CAXA零件的三维实体设计

1 CAXA 零件的三维实体设计 2 计算机辅助设计 （ Computer Aided Design CAD） 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 行设计的一切适用技术的总和。 是 20世纪对工业发展贡献最大的信息技术。 3 CAD系统的硬件基本组成 4 5 CAD支撑软件 二维计算 机辅助 设计绘图 三维曲面 / 实体 设计 建模系 统 产品数据 管理 系统 PDM 异地协同 虚拟 设计系统 6 7 8 9 10 2D绘图 和 3D造型 问题 鼠标的曲面部分如何表达 11 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 12 13 3.1 CAXA实体设计概述 设计界面 设计元素库 智能图素与包围盒 三维球 定位锚 图素和零件的属性编辑 14 一、三维设计环境 1. 三维设计环境的设定 启动实体设计系统 选择 “ 生成新的设计环境 ” 确定环境类型 (如白色 .ics) 按 “ 确定 ” 1) 创建三维设计环境 15 白色设计环境 设计工作区 工具条 主菜单 设计元素库 16 2) 打开已有设计环境 3) 设计环境设置 17 2. 设计环境窗口 1) 设计工作区 18 2) 设计环境菜单 3) 设计环境工具条 注意 : 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 口内以外 ,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。 标准工具条 视向工具条 19 二、设计元素 1. 设计元素与设计元素库 1) 设计元素 图素 高级图素 工具图素 钣金图素 渲染 动画 2) 设计元素库 导航按钮 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 20 依次拖放 3个设计元素 拖放一个齿轮，然后拖放金属纹理加到齿轮上 21 2. 标准设计元素与附加设计元素 1) 标准设计元素 设计元素库中缺省的设计元素 2) 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 。 。 22 附加设计元素的打开对话框 附加设计元素 木材 23 三、标准智能图素 1. 标准智能图素及其定位 1) 标准智能图素 与形态造型有关的设计图素称为标准智能图素 , 简称标准图素或智能图素。其中，设计元素库中的 图素、高级图素、工具（图素）和钣金（图素）都 属于标准智能图素。 标准智能图素有增料和减料两大类。 2）标准智能图素的定位 -智能捕捉 中心对齐 面对齐 24 2. 智能图素属性 1) 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。 25 2) 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。 在图素上出现黄色的最小矩形边框 -包围盒。 在包围盒的 6个方向上分布 6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。 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 表示。 26 在操作柄的红色圆点处单击右键。 弹出选择项快捷键菜单： 选择 “ 编辑包围盒 ” ，弹出 “ 包围盒 ” 对话框，通过输入 数据可 以精确确定包围盒大小。 选择 “ 使用智能捕捉 ” ，可以将操作柄拖动到捕捉对象上。 选择 “ 到点 ” ，可以将操作柄拖动到指定的点上。 选择 “ 到中心点 ” ，可以将操作柄拖动到指定的中心点上。 27 3）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 形式，此图 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 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。 28 4）定位锚 在智能图素上，有一个由绿色点和两条绿色线构 成的图形，称为定位锚。 定位锚上的绿色点称为锚点，锚点是图素定位的 参考点。 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 “ 图钉 ” 标志。 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 。 定位锚具有方向功能。 29 3. 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。 形状编辑可以通过 “ 面 /边编辑 ” 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； 30 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 ， 选定面抽壳后为开口状态； 分裂零件：用定义的 “ 切分零件 ” 将另一个零件造型 分成两个部分； 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； 31 1) 边过渡 -圆角过渡 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 32 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。 33 2）边倒角 -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 “ 两边距离 ” 、 “ 距离 ” 、 “ 距离 /角度 ” 等 3 种方式。 可进行等边倒角或不等边倒角。 34 3）抽 壳 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 35 4）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 36 四、三维球 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 用三维球的关键。 37 1. 三维球的组成 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 38 2. 功 能 1）圆 周 用鼠标左键 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 。 2）外控制手柄 沿轴线作线性平移 ; 将其指定为旋转轴 ; 使用其他功能前对轴线进行约束。 3）定向控制手柄 将 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 准另一位置； 在手柄上单击右键，弹出 快捷菜单。 39 4）中心控制手柄 进行 “ 点 ” 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。 5）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 移动。 6）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 设置。 40 三维球各配置选项的功能 : 移动图素和定位锚 : 仅移动图素 仅移动三维球 定位三维球球心 重新设置三维球到定位锚 三维球定向 显示二维平面、定向控制手柄或所有控制手柄 显示被约束尺寸 允许无约束旋转 改变捕捉范围 41 3. 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由旋转。 42 4. 三维球操作 1）一维移动 直线平行移动 2）二维移动 虚拟平面内移动 3）三维旋转： 绕中心旋转 沿三个轴同时旋转（允许无约束旋转） 43 5. 三维球定向操作 1）到 点 可以使被选定的定位控制手柄方向与从三维球中心延伸到第 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）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）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。 44 4）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 象上选定的一条边平行对齐 。 5）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 选定的某个平面垂直对齐。 6）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 征形成的实体）操作对象的轴线平行对齐。 7）反 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 置为基准 ， 从当前位置逆时针反转 90 。 45 8）镜 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： 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 。 46 五、设计树、基准面与坐标系 1. 设计树 1) 打开设计树 - 或 47 2)通过设计树选择设计环境中的项 3)利用设计树编辑设计环境中的项 4)利用设计树为一个项命名 5)利用设计树改变零件历史信息 举例 : 拖放顺序 :圆柱体、孔类圆柱体、球体 48 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 49 2.基准面与坐标系 1) 显示基准面 基准面上显示坐标面和坐标轴 50 2)编辑基准面 3)显示基准面栅格 51 六、向导与视向 1. 向 导 1) 向导的概念 2) 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 52 2. 视 向 生成视向 53 在设计环境中移动修改视向 54 七、零件与装配设计 1) 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。 智能图素的组合：通过三维球工具进行组合。 1. 零件设计 55 3) 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. 装配设计 2) 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。 56 3.2 零件设计 底座 智能图素应用 图素的编辑状态 三维球的功能和应用 孔类图素的应用 57 3.3底座零件标准视图的生成 标准视图工具 视图如何编辑 视图自动标注 3D和 2D的几何尺寸自动关联 58 3.4 零件轴测图的生成 轴测图基本知识 轴测图如何分类 由 3D模型自动生成轴测图 59 3.5 机构动画（选学） 动画的生成和编辑 零件的约束关系 如何输出动画