1.1 CAXA实体设计软件概述

CAXA软件是北京数码大方科技股份有限公司研制和开发的，该公司是中国最大的CAD和PLM软件供应商，是中国工业云的倡导者和领跑者。主要提供数字化设计（CAD）、数字化制造（MES）、产品全生命周期管理（PLM）和工业云服务，是“中国工业云服务平台”的发起者和主要运营商。

CAXA实体设计的使用非常简单、清晰，使设计像搭积木一样便捷，无缝集成领先的二维CAD软件，帮助用户以更快的速度将新产品推向市场，以更低的成本研发出更多的创新产品。

创新模式简单易用，可大幅提高建模速度，尤其在开发新产品时具有无与伦比的优势；工程模式是和大多数3D软件一样采用全参数化设计思想，模型修改更加方便。用户可根据个人习惯或具体的零件／装配设计的需要，两种建模方式单独使用或结合应用，可显著加快设计速度。

在设计工具方面，CAXA提供了各种实体特征造型工具，以及对局部特征或表面进行“移动”“匹配”“变半径”等操作的表面修改功能。借助独特的三维球、定位锚、约束等工具，可以对智能图素或特征及其基准面进行灵活的事后定向、定位和锁定，以实现搭积木式快速组合。

1.1.1 CAXA实体设计软件简介

1．创新模式

创新模式将可视化的自由设计与精确化设计结合在一起，使产品设计跨越了传统参数化造型CAD软件的复杂性限制，不论是经验丰富的专业人员，还是刚进入设计领域的初学者，都能轻松开展产品创新工作。

2．工程模式

CAXA实体设计除提供了创新模式外，还具备传统3D软件普遍采用的全参数化设计模式（即工程模式），符合大多数3D软件的操作习惯和设计思想，可以在数据之间建立严格的逻辑关系，便于设计修改。

3．2D集成

CAXA实体设计无缝集成了CAXA电子图板，工程师可在同一软件环境下自由进行3D和2D设计，无须转换文件格式，就可以直接读写DWG/DXF/EXB等数据，把三维模型转换为二维图纸，并实现二维图纸和三维模型的联动，如图1-1所示。

4．数据兼容

CAXA实体设计的数据交互能力处于业内领先水平，兼容各种主流3D文件格式，从而方便设计人员之间以及与公司间的交流和协作。

1.1.2 CAXA实体设计软件的特点

1．提升设计效率的CAD工具

直观的用户界面，简便的操作方式，可自定义的全套可视功能。这些功能可减少设计环节、操作步骤和对话框数量并减轻视觉干扰，使设计变得犹如搭积木一样简单，只要用户熟悉Windows操作系统，就可以进行产品设计。

2．Fluent/Ribbon用户界面

基于流行的Fluent/Ribbon构架来搭建用户界面，支持用户根据个人习惯或设计需要自主定制或选择最有成效的操作界面，从而使用户更容易查找和使用各种操作命令。新型的屏幕布局及动态的以结果为向导的图表种类使用户操作起来更顺手，如图1-2所示。

1）三维球工具

独特的、“万能”的三维球工具，为各种三维对象的复杂变换提供了灵活、便捷的操作。设计中 70%以上的操作都可以借助三维球工具来实现，彻底改变了基于2D草图传统的三维设计操作麻烦、修改困难的状况，使设计工作更加轻松高效。

2）拖放式操作及智能手柄

简单、直接、快速的设计方式，提供了像Windows一样直接用鼠标拖曳各种设计元素进行设计的操作，可实现对棱边、面、顶点、孔和中心点等特征的智能捕捉；屏幕上的可见驱动手柄可实现对特征尺寸、轮廓形状和独立表面位置的动态、直观操作。

3）标准件图库及系列件变形设计机制

实体设计不仅具有完全可满足基本设计需要的大量三维标准件，还包括数以万计的符合新国标的2D零件库和构件库，用户只需用鼠标拖放即可快速得到紧固件、轴承、齿轮、弹簧等标准件。通过国标零件库，可方便使用螺钉、螺栓、螺母、垫圈等紧固件及型钢等。除此之外，用户还可利用参数化与系列件变形设计的机制，轻松地进行系列件参数化设计。

4）知识重用库机制

高效、智能的设计重用方式，利用成功的设计为新设计制订有说服力的参考方案。用户可自定义设计库，管理重复使用的零部件特征，当需要时，可在标准件库或自定义设计库中快速找到已经生成的零部件，然后，只需将这些零部件拖放到新设计中即可。并且，支持在设计完成的零件及装配特征上设定除料特性加入库中，当从库中调用时，这个除料的特性将能够自动应用到零件及装配体上。

3．集成二维CAD软件

无缝集成领先的2D软件，帮助用户尽情发挥原有的二维CAD设计技能，充分利用DWG、DXF、EXB等二维设计数据，体验3D与2D集成给设计工作带来的种种便利。

1）3D与2D完美融合

CAXA实体设计直接嵌入了最新的电子图板作为2D设计环境，设计师可以在同一软件环境下轻松进行3D和2D设计，不再需要任何独立的二维软件，彻底解决了采用传统3D设计平台面临的不便，如图1-3所示。

2）2D工程图

用户在三维设计环境中就可直接读取工程图数据，使用熟悉的2D界面强大的功能绘制工程图，并在其中创建、编辑和维护现有的DWG、DXF、EXB等数据文件。工程师可自由使用丰富的符合新国标的参数化标准零件库和构件库。支持多文件BOM的导入、合并、更新等操作；支持关联的3D和2D的同步协作；支持零件序号自动生成、尺寸自动标注和尺寸关联，支持零件序号的自动排序并可以快速检测失效的尺寸；支持通过视图树对尺寸及部件的显示与隐藏控制；支持3D和2D数据相互直接读取，而不再需要任何中间格式的转换或数据接口；支持数据库文件分类记录常用的技术要求文本项，可以辅助生成技术要求文本并将其插入工程图，也可以对技术要求库的文本进行添加、删除和修改等。提供了强大的2D工程图投影生成和绘制功能；支持定制符合国标的二维工程图模板、CAXA电子图板与AutoCAD的2D工程图工具的接口集成等，如图1-4所示。

3）曲面造型及处理

CAXA提供了包括封闭网格面、多导动线放样面、高阶连续补洞面、导动面、直纹面、拉伸面、旋转面、偏移面等强大的曲面生成功能，以及曲面延伸、曲面搭接、曲面过渡、曲面裁剪、曲面补洞、还原裁剪面、曲面加厚、曲面缝体、曲面裁剪体等强大的曲面编辑功能，能够实现各种高品质复杂曲面及实体曲面混合造型的设计要求。

4）3D曲线搭建

独特的3D曲线搭建方式及工程数据读入接口。提供了创建3D参考点、3D曲线、2D曲线类型，生成曲面交线、投影线、包裹线、实体与曲面边线，3D曲线打断、曲线裁剪、曲线组合、曲线拟合、曲线延伸等的编辑，借助三维球的曲线变换、绘制功能。并可利用.txt、.dat工程数据文件读入并直接生成空间3D曲线。为复杂高阶连续曲面的设计提供了强大支持。

5）草图绘制及2D到3D的转换接口

强大的符合工程定义的草图工具，提供了方便各种2D曲线、构造线、草图等的选取和绘制功能，丰富的几何约束和状态显示控制功能，并支持直接读入及处理.dwg、.dxf、.exb文件，完全消除了从2D到3D的转换困难。同时可以方便、灵活、精确地实现草图基准点、基准轴、基准面的设定及变换，并且支持直接拷贝二维几何到三维草图中。

4．装配设计

直观、逼真、智能的装配设计，精确验证干涉情况和各种属性计算，可帮助用户快速创建高质量的数字样机。

1）智能装配

快速方便的智能装配功能，通过设置附着点进行智能装配。结合设计元素库和参数化的设计功能可以实现参数化的智能装配，并确保每个零件的位置正确，大幅度提高工作效率。

2）产品虚拟装配设计

采用轻量化技术可以轻松读取和保存多达数万个零件的大装配，并提供了强大的对不同数据格式零件的插入、定位、定向、约束和关联，迅速建立产品结构关系、装配树以及装配属性，实现装配环境下的装配特征添加、零件设计、零件修改的关联同步。支持零／部件的装配间隙检查、干涉检查、物理属性计算，装配工艺的动态仿真检查与机构运动状态的动态仿真检查，产品爆炸图的生成，及3D BOM的生成等，如图1-5所示。

3）装配历史顺序

在2013版本中支持对装配顺序的记录，利用装配回滚条可以回滚到装配的任一时刻，并支持回滚后插入编辑装配。利用装配回滚功能可以方便地查看整个装配的历史顺序，如图1-6所示。

4）大装配模式

2013版本提供了解决大型装配体的运行显示速度的大装配模式，使用大装配模式可以显著提高在进行大型装配体设计时的运行效率和显示速度，如图1-7所示。

5）钣金零件设计

提供了强大的直板、弯板、锥板、内折弯、外折弯、带料折弯、不带料折弯、工艺孔／切口、包边、圆角过渡、倒角等钣金图素库，以及丰富的通风孔、导向孔、压槽、凸起等行业标准的参数化压形和冲裁图素库；用户可对弯曲尺寸、角度、位置、半径和工艺切口进行灵活控制。提供了强大的草图编辑、钣金裁剪、封闭角处理、用户板材设定和钣金自动展开计算等功能，在新版本中增加了放样钣金、冲压钣金、实体面转换钣金等功能。

6）参数化变形设计

开放、友好、简单而灵活的参数化与系列化变形设计机制，帮助用户轻松地进行系列件参数化设计，也可以通过配置来控制参数使变形设计更加灵活、实用。

7）动画仿真

专业级的动画仿真功能，帮助用户轻松制作各种高级的装配／爆炸动画、约束机构仿真动画、自由轨迹动画、光影动画、漫游动画，以及透视、隐藏、遮挡等特效动画等，并可输出专业级的虚拟产品展示的3D影片。帮助用户更全面地了解产品在真实环境下如何运转，最大限度降低对物理样机的依赖，从而节省构建物理样机及样机试验的资金和时间，缩短产品上市周期。在新版本中增加的3D背景（Skybox）可以真实地模拟3D环境，如图1-8所示。

8）专业级渲染

专业级的3D渲染功能可以对3D模型进行演示与材质研究。结合照片工作室场景可生成逼真的产品仿真效果，并可输出专业级的虚拟产品广告图片或3D影片，如图1-9所示。

5．基于网络团队的协同设计及二次开发平台

1）数据交换

CAXA实体设计可帮助用户彻底消除、处理和使用各种CAD设计数据相互转换和交流的障碍。CAXA支持ACIS和Parasolid最新版本，支持IGES、STEP、STL、3DS、VRML等多种常用中间格式数据的转换，特别支持DXF/DWG、Pro/E、CATIA、UG、SolidWorks、Inventor等数据文件，支持特征识别和直接建模，可以方便地对读入的模型编辑修改。支持输出3D PDF技术文档，支持从软件中直接发送邮件，或者把设计零件直接插入报告、电子表格或任何其他支持OLE 2.0的应用程序，如图1-10所示。

2）集成和协同

基于Web的PLM协同设计解决方案的重要组件，为基于网络的设计生成、交流共享和访问提供了协同和集成的能力。通过添加外部程序，以及与CAXA图文档管理方案， CAXA工艺解决方案、CAXA制造解决方案等无缝集成，构建出功能强大的业务协同解决方案。与CAXA协同管理平台对接后可以进行设计过程的审签、版本管理、文件浏览、零件分类管理等工作，如图1-11所示。

3）建模

在2013版本中支持协同建模模式，支持读取其他三维软件的模型后在实体设计中编辑修改，同时也支持在其他三维软件中修改模型后自动更新实体设计中关联的模型，进而自动更新二维工程图，最大化地发挥企业设计的自由度，如图1-12所示。

4）API二次开发平台

满足不同用户和应用开发商在CAXA实体设计平台上进行定制开发和集成开发。

6．新迪3D零件库

CAXA二次开发合作伙伴杭州新迪数字工程系统有限公司开发了基于CAXA三维实体设计平台的3DSource零件库，包括：中国国家标准件库（GB）、机械行业标准件库（JB）、汽车行业标准件库（QC）、机床附件标准件库、气动和液压元件库、模具行业标准件库、管路附件标准件库。包括100多个大类、400多个小类、1800多个系列零件、130多万个标准件模型，如图1-13所示。

7．NEi Nastran

NEi Nastran是一款集图形用户界面和模型编辑器于一体的强大的、通用的有限元分析（FEA）工具，可以对结构和机械部件的应力、动力学及热传递等进行线性和非线性分析，如图1-14所示。