CAXA3D創(chuàng)新設(shè)計及功能實戰(zhàn)探索

趙曉山

摘要：本文根據(jù)自己近幾年來在使用CAXA實體設(shè)計軟件進行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)用中的經(jīng)驗技巧進行了淺略分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：CAXA實體設(shè)計；創(chuàng)新設(shè)計；三維實體造型；3D

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展及其全方位的加速滲透，全球正在高速步入信息化社會，中國的制造業(yè)也在逐步向“中國制造2025”推進。我國的設(shè)計及制造業(yè)正在迎來一個嶄新的歷史時期，圍繞提高產(chǎn)品創(chuàng)新能力，三維CAD/CAM/CAE等技術(shù)得到迅速推廣，已成為現(xiàn)代設(shè)計制造業(yè)信息化的基礎(chǔ)。

一.CAXA 3D（實體設(shè)計）軟件簡介：

CAXA 是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的知名軟件，是CAD/CAM/CAE/

CAPP/PDM/PLM軟件的優(yōu)秀代表，在國內(nèi)設(shè)計制造業(yè)領(lǐng)域擁有廣泛的用戶基礎(chǔ)和影響。

實體設(shè)計（也稱實體建模）指的是根據(jù)真實世界中事物的本來面目為其建立三維模型的過程。CAXA 3D（實體設(shè)計）是北京數(shù)碼大方科技股份有限公司開發(fā)研制三維設(shè)計軟件，CAXA實體設(shè)計將美國的六項最新專利技術(shù)與CAXA軟件多年來在CAD/CAM領(lǐng)域積累的經(jīng)驗及對國內(nèi)五萬用戶的了解相結(jié)合，既能迅速地適應(yīng)國內(nèi)設(shè)計人員的使用習慣，又能快捷地實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計，是企業(yè)參與國際化競爭的必備工具。

CAXA實體設(shè)計軟件使實體造型設(shè)計跨越了傳統(tǒng)參數(shù)化造型在復雜性方面受到的限制，是唯一集創(chuàng)新設(shè)計、工程設(shè)計和協(xié)同設(shè)計于一體的新一代三維解決方案。其采用鼠標拖放式全真三維操作環(huán)境，具有無可比擬的運行速度、靈活性和強大功能，使設(shè)計操作更加快捷，交互性更高。它貼近中國人習慣，具有windows原創(chuàng)風格、易學易用，具有強大的實體造型能力，能夠使設(shè)計者專注于設(shè)計創(chuàng)意的發(fā)揮，進行工業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計。

1.創(chuàng)新模式與工程模式并存

用戶可根據(jù)自己的需要進行選擇，創(chuàng)新模式將可視化的自由設(shè)計與精確化設(shè)計結(jié)合在一起，使產(chǎn)品設(shè)計跨越了傳統(tǒng)參數(shù)化造型CAD軟件的復雜性限制，不論是經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員，還是剛進入設(shè)計領(lǐng)域的初學者，都能輕松開展產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計工作。

工程模式是傳統(tǒng)3D軟件普遍采用的全參數(shù)化設(shè)計模式（即工程模式），符合大多數(shù)3D軟件的操作習慣和設(shè)計思想，可以在數(shù)據(jù)之間建立嚴格的邏輯關(guān)系，便于設(shè)計編輯修改。

2.無縫嵌入二維工程圖環(huán)境

CAXA 3D實體設(shè)計無縫集成了CAXA電子圖板，工程師可在同一軟件環(huán)境下自由切換進行3D和2D設(shè)計，無需轉(zhuǎn)換文件格式，就可直接讀寫DWG/DXF/EXB等數(shù)據(jù)，利用寶貴的二維資源快速創(chuàng)建三維模型。

3.提供豐富的數(shù)據(jù)接口

CAXA 3D 實體設(shè)計軟件的數(shù)據(jù)交換能力處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平，兼有ACIS和Parasolid兩種內(nèi)核，兼容各種主要3D軟件，從而方便設(shè)計人員之間及與其他公司的交流與協(xié)作。

二.CAXA 3D（實體設(shè)計）功能實戰(zhàn)綜述：

1.CAXA 實體設(shè)計提供了豐富的三維設(shè)計元素庫，方便的拖放式建模方法和編輯方法。設(shè)計者可以直接從設(shè)計元素庫中拖放標準圖素以生成三維實體，像搭積木一樣進行構(gòu)形設(shè)計，通過對點、線、面等的智能捕捉實現(xiàn)對特征尺寸、輪廓形狀和獨立表面位置的動態(tài)、精確、直觀操作。也可以對拖入的圖素進行編輯（如圓角過渡、邊倒角、邊拔模、抽殼等）以生成較為復雜的三維實體，還可以基于二維草圖利用拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣等操作創(chuàng)建三維實體。

2.CAXA實體設(shè)計擁有獨特的三維球和包圍盒工具。利用三維球工具可以靈活便捷地精確定位、拷貝、鏈接和陣列三維對象；利用包圍盒工具可以方便地對三維對象的形狀和尺寸等進行精確修改。

3.CAXA實體設(shè)計軟件打破了傳統(tǒng)三維CAD軟件單一設(shè)計思維的制約，它支持雙設(shè)計模式（協(xié)同創(chuàng)新設(shè)計模式、工程設(shè)計模式）。工程設(shè)計模式基于全參數(shù)化設(shè)計，兩模式結(jié)合使用可以使模型的編輯、修改更為方便，以達到最佳的造型效果。

4.CAXA實體設(shè)計軟件無縫集成了CAXA電子圖板作為二維設(shè)計環(huán)境，設(shè)計者可以在三維設(shè)計環(huán)境中直接讀取工程數(shù)據(jù)，并在其中瀏覽、創(chuàng)建、編輯和維護現(xiàn)有的DWG、DXF、EXB等格式的二維工程圖文件，不再需要額外的二維CAD軟件。

5.利用CAXA實體設(shè)計軟件的二維、三維的關(guān)聯(lián)性，設(shè)計者可以根據(jù)設(shè)計好的三維實體模型直接生成所需要的二維工程圖。

6.對于外形比較復雜的產(chǎn)品模型（如汽輪機葉輪、汽車車身等）而言，單純靠實體設(shè)計工具來創(chuàng)建是非常困難的，為此CAXA實體設(shè)計還提供了豐富的曲面設(shè)計工具。曲面設(shè)計的關(guān)鍵是用3D曲線搭建線架構(gòu)，然后在線架構(gòu)的基礎(chǔ)上利用各種曲面生成方法獲得所需曲面，再由各個曲面構(gòu)建出三維產(chǎn)品模型。

7.CAXA實體設(shè)計提供了強大的鈑金件設(shè)計功能，設(shè)計者可以利用“鈑金”設(shè)計元素庫中的板料、彎曲板料、向內(nèi)折彎、向外折彎、卷邊、散熱孔、通風窗等鈑金件智能圖素，設(shè)計出自己所需要的鈑金件模型。

8.CAXA實體設(shè)計提供了為更好展示產(chǎn)品外觀效果的渲染功能。設(shè)計者可以對產(chǎn)品的顏色、紋理、表面光澤、材質(zhì)，以及環(huán)境、光源等進行設(shè)置，從而使產(chǎn)品模型更具真實感和表現(xiàn)力。

9.CAXA實體設(shè)計提供了一系列“動畫”設(shè)計元素，我們可以用運動仿真展示設(shè)計，并輸出成AVI視頻文件。動畫設(shè)計功能在新產(chǎn)品的設(shè)計、模擬演示以及與客戶的直接溝通中具有無法替代的作用。

10.CAXA實體設(shè)計集成了著名的ALGOR有限元軟件的基本功能模塊，可以對零部件進行線性靜力學等方面的有限元分析，幫助設(shè)計者發(fā)現(xiàn)設(shè)計錯誤，避免設(shè)計缺陷，優(yōu)化產(chǎn)品性能。

總之，CAXA 實體設(shè)計是具有國際水準的軟件，可以幫助設(shè)計人員在二維和三維空間直接進行產(chǎn)品構(gòu)思和創(chuàng)意。由此它被業(yè)內(nèi)專家譽為“CAD技術(shù)領(lǐng)域的唯一突破”，是企業(yè)參與國際化競爭和新產(chǎn)品開發(fā)的有效先進工具。

參考文獻

[1]《CAXA電子圖板2016基礎(chǔ)與實例教程》葛學兵濱、劉慧 編著機械工業(yè)出版社 2017.

[2]《CAXA創(chuàng)新三維CAD教程》（第2版） 尚鳳武主編 北京航空航天大學出版社，015.