《caa实体设计》全套教案

括菜单、工具条和图素浏览器。

1．启动 CAXA实体设计。

2．显示“欢迎”对话框后，屏幕上将出现最初的CAXA实体设计设计环境。

3．选择“新文件”新“设计环境”后即可开始新的三维设计项目。

4．选择”确定”。

“新的设计环境”属性表在“工作区”出现。

5．选择模板“白色.ics”，然后选择”确定”。

CAXA实体设计显示出一个空白的三维设计环境。

至此，您做好了使用CAXA实体设计的准备工作。

这一设计环境模板为模型设计工作准备了一个标准的三维设计环境。

在您开始设计模型时，模型的尺寸、采光效果和其他参数就已经设置好了。

如果已在运行 CAXA实体设计：
1.打开一个新的设计环境。

请从“文件”菜单中选择“新文件”选项，然后从出现的对话框中选择“设计”和“确定”。

“新的设计环境”属性表就在工
作区中打开。

2.选择模板“白色.ics”，然后选择“确定”。

CAXA实体设计显示出一个空白的三维设计环境。

现在，您就可以利用CAXA实体设计进行您的设计工作了。

该设计环境模板为模型设计工作准备了一个标准的三维环境。

在您开始设计模型时，模型的尺寸、采光效果和其他参数就已经设置好了。

设计环境设置阶段完成之后，可尝试调用其他模板来查看CAXA实体设计的设置。

从CAXA实体设计目录中打开并顺便调入几个图素。

您将会认识到，若在今后的模型设计中使用其中的一个模板，您将能够迅速开始设计工作，而且无需花费太多精力或反复实践，就可以获得预期的设计效果。

标准工具
“标准”工具的功能是进行文件管理，同时也包括比较常用的CAXA实体设计功能。

标准工具条
其中从左到右的“标准”工具分别为：
•新文件。

本工具的作用是生成新的CAXA实体设计设计环境或图形。

•打开。

用于打开已有的CAXA实体设计设计环境或图形。

•保存。

将您当前设计环境中的内容保存到文件中。

•撤消。

是与刚才实施操作的效果相反的操作，且其实施顺序与刚才操作的先后顺序正好相反。

设计元素浏览器
通常，您可以在CAXA实体设计的零件设计工作中大量地利用设计元素。

您可以利用“设计元素浏览器”工具访问CAXA实体设计中所包含的各种资源。

当光标处于设计元素选卡所在的位置时，该工具就会显示在CAXA实体设计设计环境窗口的右侧。

浏览器由导航按钮、设计元素选卡、滚动条和一些打开的设计元素构成。

请参阅第 2 章。

请参阅第 6 章。

请参阅第 12 章。

请参阅第 12 章。

请参阅第 15 章。

导航按钮
垂直滚动条
设计元素选卡
图素设计元素
带缺省图标显示的“设计元素浏览器”
实训后记
实训日期
实训项目智能图素的基本属性和应用
实训目的1、了解CAXA实体设计的设计环境及设计树的功能。

2、熟悉包围盒操作柄的操作方法。

3、掌握图素操作柄的操作方法。

实训设备计算机
考核标准完成要求的零件设计
（一）、引入新课
CAXA实体设计是一个全新的三维CAD创新设计软件，它具有独特的三维球功能、专业的渲染功能和强大的动画制作功能，而且操作简单灵活、内容丰富、方法先进。

（二）、讲授新课
一、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。

二、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1所示。

图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。

三、包围盒、操作手柄
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3所示。

图2 包围盒图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4所示。

图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尺寸。

如图5所示。

图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。

4．图素操作柄
在如图6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6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6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6 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：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7所示。

图7 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。

图8旋转设计手柄图9 精确定义旋转角度实训后记
实训日期
实训项目三维球工具的应用
实训目的1、了解CAXA实体设计三维球的结构与功能。

2、掌握三维球工具各功能的应用。

实训设备多媒体课件、CAXA实体设计软件
考核标准完成要求的零件设计
（一）、引入新课
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。

（二）、讲授新课
一、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。

一次点空格键，附着三维球。

以上是在默认状态下三维球的设置，还可以通过右击鼠标三维球内侧时出现的快捷菜单对三维球进行其它设置。

如图2-54所示。

选择“显示所有操作柄”后三维球如图2-55所示：
图2-54三维球的设置菜单图2-55 “显示所有操作柄”的三维球
选择“允许无约束旋转”后，再将鼠标放到三维球内部时，鼠标形状变成，此时三维球附着的三维物体可以围绕三维球中心更自由地旋转，而不必局限于围绕从视点延伸到三维球中心的虚拟轴线旋转。

二、移动和线性阵列
当想在三维空间内移动装配体、零件或图素时，可以应用三维球的外部手柄进行定位。

用鼠标的左键或右键拖动三维球的外部控制手柄。

这时注意鼠标状态的变化。

如图2-56所示。

1．当使用鼠标左键来操作时，只能在被选择手柄的轴线方向（将变为黄色）移动该圆柱体。

在图中可以看到圆柱体被移动的具体数值。

如果需要精确指定圆柱体的位移，可以右击图中显示的数值，选择编辑数值。

如下图2-57所示：
图2-56 鼠标变为小手形状图2-57 编辑数值2．如果换作鼠标右键来操作，与前一种方式不同的是，在拖动操作结束后，系统
将弹出一个菜单，可以在菜单中选择需要的操作，如移动、拷贝、链接和生成直线阵列等。

如图2-58所示：
1）移动：将零件，图素在指定的轴线方向上移动一定的距离。

类似于在上面讲述的用鼠标左键拖动。

2）拷贝：将零件，图素变成多个，零件都相同但没有链接关系。

3）链接：将物体，图素变成多个，零件或图素其中有一个变化，复制出的其他零件或图素也同时变化。

4）沿着曲线拷贝：沿着选定曲线将零件或图素变成多个。

5）生成线性阵列：将物体，图素变成多个，零件或图素具有链接的功能，同时还可以有尺寸驱动。

3．如果调出三维球后，不对圆柱体进行拖动，右击鼠标，可在弹出的菜单中选择“编辑距离”来确定移动的距离，或选择“生成线性阵列”来进行阵列。

如图2-59所示。

图2-58 右键拖动弹出菜单图2-59 直接右键弹出菜单三、矩形阵列
左键选取一外部手柄，待手柄变为黄色后，再将鼠标移到另一外部手柄端，右击鼠标，选择矩形阵列。

被选中的元素将在三个亮黄色点所形成的平面内阵列。

如图所示。

第一次选择的外部手柄方向为第一方向。

阵列结果如图2-60所示。

图2-60 矩形阵列
交错偏置可以形成如锯齿般交错分布的结果。

如下图2-61所示。

图2-61 交错偏置
在此仅列举若干应用示例，可以在对话框中试着输入一些不同的数值，比较阵列的结果以及阵列的规律。

四、旋转和圆形阵列
应用三维球的外部手柄进行空间的角度定位，可在三维空间内旋转装配体、零件或者图素。

单击三维球的外部控制手柄，然后将鼠标移到三维球内部，同样用鼠标的左键或右键拖动三维球进行旋转。

如图2-62所示。

注意鼠标的变化和状态。

1．按住鼠标左键进行拖动旋转，松开左键，将左键移到数值上，右击鼠标，即可编辑旋转角度。

如图2-63所示。

图2-62 对三维球进行旋转图2-63 拖动鼠标左键旋转
2．按住右键拖动旋转，松开右键，即可根据弹出菜单进行编辑。

如图2-64所示。

图2-64右键拖动弹出菜单
五、三维球的重新定位
激活三维球时，可以看到三维球的中心点在默认状态下与圆柱体图素的锚点重合。

这时移动圆柱体图素时，移动的距离都是以三维球中心点为基准进行的。

但是有时需要改变基准点的位置，例如：希望图中的圆柱体图素绕着空间某一个轴旋转或者阵列。

那么这种情况该如何处理呢
这就是本节需要学习的内容：三维球的重新定位功能。

具体操作如下：点取零件，点三维球功能，按空格键，三维球将变成白色，如图2-65所示。

这时随意移动三维球（基准点）的位置，单独移动三维球的方法与以上叙述的类似。

此时移动三维球，圆柱体将不随之运动，当将三维球调整到所需的位置时，再次按空格键，三维球变回原来的颜色，此时即可以对相应的图素或者零件继续进行操作。

六、阵列的尺寸驱动
将鼠标的左键将尺寸点成下面的状态（黄绿色）,单击右键，编辑。

如图2-66所示。

图2-65 三维球的分离状态图2-66 阵列尺寸的驱动
七、三维球的中心点的定位方法
三维球的中心点，可进行点定位。

如图2-67所示为三维球中心点的右键菜单。

（1）到点：选择此选项可使三维球附着的元素移动到第二个操作对象上的选定点。

（2）到中心点：选择此选项可使三维球附着的元素移动到圆柱的中心位置。

（3）到中点：选择此选项可使三维球附着的元素移动到第二个操作对象上的中点，这个元素可以是边、两点或两个面。

八、三维球定向控制手柄
选择三维球的定向控制手柄，右击鼠标，定向控制手柄右键菜单如图2-68所示。

图2-67 三维球中心点右键菜单图2-68 定向控制手柄右键菜单（1）编辑方向：指当前轴向（黄色轴）在空间内的角度。

用三维空间数值表示。

（2）到点：指鼠标捕捉的定向控制手柄（短轴）指向到规定点。

（3）到中心点：指鼠标捕捉的定向控制手柄指向到规定圆心点。

（4）到中点：指鼠标捕捉的定向控制手柄指向到规定中点。

（5）点到点：指鼠标捕捉的定向控制手柄与两个点的连线平行。

（6）与边平行：指鼠标捕捉的定向控制手柄与选取的边平行。

（7）与面垂直：指鼠标捕捉的定向控制手柄与选取的面垂直。

（8）与轴平行：指鼠标捕捉的定向控制手柄与柱面轴线平行。

（9）反转：指三维球带动元素在选中的定向控制手柄方向上转动180度。

（10）镜向：指用三维球将元素以未选取的两个轴所形成的面做面镜向（包括移动，拷贝，链接）。

短手柄的功能具有方向性。

（一）、引入新课
如果对于外形不规则的零件，我们可以利用二维草图绘制完成。

（二）、讲授新课
一、草图绘制
在CAXA实体设计的草图中，可以方便的绘制直线、圆、切线和其他精确的几何图形及各种构造辅助元素。

如图3-14和3-15所示。

图1 二维绘图工具条
图2二维辅助线工具条
1、直线
此功能可以绘制直线，分别有两点线、切线、法线等3种方式。

（1）两点线
使用“两点线”工具可以在草图平面的任意方向上画一条直线或一系列相交的直线。

CAXA实体设计提供两种两点线绘制方法。

1）鼠标左键绘制
1）进入草图平面以后，单击“两点线”图标。

2）用鼠标左键在草图平面上单击所要生成直线的两个端点，或在工具栏依次输入直线两端点的坐标。

如图3-16所示
图3-16 输入坐标点
坐标点的输入形式为：x1 y1 或 x2，y2。

3）直线绘制完毕，再次单击“两点线”图标结束操作。

2）鼠标右键绘制
1）进入草图平面以后，单击“两点线”图标。

2）将光标移动到所期望的直线开始点位置，单击鼠标(左右键均可)确定起始点位置。

3）将光标移动到另一个直线端点位置，右击鼠标，出现如图3-17所示对话框，输入直线长度和与X轴夹角的度数，单击确定完成直线绘制。

图3-17直线绘制对话框
利用“两点线”工具，可以按自己的要求任意绘制水平线、垂直线和对角线。

在这种情况下，可以看到一些表明直线与坐标轴之间平行/垂直关系的深蓝色符号。

(2)切线
使用“切线”工具可用来绘制与下列曲线上的一个点相切直线：
下面以圆形为例，绘制它的切线：
（1）首先在草图平面上绘制一个圆，作为切线的参考图素。

（2）选择“切线”图标。

（3）单击该圆圆周上的任意点，以指定直线与圆的切点。

此时，草图平面中会出现一条切线。

将光标移动到圆外的各个点位置时，直线和圆的切点就沿着圆的圆周移动，此时会看到一对深蓝色的相切符号也随之移动。

（4）在合适的切点及长度处，单击鼠标以设置切线的第二个端点。

（5）切线绘制完毕时，再次选择“切线”工具结束操作。

如图3-18所示
此外，还可以使用“鼠标右键绘制”法绘制切线。

右击鼠标并在随之出现的图3-19所示对话框中指定一个精确的长度值和斜度，然后选择“确定”。

详见“两点线”绘制。

图3-18 切线绘制图3-19 切线绘制对话框
(3)法线
使用“法线”工具可以绘制与其它直线或曲线垂直（正交）的直线。

下面以圆形为例，绘制它的切线：
（1）首先在草图平面上绘制一个圆，作为切线的参考图素。

（2）选择“法线”图标。

（3）单击该圆圆周上任一点，指定与圆正交的直线。

此时，草图平面中会出现一条法线。

将光标移动到圆外的各个点位置时，直线和圆的垂足点就沿着圆的圆周移动，此时会看到一对深蓝色的垂直符号也随之移动。

（4）在合适的切点及长度处，单击鼠标以设置法线的第二个端点。

（5）切线绘制完毕时，再次选择“切线”工具结束操作。

如图3-20所示
此外，还可以使用“鼠标右键绘制”法绘制法线。

右击鼠标并在随之出现的图3-21所示对话框中指定一个精确的长度值和倾斜角，然后选择“确定”。

详见“两点线”绘制。

图3-20法线绘制图3-21 法线绘制对话框
2、连续直线
正如本工具名称所暗含的意义那样，可以在草图平面上用“连续直线”工具来绘制多条首尾相连的直线，步骤如下：
1、选择“连续直线”图标。

2、开始绘制系列互连直线时，在连续直线起点处的草图平面上单击鼠标并放开。

3、将光标移动到第一直线段的端点位置，单击鼠标来选择并设置第一直线段的第二个端点
4、将光标移动到第二个直线段合适的端点位置，单击鼠标即可定义该直线段的第二个端点和下一条直线段的第一个端点。

5、继续绘制直线，以生成一个封闭的轮廓。

6、单击“连续直线”图标，结束绘制。

此外同样可以使用鼠标右键精确绘制连续直线，在步骤2后，右击鼠标从弹出的对话框中指定精确的长度和倾斜角度，并选择“确定”，这样也可以确定第二个端点及以后的各个端点。

3、连续圆弧
“连续圆弧”工具用于在草图平面上生成相切的曲线，步骤如下：
1、选择“连续圆弧”图标。

2、绘制系列相连曲线时，应在草图平面上单击鼠标，确定连续圆弧的起始位置。

3、将光标移动到第一条曲线段端点处，单击鼠标来选择并设置第一曲线段的第二个端点。

4、将光标移动到第二个曲线段的合适端点位置，单击鼠标即可定义该弧线段的第二个端点和下一条曲线段的第一个端点。

5、继续绘制弧线，以生成一个封闭的轮廓。

6、单击“连续圆弧”图标，结束绘制。

此外同样可以使用鼠标右键精确绘制连续圆弧，在步骤2后，右击鼠标从弹出的对话框中指定精确的半径，并选择“确定”，这样也可以确定第二个端点及以后的各个端点。

注意：在CAXA 实体设计中，使用 Tab 键可以在连续圆弧与连续直线之间相互切换，可以方便的绘制草图轮廓线，提高设计效率。

三、圆形
此功能，可按的不同需求，绘制圆心圆、三点圆、切线圆等圆形。

1．圆：圆心+半径
使用本工具，可以根据确定的圆心和半径绘制圆形，有2种方法如下：
（1）左键绘制
1）进入草图平面后，选择“圆：圆心+半径”图标。

2）在栅格上左击一点作为圆心，或在工具栏中输入点中输入圆心坐标，如图3-27所示。

图3-27 输入圆心的坐标点
3）单击鼠标，确定在圆形上的点（用以确定半径），或在工具栏中“输入点或半径”中输入圆上另外一点的坐标或者圆的半径值。

如图3-28所示。

完成绘制。

图3-28 输入圆的半径
4）选择“圆：圆心+半径”图标，结束命令。

（2）右键绘制
1）进入草图平面后，选择“圆：圆心+半径”图标。

2）在栅格上单击一点作为圆心，或在工具栏中输入点中输入圆心坐标，如图3-15所示。

3）在栅格上右击鼠标，出现如图3-29所示对话框，输入半径值，单击确定。

图3-29 设定半径值
4）选择“圆：圆心+半径”图标，结束命令。

2．圆：两点
使用本工具可通过指定圆周上的两点并以这两点间的线段长度为直径绘制一个圆，操作步骤如下：
（1）进入草图平面以后，选择“圆：两点”图标。

（2）在栅格上单击一点或者在工具栏上输入点的坐标值，作为圆周上的一点。

（3）在栅格上单击另一点或者在工具栏上输入另一点的坐标值，作为圆周上另一点，完成圆的绘制。

（4）选择“圆：两点”图标，结束绘制。

3．圆：三点。