caxa实体设计三维球定位实例

一、三维球定位实例三维球是一个非常杰出和直观的三维图素操作工具。

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。

在零件定位中，三维球是非常强大灵活的工具。

基本上可以方便的定位任何形状的零部件。

下面的实例将演示三维球在装配中的部分功能。

下面图中分别为零件装配前的状态和装配后的位置关系。

所进行的装配定位步骤主要有：将带键槽的轴装入带键槽的孔中，并将键槽对齐；然后将键装入键槽中；将燕尾装入燕尾槽中；再将销子与孔对齐，并装入孔中；在本章中还介绍了如何使用三维球生成元素拷贝。

在利用三维球进行装配的过程中，一般可一个零件的装配过程分为两个部分：定向与定位。

定向过程可利用三维球定向控制柄，定位过程主要利用三维球的中心控制柄。

从安装路径的Tutorials中打开文件Triball1.ics。

装配前后各零件位置如图1所示。

图1 定位前后零件的位置1．使用三维球的定向控制柄对零件进行定位选择轴，然后单击快速栏中的三维球图标。

然后右击图2所示的定向控制柄，从弹出的菜单中选择与轴平行。

接着单击圆柱形的表面，如图2所示。

这将使轴体的选定轴线与孔的轴线平行。

要注意在这种情况下，你可能选择了孔的内表面而不是外表面，而结果则是相同的。

图2 使用三维球的定向控制柄注意：使用“与轴平行”功能时，目标必须是一个真正的圆柱形或椭圆形表面。

2．使用三维球的中心点定位零件要将轴体移动到孔中心的上方，右击三维球的中心，然后从弹出的菜单中选择“到中心点”。

接着单击图3所示的圆形边缘。

这将使三维球中心（和轴体）移动到选择的目标的“虚拟”中心点。

注意：“使用到中心点”时，以下各项均可以用于目标选择：圆形边缘、椭圆形边缘、圆柱形表面、椭圆形表面或圆球形表面。

在圆柱形或椭圆形表面的情况下，TriBall（三维球）中心将移动到目标表面的轴线上最近的点。

3．暂时约束三维球的一条轴线现在先单击顶部外侧的三维球控制柄，如图4所示。

将轴体向下滑动到孔的底部。

浅谈CAXA实体设计中三维球定位控制的方法与技巧作者：谢项杰来源：《神州》2011年第25期【摘要】随着CAD技术的发展，我国新一代创新三维CAD设计软件“CAXA实体设计”应用越来越广泛。

笔者对这款软件中三维球定位控制的方法与技巧展开解析，希望能给设计者带来更多的实用性和方便性。

三维球定位控制是该软件优点之一，主要是可缩短设计时间，提高设计精度，从而更好的提高工作效率。

【关键词】CAXA 三维球定向定位引言CAXA是我国CAD/CAM/CAPP/PDM/PLM等软件的优秀代表，在机械、电子、航空航天、汽车、建筑、军工、船舶、教育和科研等多个领域都得到了广泛的应用。

CAXA实体设计软件中三维球工具的出现可以说是对三维设计软件一次跨越性的更新，也被业界称之为最有用的CAD工具，比当今流行的UG、Pro/e、Solid Works、CATIA等三维设计软件都更容易设计。

我们从三维球工具的认识到三维球定位控制的方法与技巧。

一、三维球三维球是实体设计系统中独特而灵活的空间定位工具，利用三维球工具既可以实现图素在零件中距离的定位，也可以实现图素的方向定位，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等操作，尤其是零件图素的定位更为方便。

三维球图标按钮和键盘命令的认识：三维球图标按钮：（新版本图标）（旧版本图标）F10键：激活或关闭三维球空格键：将三维球分离或附着于选定的对象二、三维球定位控制的方法三维球定位控制的方法主要有定向控制柄操作和中心控制柄操作。

定向控制柄操作主要是对零件图素进行方向上的定位，其中镜像操作中的平移、拷贝和链接可以对零件图素进行复制和修改。

中心控制柄操作主要是对零件图素进行位置上的定位，也就是笔者主要论述的内容，其中到点、到中心点和到中点是中心控制柄操作中最为常用的命令，可以将零件图素移动到指定位置或将三维球移动到指定位置。

1.定向控制柄操作。

从三维球可得知，定向控制柄是内部的三个点，在任意一个点处单击右键会显示各种功能，图2.1 所示。

开圆槽1、从图库里拖入孔类圆柱体到凸台中心点。

2、打开三维球，移动孔的距离31.53、打开智能图素，改名为大孔，调整尺寸方式长宽改为关于包围盒中心。

4、鼠标放后手柄编辑长度104，放上手柄编辑直径62.5、在从图素库里拖一个孔类圆柱体放大孔中心。

6、打开智能图素，改名为耳槽，调整尺寸方式长宽改为关于包围盒中心。

编辑尺寸长度70宽度70高度3。

7、打开三维球，点外手柄，把耳槽向后移动4，8、点外手柄，右键阵列。

辑距离93，确定。

9、槽完成10、利用同样的方法做另外的半圆槽，拖孔类圆柱体到凸台角上。

在智能图素里改名维小孔，包围盒性质和上面的一样，修改长度和宽度47，高度104。

利用三维球移动33关掉三维球，拖孔类圆柱体到小孔中心。

在智能图素里改名小耳槽，包围盒性质和上面的一样，修改长度和宽度56，高度3。

利用三维球移动4，阵列93。

结果如图空腔1、从图库拖一个孔类长方体到凸缘的左边中点。

右键智能图素属性改名为空腔，包围盒如下定义。

2、右键编辑包围盒尺寸长167宽40高70。

3、打开三维球，点击左边的手柄，在右边单击右键编辑距离116.5。

倒角1、选择工具倒圆角命令2、分别选择“边”“等半径”“6”，然后选择空腔的4个角，点绿点确定。

可以放大了选择。

3、再倒角把外面的角到12半径小凸台1、选择命令，在平面类型中选择点。

选择凸缘角点。

2、连续点两次下一步，把拉伸长度改为26。

3、为了绘图方便，改一下栅格距离后点击完成。

4、打开三维球，把基准面转180度，以改变拉伸方向。

关闭三维球。

5、按F7指定面指定绘图面。

6、选择工具栏中投影3D边工具，选择半圆凸台线，画出圆弧。

7、使用工具栏画直线工具。

利用栅格画出28到圆弧的横直线、20长的竖直线和20竖线到圆弧的横线。

（利用智能捕捉找特征点）8、使用裁剪曲线命令把多余的线剪掉。

得到截面图。

9、点击要拉伸到的面完成造型10、把零件转到适当的位置，从图素库里拖放出圆柱体到刚造型好的角上。

CAXA实体设计零件绘制过程实例1.曲轴（1）从窗口右侧[图素] 目录中拖出一个[圆柱体] 智能图素，单击圆柱体表面使其进入智能图素状态，右击任一智能图素手柄，选择[编辑包围盒] 命令，在弹出的对话框中将长度改为65，高度改为40，单击[确定] ；（2）再向圆柱体的上表面中心点处拖放一个[圆柱体] 智能图素，右击任一智能图素手柄，选择[编辑包围盒] 命令，在弹出的对话框中把长度改为80，高度改为18，单击[确定] ；（3）向第二个圆柱体的上表面中心点处拖放一个[圆柱体] 智能图素，右击任一智能图素手柄，选择[编辑包围盒] 命令，在弹出的对话框中把长度改为60，高度改为120，单击[确定]；（4）向第三个圆柱体的上表面中心点处拖放一个[长方体] 智能图素，右击长方体，选择[智能图素属性] 命令，在弹出的对话框中点击[包围盒] ，然后将长度改为90，宽度改为80，高度改为40，单击[确定]，右击下表面上的智能图素手柄，在弹出的对话框将宽度改为156，单击[确定]；（5）向长方体前表面与下表面的交线的中点处拖放一个[圆柱体] 智能图素，右击任一智能图素手柄，选择[编辑包围盒] 命令，在弹出的对话框将长度改为72，高度改为90，单击[确定]，然后单击[三维球] 按钮，右键按住向上的单向手柄并向上拖一任意距离，放开右键，在弹出的菜单中选择[移动] 命令，然后在弹出的对话框中输入46，单击[确定]，关闭[三维球]；（6）向第四个圆柱体上表面中心点处拖放一个[长方体] 智能图素，右击长方体，选择[智能图素属性] 命令，在弹出的对话框中选择[包围盒]，然后将长度改为90，宽度改为96，高度改为40，单击[确定]，右击上表面上的智能图素手柄，在弹出的对话框中把宽度改为156，单击[确定]；（7）向第二个长方体的前表面的中心点处拖放一个[圆柱体] 智能图素，右击任一智能图素手柄，在弹出的对话框把长度改为60，高度改为120，单击[确定]，打开[三维球]，右键按住向上的单向手柄并向上拖一任意距离，在弹出的菜单中选择[移动] 命令，在弹出的对话框中输入38，单击[确定]；（8）按住shift键，选择所有圆柱体上、下表面的边缘和所有长方体上、下表面中较长的边缘线，在工具栏中点击[修改]，在下拉菜单中选择[边过度]，在弹出的对话框中选择[等半径]，在后面栏中输入2，然后在工具栏点击[圆角过渡]，在下拉菜单中选择[应用并退出] 命令。

三维球操作李巍教学目标的讲解阶段：知识目标：三维球是CAD（计算机辅助设计）最有用的工具。

它是CAXA实体设计的一个强大而灵活的三维空间定位工具。

技能目标：通过实例，演示三维球的一些较为常用的功能。

让同学们理解三维球的使用方法。

情绪目标：通过奖励、分组、讨论、发问等学习方法促进学生对软件学习的兴趣，提高对学习的信心。

教学重点与难点讲解与分析阶段：一、使用三维球复制和移动图素解决难点方案：此功能得难点在于三维球的中心是造型复制和移动的对称点，两个图形的一切都是参数都是关于这个点来对称的。

所以在教学中要强调这一点，然后通过几个相对比的例子来说明这一点。

二、使用三维球的内侧“定向控制柄”解决难点方案：用来将三维球中心作为一个固定的支点，进行对象的定向。

难点是要理解定向这个词含义。

主要有2种使用方法：1）拖动控制柄，使轴线对准另一个位置；2）右键点击，然后从弹出的菜单中选择一个项目。

在教学过程中首先是讲解有关定位得意义，可以是一个图形按照你得要求放置到你想放的任何位置，然后实例解释两种方法得操作步骤。

三、使用三维球的中心控制柄解决难点方案：三维球的中心控制柄主要用来进行点到点的平移。

在讲课过程中我将通过实例示范它的两种使用的方法1、将它直接拖至另一个目标位置，2、右键点击，然后从弹出的菜单中挑选一个选项，来使学生明确在什么情况下就要想到使用三维球的中心控制柄。

教学思路讨论阶段：在多年得教学过程中经常在上课中遇到备课时没有想到的突发情况，应此可将教案分为课前教案和课后教案两部分。

在上课时将按照以下设计与学生讨论选出好的方法作为教学思路与方法：1、讲授方法为第一步讲解所学知识的应用范围，第二步实例示范操作过程和注意点，第三步学生亲自动手按照讲授的操作步骤做一遍，在此过程中我来发现学生所出现的情况，第四步将学生遇到的典型问题进行说明解释解决。

2、进行奖励法。

鼓励学生动脑思考，如果可以说出自己的想法可以对他进行加分。

第8章零件定位本章将介绍CAXA实体设计中有助于精确零件设计的定位和测量工具。

为帮助您掌握各种工具，我们将逐步深入地采用标准智能图素来练习使用这些工具。

本章内容包括：• 图素和零件的定位• 利用智能捕捉反馈定位• 利用“无约束装配”工具• 利用“约束装配”工具• 利用智能尺寸定位• 利用三维球工具定位• 利用背景栅格定位• 位置属性表• 附着点• 重定位定位锚图素及零件定位零件设计的许多工作都涉及图素及零件的定位。

为此，CAXA实体设计为您提供了大量的工具和技巧。

本章将主要介绍CAXA实体设计中的下述定位和测量工具。

这些工具将帮助您生成符合高精确度要求的零件。

• 智能捕捉反馈。

智能捕捉反馈允许您相对于定位锚位置或指定面把新图素定位在现有图素上，并重定位和对齐相同零件的图素组件。

• “无约束装配”工具。

这个对齐工具使您能够以源零件和目标零件的指定设置为基准快速定位源文件。

• “约束装配”工具。

这个对齐工具采用贴合与对齐约束并在指定设置的基础上快速定位并约束零件。

如果在两个或多个操作对象之间生成永久性的对齐约束对设计非常重要，就可以使用这一工具。

• 智能尺寸工具。

系统提供一套共六种智能尺寸工具，用于使操作对象定位在一个与同一零件的其他组件或设计环境中其他操作对象等相距一个确切距离、角度、弧度或直径的位置处。

• 三维球工具。

这是一种通用的定位工具，它可对零件和各种其他操作对象的操作提供全面控制，如附着点、灯光和相机等。

它可使操作对象相对于自身轴及面、其他操作对象的边及顶点以及旋转体或镜像体等作可视化精确轴定位。

利用三维球工具，您可以沿任意方向移动操作对象、绕任意轴旋转操作对象并为这些运动设定精确的运动距离和角度。

• 定位锚。

图素和零件是通过定位锚连接的，定位锚具有多种定位功能特性。

例如，定位锚的交互属性定义了尺寸设置和定位时图素和零件的交互过程。

您还可以重定位图素或零件的定位锚，以改变其方位及其与其他图素或零件的连接点。

一、工程设计模式实例这里我们在工程设计模式下创建如下3-88零件。

工程模式建模是基于全参数化设计，使模型的编辑、修改更为方便。

图3-88零件具体步骤：（1）创建新零件单击图标新建一设计环境。

单击软件界面下方状态栏右边的设计模式下拉按钮，选择“工程模式零件” ，如图3-89所示。

然后单击“装配”功能面板中的“创建零件”按钮。

弹出如图3-90所示对话框询问是否激活新创建的零件。

选择“是”。

图3-89 选择设计模式图3-90 询问对话框则设计树上出现一个零件名称，设计环境中出现激活零件的局部坐标系。

如图3-91所示。

图3-91 设计环境（2）首先拖入并编辑两个圆柱体：从“图素”设计元素库中拖入一个圆柱体，然后编辑包围盒尺寸如图3-92所示。

图3-92 编辑包围盒尺寸（3）再从“图素”设计元素库中拖入另一个圆柱体到原来圆柱体的中心。

然后编辑第二个圆柱体尺寸如图3-93所示。

图3-93 拖放并编辑圆柱体尺寸（4）两个圆柱体设计好以后，可以拖动下边的圆柱体高度，会发现上面的圆柱体始终与下方圆柱体的位置关系保持不变。

如果拖动上方圆柱体的下底面手柄，也会发现同样的现象。

这就是在编辑修改的过程中，两者之间的关联关系保持不变。

试验完毕以后，将两个高度方向尺寸仍旧改回30和10。

图3-94 圆柱体之间相互关联（5）拖入一个长方体并编辑其位置和尺寸：拖放一个长方体到上圆柱体旁边，然后单击打开三维球工具。

单击约束如图3-95所示的外操作柄，然后用右键拖动三维球旋转，松开鼠标，从弹出菜单中选择“平移”，在弹出对话框中输入90度的旋转角度。

图3-95 旋转长方体（6）长方体旋转90度以后，单击空白处，取消对水平方向外操作柄的约束，然后右键单击三维球的中心，从弹出菜单中选择“到中心点”。

然后选择上圆柱体表面。

结果如图3-96所示。

图3-96 定位长方体（7）然后约束如图所示长方体的水平轴，然后右键拖动，松开鼠标后，从弹出菜单中选择“移动”，再编辑弹出对话框中的移动值为48。

CAXA三维实体设计多用途的三维实体设计CAXA三维设计软件是一种可视化的三维软件，他提供从二维到三维的创新设计，帮助完成产品的概念、外观、总体、结构和零件设计等功能。

CAXA具有良好的设计界面和掌握变化多端的专业技能，就可以进行设计。

同时它还具有可视化精确零件设计，强大的装配设计。

设计元素库及拖拉放式操作、提供丰富精确的设计工具、二维绘图层、智能渲染等主要功能特征。

同时还有其他三维实体设计软件被广泛用于掘进机、机械产品、模具加工、公路模具加工及水利水电工程设计中。

EBJ-120TP型掘进机中使用了相当数量的各种标准件，在传统的图纸设计绘制过程中，这无疑将耗去设计者大量的精力。

在应用CAXA实体设计软件后，由于它提供丰富的标准库，包括螺钉、螺栓、螺母、垫圈、销钉、键、滚动轴承、弹性密封件、钢型材以及齿轮、板金的设计等,同时提供各种标准查询、搜索和添加与预览功能，在完成零件的三维设计后，通过布局图输出符合国标的二维工程图，因而极大地方便了掘进机零部件设计过程，使设计人员可以将更多的经历放在创造性构思上。

利用CAXA软件设计的EBJ-120TP型掘进机机架三维模型，它直观的将设计者的意图反映出来，可以很方便地进行结构设计以及干涉检查、物性计算、零件列表等其它工作，提高了设计效率和设计质量。

EBJ-120TP型掘进机装载机构的铲尖。

以前它是铸件，由于批量小、成本高，且工序多、生产周期较长，所以改成了焊接组件。

改动过程中，由于侧板设计形状复杂，一般的设计工具设计不够准确，采用CAXA设计，首先建立板件模型，通过修改符合设计要求后，输出二维布局，转换至我们熟悉的二维绘图工具，完成准确的二维工程图。

装配图册作为一种工艺指导性文件，是对操作者进行规范化的指导性文件。

运用CAXA完成具有独立功能的部件模型，按照装配顺序，以爆炸图方式，并标注装配要求与工序控制以及零件的图号和数量完成的装配工艺书，具有规范的格式、清晰的视图、详细的工艺要求，给人们耳目一新的感觉。

第7章减震器装配本章重点内容：●如何为三维造型生成二维截面。

●如何利用设计树定义零件之间的装配关系。

●如何使用三维球、无约束和约束装配定位零件。

创建右套筒1．打开已有的“减震器.ics”文件，选中左套筒，按F10激活三维球，移动三维球到旋转件的中心。

2．右键单击手柄，在弹出菜单中选择“镜像”下的“拷贝“命令。

3．得到一个与左套筒对称的套筒，选中新生成的套筒，单击鼠标右键在弹出的菜单选择“零件属性”，修改套筒名称为“右套筒”。

创建旋转件垫圈1．单击“拉伸”按钮，在旋转件三角形表面的中心点击，然后点击“独立实体”。

2．点击“下一步”直到将拉伸距离确定为0.125。

3．单击“投影3D边”按钮，然后点击旋转件三角形表面A的中心。

4．单击“编辑截面”对话框中的“完成造型”，然后按F10激活三维球。

5．选择三维球的垂直操作手柄，向上拉动该手柄将新生成的垫圈向上移动大约4毫米。

6．在旋转垫圈处于零件编辑状态时在其上点击右键，选择“零件属性”，将零件重命名为“旋转件垫圈”。

创建螺钉与螺母1．单击显示窗口按钮，放大显示支架的左边。

从设计元素库的“工具”中拖/放“紧固件”图标到孔的中心。

2．在出现的紧固件对话框中的直径中输入20，长度值定为120，选中“增加螺母”前面的复选框，在螺母的下拉菜单中选择“开槽”，单击“确定”。

创建销钉1．放大显示开槽螺母，从“工具”设计元素库，拖/放“紧固件”与螺母槽齐平。

2．在紧固件对话框中选择“销钉”中的“标准眼状销钉”，设置其长度为30，直径为6。

单击“确定”。

然后使用三维球将销钉从螺母中拖出。

3．单击“显示全部”按钮，观察所有的零件。

创建旋转体装配1．首先定义零件之间的装配关系。

点击旋转件使它处于零件编辑状态，然后单击“装配”按钮，注意到此时设计树中出现了一个“装配？”，旋转件的边线显示为黄色加亮。

2．显示设计树，点击装配名称前面的加号，将它展开，此时它包含有“旋转件”一项，右击装配名称，选择“装配属性”，将装配的名称更改为“旋转装配”。