CAXA实体设计手册：第3章 CAXA实体设计应用概论

第 3 章 CAXA实体设计应用概论 我们已经在《入门指南》的第 C 章对 CAXA实体设计 设计过程的六个阶段进行了介绍。本章将对这些设计阶段进行更为详细的说明，并通过一些简单的设计练习进行加强。 在进行练习时，《用户指南》各页边上的空白处列出了相关信息的参考章节。这是为了帮助更好地理解 CAXA实体设计 的功能，充分展示其潜力。
本章主要内容包括： ? 设计过程 ? 项目开始 ? 创建零件 ? 创建零件的装配件 ? 生成零件的工程图 ? 零件的渲染 ? 零件的动画制作 ? 零件共享交流 设计过程 在前面已经介绍过，CAXA实体设计 项目包含以下六个可能阶段： 创建零件 创建装配件 生成工程图 零件渲染处理 零件的动画制作 零件共享交流 有时候会在这些阶段之间来回工作，但是每个阶段的概念和技术将保持不变。 在整个三维设计过程中，CAXA实体设计 具有两种综合性方法，相互协作执行许多功能： ? 可视化方法：利用鼠标并结合编辑操作柄/按钮和即时视觉反馈，创建零件、设定尺寸并进行定位； 向零件添加颜色和纹理；对零件进行动画制作。 ? 精确方法：利用大量测量工具和属性表精确地定义三维设计。 在设计开始时采用可视化方法以求快速产生结果，而在设计最后阶段要求保证精确度时采用精确方法。或者可以在项目的整个过程都采用精确方法。 本章在介绍设计过程的六个阶段时，将就两种方法分别演示一些设计实例。同时，本章将对 CAXA实体设计 设计项目中运用最普遍的一系列工具和技术进行说明。如果要了解有关 CAXA实体设计 功能性的详细使用说明，请参考本《用户指南》的相关章节。 项目的开始 在开始一个 CAXA实体设计 设计项目前，必须新建一个设计环境。为了进行以下设计练习，我们将把“空白设计环境”模板作为我们的零件设计环境。然而，必须牢记，CAXA实体设计 还拥有其它一些预先设置的设计环境模板，以满足特殊要求。 创建新计环境： 从“文件”菜单选择“新文件”，然后选择“设计环境”。 在“新的设计环境”对话框中选择“工作环境”属性页。 2. 选择“空白设计环境”模板，然后单击”确定”。 CAXA实体设计 显示空白的三维设计环境。 现在可以在 CAXA实体设计 中进行设计了。 注：通过“新设计环境”对话框设定新项目的步骤。 请参阅第二章 创建零件 CAXA实体设计 的构建长方体是智能图素和零件。智能图素是智能三维实体，当将它们结合在一起创建零件时，它们能够进行相互作用。在 CAXA实体设计 中，我们可以利用 ACIS 实体造型内核，也可以利用 Parasolid 实体造型内核来创建零件，一个零件可以包含三种特征： ? 智能图素：智能三维几何体 ? 智能渲染：智能颜色、纹理和其它表面效果 ? 智能动画：智能动画效果 在本节中，我们将讲解如何利用智能图素来创建零件。 注：在整篇文件中，“零件”同时还指“三维模型”。同样，“图素”一般指的是“智能图素”。 开始创建零件 在本章中创建的样例零件是纯抽象的，它只包含了几个简单的几何图表，用以演示 CAXA实体设计 的工具和技术。
样例零件 在 CAXA实体设计 中，创建一个零件通常有三种方法： ? 从某个 CAXA实体设计 设计元素中选择一个现有的标准智能图素开始。浏览当前可利用的图素，确定是否有满足您要求的图素存在。 ? 如果找不到合适的智能图素，则运用一个标准的智能图素作为开始，然后对其进行修改，以此开始创建一个新的零件。该选项可能是最普通的一个，也是本章所演示的选项。 ? 如果没有标准智能图素适合新零件，可以利用“二维绘图”工具，结合某个“智能图素生成”工具生成自定义智能图素。 请参阅第六章 若要利用标准图素之一开始零件设计，则应采用上节所创建的设计环境中。进入 CAXA实体设计 窗口右边的“设计元素库”，然后单击“基本体素”标签，打开设计图素，检查其内容。其中包括有长方体图图素、平板、较复杂的实体图素以及一系列孔图素。
设计元素库中的智能图素 请参阅第二章 注：利用“设计元素库”将智能图素定位，以此开始创建零件。 从标准智能图素开始的零件创建采用了简单的拖放技术，这是 CAXA实体设计 设计中典型的“可视化”方法。当选定了相应的智能图素后，在智能图素上按下鼠标左键，并将其从设计元素中拖放到三维设计环境中。例如，假设您要利用“长方体”图素创建零件。 利用长方体创建零件： 如果有必要，显示“基本体素”设计元素内容。 单击“设计元素库”中名称为“基本体素”的标签。 从“基本体素”设计元素中将“长方体”图标拖放到三维设计环境中。 以下图例显示了操作结果。
三维设计环境中的长方体 其蓝色加亮显示表明长方体图素现在已经是一个零件了，它由一个智能图素构成。只要将一个图素作为独立图素拖放到设计环境中，就已经创建了一个由单一智能图素构成的零件。 选择实体造型内核 正如《用户指南》前面的章节中已经简要地提及， CAXA实体设计 具有 ACIS 和 Parasolid 两种实体造型内核，用户可以根据需要灵活地选择内核。用户根据偏爱和要求，可以确定一个全局缺省内核，同时保留切换内核的灵活性，视需要而定。CAXA实体设计 允许由 ACIS 和 Parasolid 支持的零件同时出现在同一设计环境中，另外还可以根据需要为单个零件转换内核。采用了 Parasolid 内核的零件表面颜色为浅褐色，而采用了 ACIS 内核的零件表面颜色为灰色，这样，通过表面颜色，很容易就可确定一个设计环境中各零件是通过哪种内核创建的。 虽然在安装 CAXA实体设计 时，缺省实体造型内核是Parasolid内核，但在将来的零件创建中，实体造型内核的切换应该成为一种简易的过程： 注：当采用 Parasolid 内核时，通过在“渲染选项”属性表上进行细节缩小，可以完善交互作用。 规定缺省实体造型内核： 从“工具”菜单选择“选项”。 弹出“选项”对话框。 选择“零件”标签，显示其选项。 在对话框的左下方，在“新建零件缺省内核”选项下选择需要的选项 — ACIS 或 Parasolid，然后单击”确定”。 缺省内核的改变对当前设计环境中不是由新确定的缺省内核创建的任何零件不产生影响。然而，从此刻开始，所有添加的图素或零件都将由新的缺省内核创建。 以后您将发现，在零件设计过程中必须转换实体造型内核，或者是暂时性的，或者是永久性的，CAXA实体设计 提供了两种简单的切换方法。 针对具体零件切换实体造型内核： 单击鼠标，在零件编辑状态选择零件，选定后，其边上显示蓝色轮廓。 按下 Ctrl+K 键，切换到另一个实体造型内核，或者用鼠标右键单击该零件，然后从随之弹出的菜单中选择“零件属性”，在“普通”属性表左下角选择另一个“实体造型内核”选项，然后单击”确定”。 在两种情况下，选定零件的表面颜色将改变以反映其新的实体造型内核支持。 向零件添加图素 然而，大多数零件是由多个图素构成的。根据需要，可以向零件添加足够多的智能图素。 直观的拖放方法是向零件添加图素的最简单方法。比如，可以利用该技术将一个圆柱体添加到长方体图素上。圆柱体是“图素”设计元素中的另一个智能图素。 利用拖放技术将圆柱体图素放置到长方体的表面。以下指令说明了如何将圆柱体图素放置在中心位置上。 请参阅第八章 将圆柱体图素添加到长方体零件上： 如果有必要，使用“动态旋转”工具来显示长方体的某个表面的清晰视图，然后选择“选择”工具。 将光标移动到“设计元素库”中的“图素”标签上，显示“图素”设计元素的内容。 单击设计元素中的“圆柱体”图素，将其拖放到长方体的上表面。 在长方体表面的中心位置移动光标，直到其边呈绿色加亮显示状态，并出现一个绿点指示该面的中心点。 绿色反馈是 CAXA实体设计 智能捕捉功能部件之一，它是在零件上对图素进行可视化定位的一个重要辅助工具。
智能捕捉反馈显示一个面的中心点 当看见绿点后，将圆柱体放到长方体上。 结果应该和下图相似：
由两个独立图素构成的零件 圆柱体和长方体仍然是两个独立的智能图素，但它们现在是一个零件的组成部分了。 零件的圆柱体智能图素保持黄色加亮显示状态，并显示其包围盒和操作柄。这是缺省的操作特征，用于将智能图素添加到已存在的图素或零件上。包围盒在图素的周边上，通过推拉操作柄可以直观地重新设定图素的尺寸，而不会影响零件上的其它图素。注意，隐藏的操作柄以及显露的操作柄都将被显示，都可用来进行尺寸重设。 同时，另一个重要的图素编辑功能部件也在“智能图素”编辑状态缺省显示，这就是“操作柄切换开关”。“智能图素”编辑状态有两种编辑操作柄可以利用，单击切换开关按钮可以在这两种编辑操作柄之间切换，它们是： ? 包围盒操作柄：当把标准的智能图素添加到设计环境中时，包围盒操作柄为缺省显示的操作柄类型。在选定的图素上显示一个黄色的包围盒和圆操作柄。当其包围盒处于激活状态时，利用操作柄，根据其包围盒的尺寸，可以直观而精确地重新设定选定的标准智能图素的尺寸。 ? 图素操作柄：在显示包围盒操作柄被显示时，单击操作柄可以进入该选项，选定图素的表面和截面的边上将显示黄色轮廓。在图素的开始和结束部分显示三角形拉伸操作柄，如果要使用正方形操作柄，只要将光标移动到截面的边上就可以了。当选定智能图素的图素操作柄处于激活状态时，利用操作柄，根据其截面曲线，可以直观而精确地重新设定其尺寸。 如果要切换到编辑操作柄，用鼠标右键单击操作柄，从随之弹出的菜单中选择“显示操作柄”，然后选择所需要的操作柄类型。 其它种类的 CAXA实体设计 智能图素还提供其他的编辑操作柄，这将在相应的章节中介绍。 请参阅第四章 注：只要将智能图素从 CAXA实体设计 设计元素中拖放到设计环境的零件上，它就成为该零件的组成部件。 修改零件的图素 很多零件设计过程都包括编辑零件的图素，以便达到期望的效果。例如，可以添加两个圆柱体到操纵杆零件上作为控制开关，为了获得逼真的外观效果，可能需要对圆柱体进行修改。可以给两个圆柱体都加上圆盖，将其中一个设计得比另一个高，也可能要重新设定它们在零件上的位置。 因为修改是每个设计的重要方面，CAXA实体设计 拥有大量的工具和技术用于进行修改。本节将介绍最基本的技术之一：图素的尺寸重设。以下例子采用了样例零件中的圆柱体。 重新设定样例零件中圆柱体的尺寸： 选择“智能图素编辑状态“的圆柱体，显示其包围盒操作柄。 有两种方法完成这一步操作： ? 将“选择”工具条中的“选择过滤器”设置为“智能图素”，然后选择圆柱体。 ? 或者，用鼠标点击（选择）圆柱体两次，在两次选择之间暂停。 （注意，点击两次与双击不同。点击一次，暂停，然后再点击一次。）通过该操作，可以从零件状态点击进入智能图素编辑状态。 如果要调整圆柱体的高度，用鼠标左键单击并拖拉从圆柱体上表面伸出的高度包围盒操作柄。 也可以单击“切换操作柄”切换到“图素”操作柄，然后拖拉圆柱体上表面出现的拉伸图素操作柄，从而获得相同的结果。 如果要调整圆柱体的宽度，用鼠标左键单击并拖拉圆柱体的一个宽度包围盒操作柄。 也可以单击“切换操作柄”切换到“图素”操作柄，然后拖拉从圆柱体的圆底出现的图素轮廓操作柄，从而可以获得同样结果。
调整圆柱体的高度和宽度 上图显示了拖拉专门操作柄后得到的结果。 注：如果要消除选定过滤器，只要用“选择过滤器”设定另外一个层次，消除点击选择，然后用鼠标左键单击设计环境的空白处就可以了。 编辑状态 现在已经创建了一个由两个图素构成的零件，可以研究其编辑状态了。试着选择整个零件，零件中的单个图素，以及图素的表面。 注：或者，也可以利用“选择“工具条确定一个编辑状态。此方法在第七章中进行了介绍。 请参阅第四章 利用“选择”工具和鼠标选择零件的编辑状态，如下例所述。它显示了如何通过一系列鼠标点击操作进入零件的编辑状态。 利用点击选择法进入样例零件的编辑状态： 如果“选择”工具没有被激活，则选择“选择”工具。 用鼠标左键单击零件 CAXA实体设计 将零件两个图素组成部件的轮廓显示为蓝色加亮显示状态。注意，该零件只有一个定位点，即带两触须而中心有一图钉的绿色小球。在此编辑状态，任何操作，例如添加颜色或纹理都将影响整个零件。 再次单击长方体，进入其“智能图素”编辑状态。 在该状态次，CAXA实体设计 在长方体上显示黄色包围盒和操作柄。在长方体的一角显示蓝色箭头，指示用来生成它的拉伸方向。同时显示切换操作柄，用于包围盒操作柄的切换。此时，如果需要，可以切换到“图素”操作柄，具体操作如上节所述。利用任意一种操作柄可以重新设定长方体的尺寸，并进行其它不会影响圆柱体的操作。但是，当在“智能图素”编辑状态选定长方体后，不能移动长方体，因为它是零件的基础图素（第一个图素），其缺省拖拉定位操作特征是“固定”，这一点从其定位锚中心上的图钉可以看出。如果在同一编辑状态选定了圆柱体，可以独立地在长方体上移动它，因为根据其缺省拖拉定位操作特征，它可以在基础图素的表面上任意移动，但必须附着在其表面上。 应注意的是，在该编辑状态，与生成图素的三维操作相对应，光标上添加了另一个图标（在“生成智能图素”工具条中确定）。在这种情况下，显示的智能图素图标表示该长方体为拉伸图素。 再次单击，这次是在长方体的平面上。 围绕被选定的长方体面出现绿色加亮显示状态。此时在表面编辑状态所进行的任何操作将只影响选定图素的那个面。一旦进入表面编辑状态，与光标一起显示的图标将变成倾斜的白色矩形。只要不断点击零件的其它表面、边或顶点，就可以一直停留在此编辑状态。如果在同一表面、边或顶点上点击两次，将回到零件编辑状态。
在零件编辑状态、智能图素编辑状态和表面编辑状态的选择（从左至右），以及相应的加亮显示状态和图标。 注：在不同的编辑状态进行选择时，光标的图标也将不同。 在表面编辑状态通过单击其它面、边或顶点选择它们。 下图显示了选择一条边和一个顶点后的结果，以及各自相应的光标显示。
在表面编辑状态的选择—边和顶点—以及相应的加亮显示和图标显示 练习结束后，在设计环境背景的空处单击鼠标。 此操作将消除当前的选择。再次在零件的任何位置单击鼠标将回到零件编辑状态。 在零件上增料和除料 在 CAXA实体设计 中，智能图素有增料图素和除料图素两种，即实体的和空心的。到目前为止，我们举例所用的图素都是实体，实体是向零件添加材料。 如果在零件上形成一个孔，可以利用 CAXA实体设计 设计元素中几种类型的孔。
当把一个孔类图素拖放到图素或零件上时，实际上是孔图素切去了主控图素/零件的一部分。例如，一个球型孔从零件上切去了一个圆球。可以利用板状孔在房间的墙上开一扇窗。下列步骤演示了如何在样例零件上添加方状孔。 从样例零件上切去长方体料： 利用“动态旋转视向”工具得到长方体上空心一面的清晰视图。 用鼠标左键单击孔类长方体，并将其从“图素”设计元素中拖出，在长方体侧表面的中心移动。 利用智能捕捉反馈确定该面的正中心位置，此操作在以上圆柱体例子中介绍过，如果出现绿色智能捕捉点，则表示该点是中心点。 当智能捕捉点出现后，将孔图素放在该位置上。 如果需要，利用孔的包围盒或图素操作柄调整其尺寸，利用切换操作柄在两者之间转换。
具有方孔的长方体 为了获得精确的设计效果，可以创建自定义图素。 创建自定义图素 在向样例零件添加圆柱体或方孔时，所采用的方法是 CAXA实体设计 中零件设计的可视化拖放法。 然而在有些情况下，“图素”设计元素中的基本条目可能无法满足设计项目的需要。比如说，如果需要设计一种具有陡斜底盘的新型运动车的零件，由于没有一种标准智能图素能够满足该要求，比较可行的方法就是设计一种新图素。通过 CAXA实体设计 所拥有的广泛的工具可以精确地创建自定义图素。 为了利用 CAXA实体设计 创建自定义图素，首先需要绘制一个二维轮廓或截面，然后将其转变为三维图素。有四种技术可以将二维剖面转化成三维图素。每种方法在“智能图素生成”工具条中都有对应的工具。
“智能图素生成”工具条 ? 拉伸设计工具：利用该工具通过拉伸生成自定义图素。该过程是沿着一条垂直轴将二维剖面转化成三维图素。 ? 旋转设计工具：利用该工具围绕一根旋转轴将一个二维剖面旋转成三维自定义图素。 ? 扫描设计工具：通过该工具勾画一个二维剖面和导向曲线。CAXA实体设计 通过沿着导向曲线移动截面生成三维图素。 ? 放样设计工具：利用该工具，通过沿着固定导向曲线移动的多个二维剖面生成自定义三维图素。 可以采用以上任意一种方法向一个零件/装配件添加自定义图素，或生成自定义独立图素。 请参阅第五和第六章 图素在零件上的定位 当您创建零件时，一个重要的步骤就是对它的组成部分正确地进行定位。CAXA实体设计 为零件设计过程的这一关键步骤准备了许多工具。和设计程序的其它方面一样，既可以使用可视化方法，也可通过精确方法对零件的组成部件进行定位，但是，由于定位选项受到拖拉定位操作特征的影响，因此，首先必须理解此关键性概念，这一点很重要。 拖拉定位操作特征 在 CAXA实体设计 中，每一个图素，以及每一个零件/装配件都有一个定位锚，它拥有一系列功能。与图素定位相关的一个重要属性就是拖拉定位操作特征。可以利用的选项如下： ? 在空间自由移动：通过该选项，图素可以完全自由地移动，不管它是一个零件的组成部件，还是一个独立的零件。 ? 沿表面滑动：根据该选项，零件的组成部件只限于在基础图素或零件的表面移动，但是，如果在“智能图素”编辑状态移动基础图素，零件组合部件将不会随之移动。表示此操作特征的是显示在定位锚旁边的马蹄形磁铁图标。 ? 附着在表面：该选项与“沿表面滑动”有些相似，但又有着关键性不同。首先，此操作特征仅适用于图素，它是从设计元素中拖放到现有零件/装配件上的图素的缺省操作特征。就象前一个选项，零件的图素组件只限于在基础图素或零件的表面上移动。但是，当该选项处于激活状态，如果其基础在智能图素编辑状态移动，该图素组件将附着在基础上和基础一起移动。表示该选项的图标是显示在定位锚旁边的一个末端闪光的马蹄形磁铁。 ? 固定位置：利用该选项将图素或零件固定在其所在设计环境的当前位置上，不管它是独立的零件还是一个零件的组成部分。该图素或零件不能被拖放到其它位置上。表示该操作特征的图标是一个在定位点上的图钉。这是基础图素或零件的缺省拖拉定位操作特征。. 当一个图素被拖放到设计环境的空白位置上作为一个独立的零件时，比如在实例设计环境中的长方体，其缺省拖拉定位操作特征是“固定位置”。一个拖放到现有零件/装配件上的图素的缺省定位操作特征是“附着在表面”。 可视化拖放定位 将一个智能图素进行重新定位的最简单的方法就是将它拖放到新位置上。举例说，利用拖放式方法将长方体上的圆柱体图素进行重新定位。 利用拖放式方法将圆柱体重新定位： 在智能图素编辑状态选择圆柱体。 用鼠标左键点击圆柱体图素，并将它拖放到长方体表面的另外一个位置上，然后释放鼠标。 进一步尝试将圆柱体拖过长方体的一条边并放到另一个面上。 注意当圆柱体移动到长方体的另一面上时，它是怎样自动翻转 90° 的。这种自动定位是智能图素的拖拉式定位操作特征的一个重要属性。当在长方体表面移动圆柱体时，CAXA实体设计 会象在“现实世界”中一样确定这两个图素的位置和方向。 如果试图将圆柱体拖离长方体表面，光标将变成“禁止通行”标志，圆柱体将保留在原位上。但是，如果拖拉定位操作特征或者定位锚的位置改变，圆柱体可以部分或全部地位于长方体里面，或者与长方体分开，定位在设计环境中的其它区域。 请参阅第八章 利用智能捕捉进行可视化定位 在使用绿色智能捕捉反馈确定长方体表面的中心点时，我们已经简单地介绍了CAXA实体设计 的智能捕捉功能性。智能捕捉功能性还可以通过显示绿色反馈并将组成部分快速定位到基础图素上的几何图形上，从而进行更准确的定位。按下 Shift 键，然后在基础零件/装配件的表面拖拉组成部件的表面或定位锚，智能捕捉反馈被激活，当组成部件在基础表面上移动时进行快速定位。中心点、边、顶点以及其它定位元素将呈加亮显示状态。 如果拖拉零件组成部件的一个面，并将它重新定位在基础上，此时显示的智能捕捉反馈与该表面有关。如果拖拉图素的定位锚，智能捕捉反馈则与定位锚在组成部件上的位置有关。 通过样例零件练习智能捕捉反馈。以下操作过程演示了如何将圆柱体重新定位在长方体的一个面的中心点上。 利用智能捕捉功能确定圆柱体的中心： 在智能图素编辑状态选择圆柱体。 单击圆柱体的定位锚选定它。 绿色定位点变成较大的黄点，随光标显示为白色的定位锚，圆柱体的轮廓变成灰色。这些重要的指示说明定位锚已经被选定。 按下 Shift 键激活智能捕捉反馈显示。 用鼠标左键单击并向长方体的另一个表面的中心拖动圆柱体的定位锚。 光标将圆柱体的轮廓拖放到新位置上。 注：当把圆柱体的轮廓拖拉到另一个位置时，圆柱体本身还将留在原来的位置上，直到释放鼠标。然后它才在其轮廓的位置上出现。 在拖拉轮廓时，注意观察智能捕捉点，当定位锚被放置在长方体表面的中心时，智能捕捉点将出现。
活动中的智能捕捉反馈 看到绿点后，放下圆柱体轮廓。 显示哪种智能捕捉反馈，取决于组成部件在基础上移动时所经过的几何图形。 ? 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。
表示边的智能捕捉反馈 在利用 CAXA实体设计 进行设计时，会遇到其它智能捕捉反馈。例如，当一个圆图素叠加到另一个圆图素的表面时，如果两个圆同心，则 CAXA实体设计 将把基础图素的圆周显示为加亮状态。 注：利用“三维球”工具对图素和零件进行精确定位。 精确定位 以上两节对零件组成部件定位的可视化方法进行了介绍。在实际应用时，许多都要求进行精确定位，这是和智能捕捉反馈一起使用的拖放式方法所无法办到的。例如，如果设计一个电话，可能有必要将各个按键之间的距离精确地设为xx厘米。 零件设计通常都要求这种精确性，CAXA实体设计 为此提供了一系列工具。本节将要介绍其中最重要的一种：三维球。另一个进行精确定位的工具 -- 智能尺寸将在下一节介绍。 “三维球”工具是一种通用的定位工具，在第八章中有详细的说明。通过它可以将一个图素或零件沿任何方向进行移动、复制或连接，并按照任意轴进行定位。为了熟悉三维球工具，可以练习使用它将样例零件中的圆柱体图素精确地进行定位。但是，首先让我们对它的一些功能部件举例说明。 请参阅第八章 注：利用 F10 功能键可以快速地将三维球工具在激活和关闭之间切换。 练习使用三维球： 1. 在智能图素编辑状态选择圆柱体。 2. 从“标准”工具条选择三维球，或按下 F10 功能键。 CAXA实体设计 在圆柱体上方显示三维球。 为了熟悉三维球的功能部件，尝试使用每一个平移和定向工具。“三维球”工具包含许多操作柄和其它控制器，从而可以自由地移动图素。
“三维球”工具 根据所有 CAXA实体设计 物体的坐标系，三维球的平移控制器由操作柄和对应于其三根轴的外表平面组成。通过利用三维球相应的功能部件，可以自由地对图素进行定位和定向。 注：如果要显示三维球每根轴两端的操作柄，在三维球内用鼠标右键单击，并从随之弹出的菜单中选择“显示所有操作柄”。 请参阅第八章 ? 一维移动操作柄：用鼠标拖拉这些球形操作柄，沿着一条轴重新设定物体的位置。当拖动操作柄时， CAXA实体设计 将在操作柄旁边的指示器中显示物体和其起始位置之间的距离。 ? 二维移动平面：拖拉这些正方形轮廓，在相应的二维平面上对物体进行重新定位。 ? 三维旋转轴：选择一维移动操作柄，使与其关联的旋转轴处于加亮显示状态。然后在三维球的边界内用鼠标左键单击并拖拉图素，使其围绕选定的轴旋转。当拖拉图素时，CAXA实体设计 显示旋转角度，此值出现在一个围绕旋转轴扫描的圆形指示器中。 ? 围绕中心点旋转：如果要将物体围绕三维球的中心点旋转，首先将光标移动到三维球的轮廓上，然后用鼠标左键单击并围绕三维球的圆周拖拉物体。 ? 围绕三轴同时旋转：从三维球的弹出菜单选定“允许自由移动”，然后将光标移动到三维球内部，用鼠标左键单击并拖拉物体，进行自由旋转。 另外，在三维球的中心还有方向控制工具，用以根据其中心点、轴和特殊点对物体的表面和边进行精确的定位。 利用“视向”工具显示圆柱体及其所在长方体表面的视图。 以下操作说明演示了如何沿长方体的表面将圆柱体移动 1.4 厘米。 从长方体的上表面的中心点将圆柱体移动 1. 4 厘米： 1. 取消对三维球的选定。 通过按下 F10 功能键，或者在“标准”工具条取消选定“三维球”工具关闭三维球。 2. 如果有必要，将圆柱体从样例零件上删除，然后将一个新的圆柱体图素从“图素”设计元素中拖放到长方体上表面的中心位置。 在以上使用三维球的练习结束后，圆柱体可能处在一个临时角度或位置。如果这样，在进行此练习时，将它更换掉。否则，在“智能图素”编辑状态选择它。 3. 重新选择“三维球”工具。 三维球出现在圆柱体上方。 4. 将光标移动到右边的水平三维球操作柄上。 该操作柄与长方体的上表面平行。当光标位于该操作柄上时，它变成一个双箭头。 5. 用鼠标右键单击该操作柄，显示其弹出菜单。 6. 选择“距离编辑”。 出现“距离编辑”对话框。 7. 在“距离”栏，键入值 1.4，然后单击”确定”。 CAXA实体设计 将圆柱体从其在长方体表面中心的起始位置精确地移动 1.4 厘米。
三维球和重新定位后的圆柱体 在很多情况下，省略第五步和第七步的编辑方法也可以将一个物体移动一段精确的距离。但是这种技术随时可以利用。另外，它并不限于三维球，您还可以利用该方法编辑 CAXA实体设计 中出现的大多数距离和角度值。 在进入下一节前，请将圆柱体移回原来位置。如果要将圆柱体移回长方体表面的中心位置，只要将光标移动到相反的（左边）水平三维球操作柄上，用鼠标右键单击操作柄，从弹出菜单中选择“编辑距离”，在“距离”栏键入 0，然后单击“确定”。取消对三维球工具的选择。 除了本节中简单介绍的功能部件，三维球工具拥有其它许多强大的功能部件。如果需要深入了解，请参见第八章中的“三维球工具的应用”。 注：CAXA实体设计 还拥有其它工具帮助您对零件组成部件进行精确定位，包括附着点。“无约束装配”工具以及“约束”工具等，详见第八章。 创建零件的装配 有时候，我们必须将从不同来源或文件得到的多个零件作为装配处理。例如，如果用户的工作是汽车设计，就可能需要将轮胎、驱动轴、差速齿轮以及其它部件的零件组成一个汽车后驱动装配。 每一个组成部件可能由不同的设计者设计。因此还要保证在装配中自动反映出对组成部件的修改。另外，可能还希望对装配件所做的改变能够传递给组成部件。关于 CAXA实体设计 如何处理这里连接操作的详细信息，参见第七章中的“专门工具和技术”。 继续采用以上练习中的实例设计环境。 请参阅第七章 创建装配： 1. 将一个圆锥体和一个球体作为单独的图素从“图素”设计元素中拖放到设计环境中。 在此例子中，不要把新图素互相叠放在一起，也不要放到现有的零件上。 2. 按下 Shift 键，在零件编辑状态选择圆锥体、球体和现有的零件。 设计环境中每一个选定的物体显示深蓝色轮廓。 3. 从“装配”菜单中选择“装配”。 如果选定物体外面的边上显示黄色轮廓，这表示已经利用这三个物体创建了一个装配。 注：也可以从“智能图素生成”工具条选择“装配”工具。 通过 CAXA实体设计 的“设计环境树”，或者在设计环境中直接作出选择，可以修改装配的组成部件，并且改变它的状态次结构。详细的装配功能部件在第七章进行了介绍。 生成零件的二维图纸 CAXA实体设计 拥有一种简单有效且直观的方法，用以生成三维零件和装配件视图的二维布局图和工程图，详见第十一章。 二维布局图汇集了与 CAXA实体设计 在三维设计部分所创建的三维零件/装配的设计环境相关联的视图和注解。二维布局图可以由一张图纸，也可由多张图纸构成，可以包含一个视图，也可以包含多个视图。 现在将根据以上练习所采用的现有的实例设计环境生成二维工程图。打开实例设计环境，按以下步骤和说明操作。 生成实例设计环境的二维工程图： 1. 保存实例设计环境。 从“文件”菜单选择“保存”。此时会出现一个对话框，在其中的“文件名”一栏输入“例子”，然后单击”确定”。 注：二维工程图只能通过保存过的设计环境生成，不管是当前的设计环境还是以前创建的设计环境。 2. 从“文件”菜单选择“新建”，然后选择“图纸”。 3. 出现“新建图纸”对话框，选择“工作空间”标签上的“空白图纸”模板。 出现一张空白图纸。 4. 从“生成”菜单选择”视图”，然后选择“标准视图”。 出现“标准视图生成”属性表。在右边的预览框显示实例设计环境的当前前视图方向。 5. 选择“顶视图”、“T.F.R.视图”、“前视图”和“右视图”，显示在图纸上。 每个按纽的轮廓将呈蓝色，表示其被选定。 6. 单击”确定”。 在图纸上显示实例设计环境四种视图的二维布局图。 CAXA实体设计 拥有一系列选项，包括生成替代二维视图、编辑几何图形、添加注解、插入“明细表”、生成线型和层次以及向图形添加文本文字等。如果要深入了解 CAXA实体设计 二维工程图功能性的详细信息，参见第十一章和光盘中的CAXA电子图板文档。 请参阅第十一章 零件渲染 在设计项目的此阶段，零件创建已经完成。圆柱体和长方体图素的装配也已经完成，并进行了必要的修改和定位。其结果是一个已完成但只有一种表面颜色的零件。 零件渲染过程包括： ? 为零件确定表面图像 ? 确定零件的灯光效果 ? 为了对零件进行真实性刻画，确定设计环境渲染选项 现在将学习怎样运用自定义表面抛光对零件进行处理。到时您就可以利用 CAXA实体设计 其它改变零件外观的功能，例如渲染和灯光。所有渲染功能选项将在第十二章和十四章中详细介绍。 向零件添加智能渲染 当全部智能图素组成部分都到位后，CAXA实体设计 设计项目的零件设计阶段就结束了。在此阶段生成了零件完整的三维图像。 毫无疑问，颜色和纹理是创建逼真零件的重要方面。因此，CAXA实体设计 设计项目的下一步将涉及向零件表面添加颜色和纹理。 在 CAXA实体设计 中，颜色、纹理以及其它表面处理被统称为智能渲染。例如，可以对大理石纹理的尺寸进行编辑，使石纹显得精细或粗糙。 和 CAXA实体设计 设计项目的其它过程一样，智能渲染的运用也有两种方法：可视化方法和精确方法。最简单的运用颜色和纹理的方法就是将其从 CAXA实体设计 设计元素中拖放到零件上。如果需要获得精确效果，例如表面纹理详细而精确的尺寸和定位，CAXA实体设计 为此提供了一系列属性表和操作导向。 注：CAXA实体设计 有可视化方法和精确方法来利用智能渲染进行工作。 下一节将介绍颜色和纹理运用的可视化方法。 运用标准颜色 CAXA实体设计 拥有包含了大量颜色、纹理、表面光洁度、贴图以及逼真图像。通过拖放式技术可以将这些项目应用到零件上。 例如，您可以轻易地将红色添加到本章所用的样例零件上。 向零件表面添加红色颜色： 1. 显示“颜色”设计元素内容。 2. 如果当前在“设计元素库”中看不见“颜色”标签，那是因为目前它还没有打开。 如果要打开它，首先从菜单栏选择“设计元素”，然后选择“打开”。双击“设计元素”文件夹，选择 背景.icc，然后点击”确定”。将“Red4”图标从设计元素中拖放到零件上。
具有新颜色的样例零件 在样例零件上试用其它颜色。除了红、黄、蓝三原色，“颜色”设计元素还包括许多其它条目，例如“草绿色”、“贝壳”以及“蜜汁”等色。 在上述例子中，一种新颜色被添加到一个零件的所有面上。但是在很多情况下，也许只需要改变一个面的颜色，比如说，如果创建一个汽车零件，可能要求车顶的颜色与车身颜色不一样。 请参阅第十二章 向零件的一个面添加颜色： 1. 在表面编辑状态选择零件的一个面。 2. 从“颜色”设计元素中选择另一种颜色，并将它拖放到选定的面上 新颜色只被添加到选定的面上。 注：可以向单个面添加颜色，也可以向全部面添加颜色。 运用标准纹理 除了颜色，CAXA实体设计 还拥有包含各种纹理的条目，例如织物、木材以及石材等。 比如，希望零件表面采用木纹修饰。在“纹理”设计元素中有一种标签为“木材”的纹理，只要将它拖放到样例零件上就可以了，以下图形显示了所得到的结果。
采用木纹修饰的零件 此外，使用 CAXA实体设计 拥有的其它纹理逐一试验。除了普通纹理，CD-ROM 还包含木材表面、图案和其它几种项目的设计元素。 灯光效果 灯光效果是制作逼真零件的重要工具。CAXA实体设计 设计环境模板包括各种各样的缺省光源。另外还可以根据需要添加聚光灯、点光源和附加定向光源。利用 CAXA实体设计，练习调整零件上灯光的颜色和亮度，以便获得合适的效果。利用鲜明的灯光吸引注意力或者利用细致的灯光效果突出纹理或精致的特征。 在 CAXA实体设计 中，光源个数、以及它们的颜色和亮度可以选择，用以对零件进行照明。另外，可以通过调整零件的反射属性以增强灯光效果。 显示光源 在利用灯光时，有必要在设计环境中显示光源。仍旧利用样例零件举例说明。 在设计环境中显示光源： 从”显示”菜单选择“光源”。 注：显示光源的另一种方法是用鼠标右键单击设计环境，然后从随之弹出的菜单中选择“显示”，最后选择“设计环境属性”的“显示”标签上的“灯光”。 2. 如果有必要，选择“显示全部”工具察看零件周围的光源。 此时，在设计环境中应该可以看到缺省光源。如果没有，利用“动态旋转”移动观察点直到看到全部缺省光源。
显示光源的零件 自始至终，设计环境中都应该有灯光。现在，可以看到灯光发自何处了。 注：由于 CAXA实体设计 提供了一系列预先确定的设计环境模板，因此，设计环境中光源数量视所用模板而定。 光源的开和关 一旦光源被显示，它们就可以被移动、打开或关闭，还可以改变它们的颜色和亮度，并演示其它效果。以下步骤演示如何关闭光源。 关闭设计环境中的一个光源： 1. 如果“选择”工具没有激活，则选择它。 2. 选择某个光源。 CAXA实体设计 显示光源轮廓，表明其已被选定，同时还显示一条直线，表示灯光方向。 3. 用鼠标右键单击光源，显示其弹出菜单。 4. 如果要将灯关掉，取消选定“光源开”选项即可。 如果要观看改变结果，只要利用“动态旋转”工具围绕零件旋转 360°，进行全方位浏览。注意观察灯光如何随着观察点的改变而改变。 通过浏览其弹出菜单，可以确定某一特定光源是打开的还是关闭的。如果“光源开”选项旁边边有复选标志，则表示灯处于打开状态。 在继续下面的示例前，请打开处于关闭状态的定向光源。 注：“光源开”选项担当了开灯与关灯之间的转换开关，当它被选定后，旁边将出现复选标志。 改变灯光方向 另外，我们还可以对任何一种类型的光源进行重新定位，以便修改灯光照射到零件上的角度。利用该技术所产生的效果非常明显。 若要调整零件上的灯光照射角度，应在光源上单击鼠标左键将其拖放到新位置。 利用同一零件举例说明。注意零件上暗色提示区如何随着定向光源的移动而改变。 改变灯光颜色 根据缺省设置，三维设计环境中的光源产生的是金属效果，但是它可以被设置为任何颜色。新颜色可以通过光源属性表进行设置。 渲染 渲染是一个计算机图形学术语，它指的是在屏幕上生成外观看似真实的图像。渲染方法多种多样，它们产生的真实程度也各不相同。 CAXA实体设计 拥有许多设计环境渲染选项。最简单的是创建没有实体表面的粗略“线框”零件。在另一个极端，CAXA实体设计 拥有复杂的渲染技术，例如防混叠和光线追踪，以及 OpenGL 渲染选项。 通过这些选项可以生成栩栩如生的、具有逼真阴影、反射和其它效果的图象。 请参阅第十四章 渲染和执行性能 正如您所能想象到的那样，与粗略的三维图像相比，制作具有照片的逼真效果的三维图形要花更长时间。如果零件不需要那些高级而耗时的选项，例如光线追踪，可以将它们关闭，使程序执行更快。可以仅仅选择那些为达到适当均衡的真实性和执行速度所需要的选项。CAXA实体设计 通过其 OpenGL 支持极大地加强了其渲染能力，在第十四章中对 OpenGL 进行了详细介绍。 根据缺省设置，CAXA实体设计 对零件进行渲染，使其具有实体表面和平滑底纹。而那些高级选项，例如防走样，缺省为关闭。下一节将演示高级渲染的一个实例。 制作逼真的阴影 CAXA实体设计 的设计环境渲染选项之一就是提供更加逼真的灯光效果。根据缺省设置，CAXA实体设计 中的光源只投射漫射的光，并不产生阴影。 为了增加真实感，或者获得生动的效果，可以添加阴影。阴影还可以用来突出零件的结构。例如，可以向轮胎添加阴影，从而突出车辙。 下例演示了如何向本章中所采用的样例零件添加逼真的阴影。如果没有显示光源，从”显示”菜单选择“光源”来显示它们。 为设计环境添加阴影： 1. 用鼠标右键单击设计环境中的空白处，显示设计环境弹出菜单。 2. 选择“渲染”。 3. 选择“真实阴影”选项。 4. 选择“阴影”选项。 5. 选择”确定” 如果要显示阴影效果，将三维设计环境中的光源之一拖放到另一个位置上。当移动光源时，零件中的图素将投射阴影。如果设计环境中还有其它零件，它也会投射阴影。 智能渲染 CAXA实体设计 可以当场改变其渲染方法。此技术被称为智能渲染。其优点在于执行速度快。 例如，假设正在设计一个复杂的零件，它具有许多表面纹理和其它部件，因而降低了渲染的速度。如果将零件拖放到另一个位置，或者改变视向角度，当 CAXA实体设计 对此进行刷新时，我们将不得不耐心等待。 当智能渲染处于运行状态时，CAXA实体设计 将简化渲染过程，从而跟上操作。如果拖动一个零件，当零件运动时，其表面纹理会暂时消失。非常复杂的零件甚至全部消失，只剩下单色线框图形。但是，一旦零件再次固定，所有渲染细节都将重现。 若要打开或关掉智能渲染，选择“设计环境”属性表“渲染”属性页上的“允许简化”，反之，如果要关闭智能渲染，取消选定即可。 智能渲染的缺省状态为运行，在大多数情况下，我们会希望它处于激活状态。 零件的动画制作 CAXA实体设计 设计项目的第五步是向零件添加动画效果。比如，如果制作一个螺钉零件，我们会希望它具有动画效果，这样，当它向下运动时，它将呈螺旋形转动。 和 CAXA实体设计 设计项目的其它阶段一样，我们可以采用可视化方法，也可以采用精确方法进行动画制作。 采用可视化方法，从设计元素中将 智能动画 拖放到零件上。 智能动画是预选确定的动画效果，使图素在设计环境中旋转、跳动或飞行。 注：利智能动画进行拖放式动画制作 如果需要比较复杂的动画，CAXA实体设计 拥有“智能动画编辑器”，可以对一个运动序列的每个方面进行控制。该工具与多声道录音机相似。通过它可以融合动画效果，生成自定义效果，以及控制多个活动的零件。 注：为了精确地控制复杂的动画，采用“智能动画编辑器”。 例如，利用“智能动画编辑器” 可以制作活动的产品展示。可以设计几辆能够活动的汽车零件，每次在显示屏上展示一辆，试着开关车门和车蓬，然后将车开进落日余辉。 采用智能动画的拖放法的动画制作 本节将简要地演示如何利用拖放式技术在样例零件运用智能动画。其结果是一个简单的动作序列，样例零件将围绕其高度轴旋转。 将样例零件进行动画制作： 1. 如果看不到“智能动画”工具条，则通过如下操作它。 2. 从”显示”菜单选择“工具条”。选择“工具条”对话框上的“智能动画”选项，然后点击”确定”。 3. 从“设计元素库”中选择“动画制作”标签，显示其智能动画内容。 4. 从“动画制作”设计元素中将“高度旋转”拖放到零件上。 5. 选择“智能动画”工具条上的“打开”选项。 该操作启动 CAXA实体设计 的动画制作功能部件。 6. 选择“播放”工具。 CAXA实体设计 播放动画，零件将围绕其高度轴旋转。 7. 动画结束后，取消选定“打开”工具。 该操作将使您回到设计环境的零件编辑状态。 尝试练习使用其它智能动画。可以将多个智能动画拖放到一个零件上，以便达到复杂的动画效果。 零件共享交流 经过零件创建、零件装配、零件的二维工程图生成、零件渲染和/或零件的动画制作等设计阶段后，现在可以利用它与外界进行共享交流了。零件共享交流可以通过以下几种选项进行： ? 打印 ? 电子邮件 ? 导出生成二维图形格式 ? 导出生成三维图形格式，与其它软件一起使用 ? 利用 OLE 2.0 技术插入到其它文件中 ? 在网络（web）上发表 这些功能在第十五章进行了详细介绍。CAXA实体设计 零件可以被插入报告、电子表格或任何其它由支持 OLE 2.0 的程序生成的文件。 在把 CAXA实体设计 零件插入 Microsoft Excel 文件时，该技术的作用尤其明显。我们可以根据 Excel 工作表中的数值修改 CAXA实体设计 零件的尺寸。例见第十五章的“CAXA实体设计 零件和 Microsoft Excel 的链接”。 请参阅第十五章