趙曉山

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

關(guān)鍵詞：CAXA實(shí)體設(shè)計；創(chuàng)新設(shè)計；三維實(shí)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(jìn)。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(shí)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(shí)體設(shè)計（也稱實(shí)體建模）指的是根據(jù)真實(shí)世界中事物的本來面目為其建立三維模型的過程。CAXA 3D（實(shí)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(shí)體設(shè)計將美國的六項(xiàng)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(yàn)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(xí)慣，又能快捷地實(shí)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(shí)體設(shè)計軟件使實(shí)體造型設(shè)計跨越了傳統(tǒng)參數(shù)化造型在復(fù)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(biāo)拖放式全真三維操作環(huán)境，具有無可比擬的運(yùn)行速度、靈活性和強(qiáng)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(xí)慣，具有windows原創(chuàng)風(fēng)格、易學(xué)易用，具有強(qiáng)大的實(shí)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(jìn)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(jìn)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(fù)雜性限制，不論是經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員，還是剛進(jìn)入設(shè)計領(lǐng)域的初學(xué)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(xí)慣和設(shè)計思想，可以在數(shù)據(jù)之間建立嚴(yán)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(shí)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(jìn)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(shí)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(shí)體設(shè)計）功能實(shí)戰(zhàn)綜述：

1.CAXA 實(shí)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(biāo)準(zhǔn)圖素以生成三維實(shí)體，像搭積木一樣進(jìn)行構(gòu)形設(shè)計，通過對點(diǎn)、線、面等的智能捕捉實(shí)現(xiàn)對特征尺寸、輪廓形狀和獨(dú)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(jìn)行編輯（如圓角過渡、邊倒角、邊拔模、抽殼等）以生成較為復(fù)雜的三維實(shí)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(shí)體。

2.CAXA實(shí)體設(shè)計擁有獨(dú)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(jìn)行精確修改。

3.CAXA實(shí)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(dá)到最佳的造型效果。

4.CAXA實(shí)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(hù)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(shí)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(shí)體模型直接生成所需要的二維工程圖。

6.對于外形比較復(fù)雜的產(chǎn)品模型（如汽輪機(jī)葉輪、汽車車身等）而言，單純靠實(shí)體設(shè)計工具來創(chuàng)建是非常困難的，為此CAXA實(shí)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(shí)體設(shè)計提供了強(qiáng)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(fēng)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(shí)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(jìn)行設(shè)置，從而使產(chǎn)品模型更具真實(shí)感和表現(xiàn)力。

9.CAXA實(shí)體設(shè)計提供了一系列“動畫”設(shè)計元素，我們可以用運(yùn)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(shí)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(jìn)行線性靜力學(xué)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(shí)體設(shè)計是具有國際水準(zhǔn)的軟件，可以幫助設(shè)計人員在二維和三維空間直接進(jìn)行產(chǎn)品構(gòu)思和創(chuàng)意。由此它被業(yè)內(nèi)專家譽(yù)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(jìn)工具。

參考文獻(xiàn)

[1]《CAXA電子圖板2016基礎(chǔ)與實(shí)例教程》葛學(xué)兵濱、劉慧 編著機(jī)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(xué)出版社，015.