移动一个长方体图素就需要先选定它。对智能图素的选定，智能图素编辑状态：在同一零件上用鼠标

2、左键再单击一次，进入智能图素编辑状态。在这一状态下系统显示一个黄色的包围盒和6个方向的操作手柄。在零件某一角点显示的蓝色箭头表示了生成图素时的拉伸方向，并有一个红色手柄图标表示可以拖动手柄修改图素的尺寸。如图2-1所示。图2-1 智能图素编辑状态如果要取消对长方体的选定，只需单击设计环境背景的任意空白处，图素上加亮显示的轮廓消失，表示不再是被选定状态。智能图素的编辑状态有两种：包围盒操作柄和图素操作柄，单击上图中左下角的小图标可以在这两种状态之间进行切换。2.1.2 包围盒、操作手柄与尺寸编辑 在实体设计中，可以直接通过拖放的方式编辑零件尺寸，而不必须设定尺寸值，这样就可以方便快捷的进行创新设

3、计。这一特点，就是通过包围盒来实现的。1包围盒在默认状态下，对实体单击两次，进入智能图素编辑状态。在这一状态下系统显示一个黄色的包围盒和6个方向的操作手柄。如图2-2所示。2包围盒操作柄包围盒的主要作用是调整零件的尺寸。将鼠标放置在操作手柄处，就会出现一个小手、双箭头和一个字母。字母表示此手柄调整的方向：L为长度方向，W为宽度方向，H为高度方向。如图2-3所示。 图2-2 包围盒 图2-3 调整包围盒拖动包围盒的操作手柄，零件尺寸即随之改变。调整的方式有两种：可视化和精确化。(1) 可视化修改包围盒的尺寸只要单击零件到智能图素状态，出现包围盒及尺寸手柄。把鼠标移向红色手柄直至出现一个手形和双箭

4、头，左击并拖动手柄，此时还会出现正在调整的尺寸值，拖放到零件到满意的大小，松开鼠标即可。(2) 精确定义包围盒的尺寸除了可视化设计以外，还可以在包围盒中精确的定义图素的尺寸数值。两次单击零件，出现包围盒。在实体设计2005以后的版本新增加了尺寸显示功能：当单击智能图素包围盒手柄时将显示尺寸值，可以在尺寸值上右击鼠标，编辑数值。在弹出的“编辑操作柄的值”对话框中输入数值。如图2-4所示。图2-4 尺寸显示功能多项编辑：能够多选智能图素包围盒操作柄(需要按住Ctrl键) 以及同时拖动手柄修改多个尺寸。拖动的同时图素的定位锚也会移动，保证尺寸修改关于定位锚对称修改的。这样可以方便地对称修改图素的多个

5、尺寸。如图2-5所示。 图2-5 多项尺寸编辑精确的定义图素的尺寸还可以使用操作柄右键菜单中的选项。3操作手柄的右键菜单移动鼠标到包围盒的操作手柄上，当出现手形和双箭头时右击鼠标，弹出菜单如下图2-6所示。（1）编辑包围盒：从操作手柄的右键菜单中选择“编辑包围盒”。出现一个输入对话框，其中的数值表示当前包围盒的尺寸。输入新的数值，选择“确定”。如图2-7所示。 图2-6 操作手柄右键菜单 图2-7 编辑包围盒对话框除了“编辑包围盒”选项外，精确地重新设置智能图素尺寸还可选用其它选项，进而完成对零件的修改：（2）改变捕捉范围：智能图素手柄能够按要求设置捕捉增量。选择右击菜单下的改变捕捉范围线性捕

6、捉增量 (无单位或指定单位增量)。如图2-8所示。图2-8 设置捕捉增量在“线性捕捉增量” 设置捕捉增量的值。如果勾选“无单位”，则捕捉增量的单位随默认单位设置变化，数值不变。如果不勾选“无单位”，则捕捉增量的值会随着默认单位设置换算。比如，在默认单位为厘米的情况下，设置捕捉增量为1cm，如图2-9所示。将默认单位设置为毫米后，智能捕捉增量的值换算为10mm。 图2-9 捕捉增量值的换算不勾选“缺省捕捉（按Ctrl自由拖动）”，在拖动智能图素包围盒手柄时，需要按住Ctrl键调用设置好的捕捉增量。如果勾选此项，则拖动包围盒手柄即调用设置好的捕捉增量，按住Ctrl键手柄可自由拖动，不受捕捉增量的限

7、制。（3）使用智能捕捉：选择这一选项可以显示对应于选定操作柄同一零件的点、边和面之间的“智能捕捉”反馈信息。选定“智能捕捉”选项后，包围盒操作柄的颜色加亮。“智能捕捉”功能在选定操作柄上一直处于激活状态，直到从弹出菜单中取消该选项为止。（4）到点：选择这一选项，可以将选定操作柄的关联面相对于设计环境中另一对象上的某一点对齐。当操作柄捕捉增量一项设置为缺生设置时，此项会受到捕捉增量的影响。（5）到中心点：选择这一选项，可以将选定操作柄的关联面相对于设计环境中的某一对象的中心对齐。还可以通过修改智能图素的属性表修改包围盒尺寸：两次单击零件进入智能图素编辑状态。在零件空白处右击鼠标，从弹出的对话框选

8、择“智能图素属性”。选择“包围盒”选项卡，输入长、宽、高的数值。具体调整方法详见本章2.1.5智能图素属性设置。4图素操作柄在如图2-10所示的图素中，可以看到蓝色箭头旁边小方框中的标志，这就是手柄开关。手柄开关可以使在2个不同的智能图素编辑环境之间切换。包围盒状态。如图2-10所示，这时可以通过拖动手柄修改围绕智能图素的包围盒的长、宽、高。形状设计状态。如图2-10所示，这时可以直接修改构成智能图素的草图的尺寸和形状。图2-10 包围盒状态和形状设计状态在智能图素编辑状态，当显示包围盒操作柄时，单击操作柄切换图标，图素操作柄就显示出来了。根据选定图素的类型，可显示以下图素操作柄中的一种或多种

9、：红色的三角形拉伸操作柄，位于拉伸设计的起始和结束截面。红色的棱形草图操作柄，位于所有类型图素截面草图的边上。但是如果要查看轮廓操作柄，必须把光标移动到草图的边上。方形旋转操作柄，位于旋转设计的起始截面。如图2-11所示。图2-11 显示图素操作柄的长方体和饼形智能图素（1）利用拉伸设计操作柄进行可视化编辑：1). 在智能图素编辑状态选定长方体。2). 单击“操作柄切换图标”以切换到图素编辑图标，显示拉伸设计操作柄。3). 把光标移动到其中一个拉伸设计操作柄之上，直到光标变成带双向箭头的小手形状。4). 按住鼠标的左键并拖动拉伸设计操作柄，这样就可以改变长方体的尺寸。(2) 使用拉伸设计操作柄

10、精确地编辑：要使用拉伸设计操作柄精确地编辑拉伸设计的尺寸，只要右击拉伸设计起始或结束截面的拉伸操作柄，显示其弹出菜单，选定“编辑拉伸长度”选项，输入所需数值，然后选定“确定”按钮。除“编辑距离”选项外，还有其它选项用于精确设置智能图素尺寸的，它们可帮助完成零件的修改：使用智能捕捉功能、到点、到中心点。(3) 利用草图图素操作柄进行可视化编辑：1). 如果需要，在智能图素编辑状态下选定长方体。2).在长方体图素上右击鼠标，从弹出菜单中选择“显示切换图标”选项，然后选择“形状设计”选项。不过，轮廓图素操作柄最初是看不见的。3).沿着长方体图素侧面底边移动光标。当光标在各条边上移动时，将显示红色的方

11、形轮廓操作柄，光标在其上时也变成双向箭头的小手形状。每一个轮廓图素操作柄只有光标移动到关联面上时才显示。4).单击并拖动需要修改的轮廓图素操作柄，改变长方体图素的尺寸。(4) 利用草图图素操作柄进行精确编辑：若要利用轮廓图素操作柄精确地改变图素的尺寸，应右击对应的尺寸操作柄，从弹出菜单中选择“编辑距离”选项，输入所需距离值，然后选择“确定”。除了“编辑距离”选项外，还可以选用以下轮廓图素操作柄选项。如图2-12所示。图2-12 轮廓图素操作柄选项1). 编辑距点的距离。使用此选项首先确定一个基准点，作为选定操作柄移动距离测量的起点。缺省时，距离的测量起点是选定轮廓图素操作柄关联面的当前位置。s

12、 点：选择这一选项，然后在选定对象或其他对象上选定一个基准点，作为选定图素操作柄移动的距离测量起点。“编辑距离”对话框显示出来，如果需要改变距离，就输入精确的距离值。s 中心点：选择这一选项，然后选择一个回转体，把它的轴线作为选定操作柄移动距离的测量起点。“编辑距离”对话框显示出来，如果需要改变距离，就可以输入精确的距离数值。如下图2-13所示，长方体左表面以圆环的中心点作基准，设置距离尺寸。图2-13 以圆环的中心点作基准编辑长方体左表面尺寸2）.捕捉点。选择这一选项，然后在选定对象或其他对象上选定一个基准点，选定操作柄的关联面会迅速与基准点对齐。3）.捕捉中心点。选择这一选项，然后在一回转

13、体轴线上选定一个基准点，以迅速使选定操作柄的关联面与回转体的轴线对齐。4）.与边关联。选择此选项，然后在一个其他对象上选定一个基准边，以迅速使选定操作柄的关联面与基准边对齐。且当基准边改变位置时，两者总保持一致。5）.设置操作柄捕捉点。使用这些选项，为选定操作柄确定一个对齐点。s 到点：选择这一选项，然后在其他对象上选定一个点作为选定操作柄的对齐基准点。当拖动操作柄时，操作柄相对于这一基准点的距离数值就反馈显示出来。s 到圆心点：选择这一选项，然后在一回转体上选定一点，以其为选定操作柄的对齐基准点。当拖动操作柄时，操作柄相对于这一基准点的距离数值就反馈显示出来。6）.操作柄的位置。使用这些选项

14、来改变轮廓图素操作柄的方向。s 到点：选择这一选项，可使选定操作柄与操作柄基点和其他对象上选定基准点之间的虚线平行对齐。s 到中心点：选择这一选项，可使选定操作柄与从圆柱体中心点引出的虚线平行对齐。s 点到点：选择这一选项，可使选定操作柄平行于其他对象上两选定基准点间的虚线对齐。s 与边平行：选择这一选项，可使选定操作柄与其他对象上的选定边平行对齐。s 与面垂直：选择这一选项，可使选定操作柄与其他对象上的选定面垂直对齐。s 与轴平行：选择这一选项，可使选定操作柄平行于圆柱体的轴线。7）.操作柄重置。选择这一选项，可使选定操作柄恢复到其缺省位置和方向。下面的示例练习需要用一个旋转设计来演示旋转设

15、计操作柄。从图素设计元素库中选定“饼形”图素，拖放到设计环境上，并与长方体图素分离放置。(5) 利用旋转设计操作柄进行可视化编辑图素：1).从“图素”设计元素库拖入在智能图素编辑状态选定“饼状体图素”。2).单击“操作柄切换”以切换到图素操作柄编辑状态。图素即以黄颜色加亮显示，并显示红色的方形旋转设计操作柄。3).把光标移动到方形旋转设计操作柄上，直到光标变成小手形状。这个操作柄如下图2-14所示。4).单击并拖动旋转设计操作柄，拖离饼形图素。拖动操作柄时，旋转设计操作柄按弧形路线移动，饼图素的基部就更多甚至变成圆柱体图素。还可以试着向相反的方向拖动。若要把旋转设计操作柄旋转一个精确的角度，应

16、在操作柄上右击鼠标，选定“编辑数值”选项，在“旋转”对话框中输入对应的角度（0360 度），然后选定“确定”按钮。如图2-15所示。“旋转设计操作柄”的名称源于CAXA实体设计 的自定义图素生成方法之一旋转法。 图2-14旋转设计手柄 图2-15 精确定义旋转角度2.1.3 定位锚及位置CAXA实体设计中的每一个元素图素、零件、装配、截面等，都有一个定位锚，它由一个绿点和两条绿色线段组成，看起来像一个“L”形标志。当一个图素被放进设计环境中而成为一个独立的零件时，定位锚位置就会显示一个图钉形标志。定位锚的长的方向表示对象的高度轴，短的方向为长度轴，没有标记的方向是宽度轴。如图2-16所示。每个

17、定位锚都有一个默认的位置，一般来说都是元素的中心。如果想将定位锚移动到其它的地方，可以在定位锚呈黄色状态时，单击三维球，使用三维球的定位功能将定位锚重定位。2.1.4 智能图素方向从设计元素库中拖出智能图素时，这些标准图素都有一个默认的方向。当智能图素拖入设计环境中作为独立图素时，其方向是由它的定位锚决定的。也就是定位锚的方向与设计环境坐标系的方向一致，长宽高分别与坐标系的XYZ轴平行。如图2-17所示。 图2-16定位锚 图2-17 智能图素的默认方向 当智能图素被拖到其他的图素上时，智能图素的方向会受到其放置表面的影响，智能图素的高度正方向指离其放置表面。如图2-18所示。 图2-18 智

18、能图素的方向与其放置表面的关系 2.1.5 智能图素属性设置在智能图素状态下右击鼠标，选择右键菜单上的“智能图素属性”，出现“拉伸特征”对话框。如图2-19所示。图2-19 拉伸特征对话框1常规如图2-19所示，在常规选项卡中，是智能图素的类型及名称。类型：指此智能图素的特征生成方法。根据实体设计中的特征生成方法分为拉伸特征、旋转特征、扫描特征、放样特征。系统名称：系统给每个图素的默认名称。不能更改。名称：此图素在设计环境中的名称。这个名称可以在此对话框中或设计数中编辑。在该设计环境下连接到零件：这个只读区域显示被选中的图素和其他设计环境中图素/零件之间的链接情况。压缩：是否将该智能图素压缩。

19、压缩后图素不可见。2包围盒如图2-20所示。在此页设置包围盒的值及其他属性。 图2-20 包围盒选项卡（1）尺寸：在这里调整包围盒的尺寸值，分别是长度、宽度和高度。对应包围盒操作柄上L、W和H。（2）调整尺寸方式：设置调整包围盒长、宽、高的方式。每栏有三个选项：关于包围盒中心；关于定位锚；从相反的操作柄。这些方式指的是拖动包围盒操作柄改变尺寸时，尺寸值相对于那个基准改变。如果是关于包围盒中心，那么拖动包围盒操作柄时，尺寸变化以包围盒为基准，尺寸都是对称的改变，也就是包围盒的中心保持不动。如图2-21所示为调整高度和宽度两个方向时图素的变化。 图2-21 关于包围盒中心的调整尺寸方式如果是关于定

20、位锚，那么拖动包围盒操作柄时，尺寸变化以定位锚为基准，尺寸都是关于定位锚改变，也就是定位锚的位置保持不动。如图2-22所示。 图2-22 关于定位锚中心的调整尺寸方式如果是从相反的操作柄，则相反操作柄保持不变，零件尺寸随拖动操作柄变化。如图2-23所示。 图2-23 从相反的操作柄的调整尺寸方式（3）显示：此项设置尺寸操作柄是否显示。默认状态下长宽高六个操作柄都会显示。（4）时态锁定：锁定两个或多个尺寸的比例关系。选项有长和宽、长和高、宽和高、所有。（5）允许调整包围盒：选定这一选项，允许在重置包围盒尺寸时修改其计算公式。要保存公式就要取消这项选项，否则当在“图素”菜单中选择“重置包围盒”选项

21、时公式就会丢失。（6）显示公式：选择此项（前面打钩），可以在包围盒上显示公式，从而对零件进行参数化。如果没有选择此项，试图将尺寸值用公式代替，会弹出如下图2-24所示消息框。图2-24 消息框3定位锚 在此页设置该智能图素的定位锚的位置、方向等。如图2-25所示。图2-25 定位锚选项卡（1）定位锚位置 可以精确地确定定位锚与包围盒角点的位置。在L、W、H后面的输入框中输入具体的数值来确定。（2）定位锚方向绕该轴旋转：下面有L、W、H几个选项，希望图素围绕定位锚的哪个轴旋转，就在其后填入1。用这个角度：图素围绕定位锚某个轴旋转的角度。这两个选项设置后，定位锚与父零件的相对位置不变，而图素的位置

22、和方向发生改变。此时，定位锚与图素的相对位置关系也发生改变。4位置这里给出了图素定位锚相对父零件定位锚点的位置和方向。如图2-26所示。位置：在位置后面的长宽高中输入数值，可以调整图素定位锚与父零件锚点的相对位置。方向：绕该轴旋转：下面有L、W、H几个选项，希望图素围绕定位锚的哪个轴旋转，就在其后填入1。用这个角度：图素围绕定位锚某个轴旋转的角度。注意：要使此处的更改成功应用，需要首先对图素定位锚位置后的长宽高其中一项进行过修改，或者在定位锚的几个选项中选择“在空间自由拖动”，如图2-27所示。 图2-26 位置选项卡 图2-27 定位锚设置固定在父节点中：选择此项后，此图素和整体零件的相对位

23、置就确定下来，对话框中图素的位置和方向等值就无法再输入更改。如图2-28所示。图2-28 固定在父节点中5抽壳 使用此选项卡对图素进行抽壳，形成薄壁。在默认状态下，整个图素是一个实心图素。此选项卡的选项如下，没有选择“对该图素进行抽壳”，其他选项都是灰色的。如图2-29所示。图2-29 抽壳选项卡的默认状态 勾选“对该图素进行抽壳”后，可以对以下抽壳选项进行设置，如图2-30所示。 打开终止截面：选择此项后，拉伸图素的终止截面会打通。打开起始截面：选择此项后，拉伸图素的起始截面会打通。图2-30 对该图素进行抽壳通过侧面抽壳：当零件是圆柱等回转体时，侧面是一个连续的面，此项为灰色。对图素进行过

24、抽壳后，如果是有侧面的图素，如长方体、棱柱等，再次进入该对话框就会发现“通过侧面抽壳”可以选择了。此时还只能选择一个侧面。高级选项：在图素表面停止抽壳：起始截面：选择此选项后，抽壳终止于本图素的起始截面，不会对相邻图素产生影响。此时下面“多图素抽壳”中的“起始偏移”中的值不再起作用。终止截面：选择此选项后，抽壳终止于本图素的终止截面，不会对相邻图素产生影响。此时下面“多图素抽壳”中的“终止偏移”中的值不再起作用。多图素抽壳：指零件存在多图素时，此图素的抽壳操作对其它图素的影响。起始偏移：在抽壳图素的起始面处，抽壳的偏移量。如果不是零值，抽壳将影响到相邻的图素，抽壳部分向相邻图素延伸此数值。如图

25、2-31所示为圆柱体图素抽壳起始偏移为3的结果。此处的数值只能是0或更大的值。如图2-32所示。终止偏移：在抽壳图素的终止面处，抽壳的偏移量。如果不是零值，抽壳将影响到终止面相邻的图素。影响效果与起始偏移类似。 图2-31 起始偏移 图2-32 偏移数值只能是0或更大的值显示公式：各数值输入对话框内可以用公式与其它参数联系起来。6表面编辑在此选项卡中，点选不同的选项使图素表面发生某种变形。默认的选项是“不进行表面编辑”。如图2-33所示。图2-33 表面编辑选项卡哪个面：在这里选择对哪个面进行编辑。选择后将被编辑的面在左边的图中为红色显示，右边的几个小图也随之改变，会预显编辑后的结果。如图所示

26、。重新生成选择的表面：l 不进行表面编辑：即表面保持特征生成时的原状。l 变形：所选表面发生变形。变形效果为表面中央向上突起。如图2-34所示为长方体图素终止截面变形高度为10时的对话框选项设置及其结果。注意：各图素的侧面无法进行变形和贴合，如图2-35所示。 图2-34 终止截面变形高度10 图2-35 侧面无法进行变形和贴合l 拔模：定义图素的某个表面的拔模角度等。定位角度：定位拔模的方向。这个角度指的是从起始拔模的方向旋转的角度。倾斜角：定义拔模的角度。l 贴合：与相邻表面贴合到一起，被编辑表面根据相邻表面的形状进行相应的改变。7棱边编辑在这个选项卡里可以设置图素各边的倒角或者倒圆过渡。

27、哪个边：在这里选择对哪个边进行编辑。选择后将被编辑的边在左边的图中为红色显示。如图2-36所示。不过渡：选择的边不进行圆角或倒角过渡。圆角过渡：选择的边进行圆角过渡。圆角半径在后面“半径”输入框中输入。倒角：选择的边进行倒角过渡。倒角值在后面“半径”输入框中输入。在右边插入和从左边插入框内分别输入倒角值，可以相同也可以不同。图2-36 棱边编辑对话框8拉伸在这个选项卡中，可以编辑拉伸图素的截面和拉伸深度。如图2-37所示。图2-37 拉伸对话框截面：编辑图素的截面。单击“属性”，得到如下图2-38所示对话框。图2-38 截面属性对话框在如图2-38所示对话框中选择“轮廓”选项卡，访问“轮廓”属

28、性表，如图2-39所示。图2-39 轮廓属性表此时出现的属性表类似于一个电子数据表，它以数字形式表示截面。当利用“二维绘图”工具在截面上绘制直线或其他几何图形时，应单独定义一套坐标、角度和其他值。这些值是用“轮廓”属性表上的数值表示的。每个截面都包含一条或多条轮廓，即一系列直线、圆弧和其他图形元素，它们首尾相连构成敞开或封闭的造型。可以利用一条以上的轮廓线生成一个简单的截面或轨迹线。例如，如果截面中有一个内含一个圆的矩形，那么该截面就包含两条轮廓线。属性表一次只能显示一条轮廓线的数据。若要显示其他二维轮廓线的数据，应在电子数据表下的下拉列表中选择该轮廓线。如果截面包含有20条轮廓线，该列表就会

29、按照轮廓线的生成顺序显示20个输入条目。若要修改二维几何图形，可在“轮廓”属性表列表中编辑一个或多个值。例如，如果需要一条以二维绘图栅格原点为起点的直线，那么可以在包含该直线数据的行中的第二和第三列位置上输入0。选择“确定”按钮关闭该属性表，系统更新该图并反映出新值。该列表各行表示二维轮廓线的各个组成部分。这些组成部分包括图形的起点、其中包含的所有直线和曲线（圆|、椭圆、圆弧、B 样条曲线和圆角）。该列表各列包含了各个二维对象特定的坐标、角度和其他值。列表各值的含义详见3.6.9草图属性编辑。9交互交互选项卡如图2-40所示。图2-40 交互选项卡在此选项卡中，设置的鼠标操作对智能图素的影响。

30、双击操作在默认设置中为选中智能图素，进入图素编辑状态。拖动定位：用鼠标拖动智能图素定位锚时对图素的影响，默认的为“固定位置”，此时无法拖动。可根据需要更改为其他选项。也可以通过定位锚的右键菜单对此项进行设置。快速拖放：鼠标快速拖方式对智能图素的影响，默认为无。10变量对于实体设计的高级图素，还有一个特别的选项卡，这就是“变量”选项卡。图素的结构不同，变量表中的内容也不同。如图所示为常见的工字梁的变量选项卡。在按序号排列的对话框中，可以修改其宽度、高度、凸缘厚度、梁腹厚度、倒角半径等数值。其他图素的变量内容不同，但基本上可以根据其数值名称确定它的物理含义。在这里需要注意的是其单位默认为米。显示公

31、式：选择此项后，变量中的各值将由公式代替，可以直接看出相互之间的关系，如图2-41所示。不选择此项时，可以直接看到各值的大小。自动尺寸：选择本复选框后，CAXA实体设计 就可以自动调整电子数据表的列宽度，使之能够容纳各列中的内容。图2-41“变量”选项卡中显示公式2.1.6 智能图素参数化CAXA实体设计中的参数使能够在参数之间建立关联关系，使用自定义表达式使它们与形状包围盒参数连在一起，也可以在“参数表”添加表达式。“参数表”是显示所有系统定义和自定义参数的表格。参数表可用于设计环境、装配件、零件、图素、形状或轮廓。具体内容见本手册6.4参数化一节。2.2 拖放操作与智能捕捉CAXA实体设计

32、作为三维设计软件，有着独特的设计方法。它拥有丰富的设计元素库，方便的拖放式造型和编辑方法，使的设计工作如同搭积木一样简单而充满乐趣。这里向介绍CAXA实体设计的这些显著特点：其独有的三维球，独特的造型方法，编辑方法和定位方法。2.2.1 拖放式操作1用拖放式操作创建实体CAXA实体设计所独有的设计元素库可以用于设计和资源的管理。如图2-43所示。范围广泛的设计元素库包含了诸如形状、颜色、纹理等设计资源，同时可以创建自己的元素库，积累的设计成果并与其它人分享。设计元素库的存在，清晰直观，而且只需拖放即可造型，大大加快了设计速度，提高工作效率。利用设计元素库提供的智能图素并结合简单的拖放操作是CA

33、XA实体设计易学、易用的集中体现。要拖入一个设计元素，只需进行如下简单操作：（1）打开一个设计元素库。（2）发现所需要的设计元素或智能图素。（3）鼠标拾取它，按住鼠标左键把它拖到设计环境当中，然后松开鼠标左键。2右键的拖放操作当用右键从设计元素库中拖放一个图素到设计环境中已有的零件上时，松开鼠标的同时会弹出一个菜单，如图2-43所示。在这个菜单中可以选择此图素作为已有零件的一个特征、零件还是装配特征。选择不同，它与原零件的关系也不同。 图2-42 设计元素库 图2-43 右键拖放的选择菜单3用拖放式操作进行尺寸修改当选中一个标准零件并进入智能图素编辑状态时，缺省情况下会出现黄色的包围盒和一个手

34、柄开关并显示为包围盒状态。智能图素编辑有两个：包围盒状态、截面形状状态，如图2-44所示。手柄开关可以使在2个不同的智能图素编辑环境之间切换。 图2-44包围盒状态和截面形状状态如果需要近似的修改包围盒的尺寸：（1）单击零件使出现包围盒及尺寸手柄。（2）鼠标移向红色手柄直至出现一个手形和双箭头。（3）左击并拖动手柄。截面形状的修改。（1）双击零件进入智能图素编辑状态。（2）单击手柄开关切换到截面形状修改状态。（3）拾取并拖动红色三角形手柄，修改拉伸方向的尺寸。（4）拾取并拖动红色菱形手柄修改截面的尺寸。2.2.2 智能捕捉1. 智能捕捉点的绿色反馈特征在CAXA实体设计中，会注意到很多地方都有

35、智能捕捉绿色智能捕捉反馈，智能捕捉与图素的大小设置有关，也与图素和零件的定位相关。例如，在将圆柱体拖放到长方体中央时，CAXA实体设计的智能捕捉反馈呈绿色加亮状态显示在曲面的边上，并在其中点显示出一个较大的绿点。利用“智能捕捉”功能，能够帮助图素迅速定位。当按住Shift键，然后在智能图素编辑状态选定并拖动图素的某个面或锚点时，即可激活智能捕捉功能。在零件表面上拖动鼠标时，当鼠标拖动点落到相对面、边或点上，绿色智能捕捉虚线和绿色智能捕捉点会自动显示。在零件设计过程中，通过“智能捕捉”操作，可以明显提高定位效率。绿色反馈是CAXA实体设计智能捕捉功能的显示特征，智能捕捉到的面、边、点均以绿色加亮

36、显示，绿色智能捕捉反馈是在零件上对图素进行可视化定位的一个重要辅助工具。按住Shift键可激活智能捕捉反馈显示功能。智能捕捉各种点的绿色反馈显示特征有三种：大的绿点表示顶点，小绿点表示一条边的中点或一个面的中心点。由无数个绿点组成的点线表示边。图2-45所示。 边或面上中点表示边的点顶点图2-45 智能捕捉点的绿色反馈特征也可以将智能捕捉指定为缺省手柄操作：在“工具”菜单中选择“选项”，然后在对话框中选择“交互”选项卡，并选择第一个选项“捕捉作为操作柄的缺省操作（无Shift 键）”，然后选定“确定”。如图2-46所示。当本选项被设定为缺省选项时，就不必为了激活“智能捕捉”而按住Shift键，

37、因为此时“智能捕捉”在所有手柄上都总是处于激活状态。当捕捉被设置为缺省手柄操作设置时，按住Shift键可禁止智能捕捉手柄操作。图2-46 将智能捕捉指定为缺省手柄操作2右键菜单中智能捕捉设置右击相应的手柄并从随之弹出的菜单上选择“改变捕捉范围”，弹出操作柄捕捉设置对话框，如图2-47所示。线性捕捉增量：输入数值。此数值为拖动手柄时每次的增减量。如果设置为10，此时该手柄对应的数值只能以10mm的倍数变化。 图2-47 智能捕捉设置右击相应的手柄并从随之弹出的菜单上选择“使用智能捕捉”，即可选定智能捕捉手柄操作，如图2-48所示。该手柄呈黄色加亮状态，表明智能捕捉手柄操作已在该手柄上被激活。图2

38、-48 激活智能捕捉3利用智能捕捉将新图素可视化定位在零件上（1）从“图素”设计元素库中将“孔类长方体”图素拖动到设计环境中，当鼠标在长方体表面上拖动孔类长方体时，屏幕上会出现一个绿色的智能捕捉显示区。如果将孔类长方体拖动到该表面的中点位置，智能捕捉就会在深绿色中心点后面显示一个更大更亮的绿点。如图2-49所示。（2）此时松开鼠标，则长方体孔添加到零件中。（3）在长方体孔的高度向手柄上右击鼠标，选择“编辑包围盒”，在对应的字段中分别输入下述尺寸：长：28宽：28高：2也可以使用智能捕捉方式定义孔类长方体的高度值：拖动高度向手柄，按住Shift键，当长方体下边缘为绿色加亮显示时松开鼠标，则长方体

39、孔的高度值与长方体高度值相同。如图2-50所示。 图2-49 智能捕捉 图2-50 孔类长方体的智能捕捉孔同其他智能图素之间的唯一区别在于，孔有减料体积而没有增料体积。与增料图素一样，孔有用于尺寸操作的包围盒和图素编辑状态手柄；同样，也可以利用智能捕捉等功能。在原来的CAXA实体设计版本中有时如果不使用，“显示全部”、“动态缩放”或“窗口缩放”工具将孔表面放大显示，孔图素就难于选择。在CAXA实体设计2005中，选择细小的孔类智能图素，可以不再进行缩放。选择孔类智能图素的边缘，将默认选择孔类智能图素。2.2.3 局部坐标系1局部坐标系CAXA实体设计的局部坐标系是三个相互垂直的包含零件设计主要

40、参考系和坐标系的平面。如图2-51所示。这些参考系和坐标系对零件的设计很重要。同时，局部坐标系对视向工具的操作也是非常重要的。在使用视向工具时，可以局部坐标系的三维轴为基准，确定视向的方向。图2-51 栅格设计环境及局部坐标系右键菜单背景栅格是直线平行交叉形成的格网；如果设计环境中的图素和零件必须相对于设计环境中的某个固定点定位，就可以使用背景栅格。2. 显示局部坐标系局部坐标系始终存在于设计环境中，但其是否显示据需要而定。除选择预设栅格设计模板直接打开外，还可在主菜单中选择显示-局部坐标系命令或利用下节介绍的“设计环境性质”对话框，来选择是否显示局部坐标系。如图2-3所示，局部坐标系是三个半

41、透明的相互垂直的坐标平面。局部坐标系的中心位置是 X、Y、Z轴的交点。三个轴的颜色分别为红色、绿色和蓝色。将光标移至某一基准平面边界处，右击鼠标，弹出图2-3所示局部坐标系右键菜单，其上各选项作用是：（1）隐藏平面: 隐藏选择的基准平面。（2） 显示栅格: 显示选择的基准平面上的栅格。（3） 生成轮廓: 选择此项，激活“编辑截面”对话框，可使用二维设计工具在选定局部坐标系栅格上绘图，生成二维截面轮廓。（4） 在等距平面上生成轮廓: 选择此项，激活“平面等距”对话框，在“X、Y、Z”字段上输入原点的位移量，确定后，激活“编辑截面”对话框，可使用二维设计工具在等距平面栅格上绘图，生成二维截面轮廓。

42、（5） 局部坐标系: 选择此项，激活“局部坐标系”对话框，通过编辑“栅格间距”和“局部坐标系尺寸”中的值来调整局部坐标系的边界和栅格间距及设置捕捉。如需要可右击某一坐标轴，在弹出的右键菜单上可修改坐标轴与局部坐标系的属性。注意：在CAXA实体设计中，要编辑、修改选择对象右键菜单是非常有用的，但同时主菜单几乎包含了设计所需要的绝大多数命令，这也为实体设计提供了二种以上的操作方法。例如也可选择主菜单“设置-局部坐标系”命令打开“局部坐标系”对话框,修改、编辑局部坐标系属性。3. 局部坐标系的作用利用局部坐标系可准确定位零件。将光标移动到“图素”库的标签上，就可以显示“图素”目录的内容。单击并将“长

43、方体”图素拉到设计环境中、随着鼠标拖动屏幕上即时显示出零件定位锚的位置坐标，将“长方体”松开后，如图2-52所示“长方体”及位置坐标将出现设计环境中。灰色定位尺寸表示长方体相对于局部坐标系中心的位置坐标。同设计环境的其他许多内容一样，可以选择显示或不显示这些尺寸。方法是：选择主菜单 显示-位置尺寸或选择主菜单设置-背景-设计环境性质，选择 “显示”选项卡上“位置尺寸”复选框。右击显示的坐标值，在弹出的右键菜单上可“编辑距离”。如光标移动到图2-52中显示的“Y坐标值54.854”处，光标成手状时，右击鼠标弹出“编辑值” ，单击鼠标左键确定后弹出“编辑距离”对话框，在距离字段输入“0”，确定后，

44、显示长方体已定在“YOZ”基准平面上。试试使用“动态旋转”工具 。 以确认长方体是否定位在背景基准平面中。选择 工具，在设计环境中光标变成带有圆形箭头的小手形状 ，按住 鼠标左键缓慢拖动鼠标，来改变视向（观察位置）。绕着该图素移动，就可以确认长方体是否定位在背景局部坐标系平面上。图2-52 利用局部坐标系定位及显示零件定位尺寸注意：在CAXA实体设计中，要取消所选工具，单击键盘上的Esc键或再次单击所选择的工具即可。2.3 三维球工具三维球是一个非常杰出和直观的三维图素操作工具。作为强大而灵活的三维空间定位工具，它可以通过平移、旋转和其它复杂的三维空间变换精确定位任何一个三维物体；同时三维球还

45、可以完成对智能图素、零件或组合件生成拷贝、直线阵列、矩形阵列和圆形阵列的操作功能。三维球可以附着在多种三维物体之上。在选中零件、智能图素、锚点、表面、视向、光源、动画路径关键帧等三维元素后，可通过单击三维球工具按钮打开三维球，使三维球附着在这些三维物体之上，从而方便的对它们进行移动、相对定位和距离测量。三维球可以通过平移、旋转和其它的三维空间变换精确定位任何一个三维物体；同时三维球还可以完成对智能图素、零件或组合件生成拷贝、直线阵列、矩形阵列和圆形阵列的操作。2.3.1 三维球的结构与功能概述默认状态下三维球的形状如图2-53所示。图2-53 三维球三维球在空间有三个轴。内外分别由三个控制柄。

46、使得可以沿任意一个方向移动物体，也可以约束实体在某个固定方向移动，绕某固定轴旋转。11 外控制柄: 单击它可用来对轴线进行暂时的约束，使三维物体只能进行沿此轴线上的线性平移 ，或绕此轴线进行旋转。2 圆周:拖动这里，可以围绕一条从视点延伸到三维球中心的虚拟轴线旋转。3 定向控制柄: 用来将三维球中心作为一个固定的支点，进行对象的定向。主要有2种使用方法：（1）拖动控制柄，使轴线对准另一个位置；（2）右击鼠标，然后从弹出的菜单中选择一个项目进行移动和定位。4 中心控制柄: 主要用来进行点到点的移动。使用的方法是将它直接拖至另一个目标位置，或右击鼠标，然后从弹出的菜单中挑选一个选项。它还可以与约束的轴线配合使用。5 内侧: 在这个空白区域内侧拖动进行旋转。也可以右击鼠标这里，出现各种选项，对三维球进行设置。6 二维平面: 拖动这里，可以在选定的虚拟平面中自由移动。三维球拥有三个外部控制手柄（长轴），三个内部控制手柄（短轴），一个中心点。在软件的应用中它主要的功能是解决软件的应用中元素，零件，以及