OnShape 新手入门完全指南：从零开始掌握云端三维CAD设计
OnShape 是由 SolidWorks 创始人 Jon Hirschtick 团队开发的云端三维 CAD 平台。无需安装软件，打开浏览器即可开始设计，支持 PC、平板、手机多设备无缝切换。
一、什么是 OnShape
OnShape 彻底改变了传统 CAD 软件的使用方式：
- 云端运行：无需安装，浏览器即可使用
- 跨设备：PC、平板、手机无缝切换
- 实时协作：多人同时编辑同一项目
- 自动保存：云端存储，永不丢失
为什么选择 OnShape？
- 免费版可用：个人用户可申请免费账户（文档公开）
- 无需配置：打开网页就能用，不占用本地资源
- 版本管理：每次修改自动记录，可随时回退
- 团队协作：实时查看他人修改，评论交流
免费版创建的所有文档都是公开的，如有保密需求请使用付费版本。
二、注册与登录
2.1 注册账户
- 打开浏览器，访问 https://www.onshape.com
- 点击右上角 Sign up 按钮
- 选择 Free Plan（免费计划），填写邮箱、设置密码
- 登录邮箱点击验证链接，完成注册
2.2 登录系统
使用注册的邮箱和密码登录。OnShape 会记住你的登录状态，下次访问自动登录。
建议使用 Chrome 或 Firefox 浏览器，以获得最佳体验。
三、认识界面
3.1 文档管理区（左侧）
| 区域 | 功能 |
|---|---|
| Documents | 所有创建或共享的文档列表 |
| Recent | 最近打开的文档 |
| Created by me | 我创建的文档 |
| Shared with me | 他人共享给我的文档 |
| Trash | 已删除的文档（可恢复） |
3.2 工具栏（顶部）
| 按钮 | 功能 |
|---|---|
| + Create | 创建新文档、Part Studio、装配体、工程图 |
| Import | 导入 STEP、IGES、STL 等格式文件 |
| Share | 分享文档给其他用户或团队 |
3.3 核心概念：Part Studio vs Assembly
- Part Studio（零件工作室）：创建和编辑单个零件的地方。可以同时设计多个零件，它们会自动关联。
- Assembly（装配体）：将多个零件组合在一起，添加运动约束，模拟机械运动。
3.4 特征树（左侧面板）
在设计区域左侧的树状结构，记录所有操作步骤（草图、拉伸、圆角等）。点击任意特征可以编辑或删除，拖拽可以调整特征顺序。
3.5 视图控制
| 操作 | 鼠标 |
|---|---|
| 旋转视图 | 鼠标中键拖动 |
| 平移视图 | Shift + 中键拖动 |
| 缩放视图 | 滚轮滚动 |
| 正视于面 | 双击平面（或按 F 键） |
四、创建第一个零件
基本工作流程：创建文档 -> 选择草图平面 -> 绘制草图 -> 拉伸成型
步骤详解
1. 创建新文档
- 点击左上角 + Create
- 选择 Document
- 输入文档名称（如我的第一个零件）
- 点击 Create
2. 进入 Part Studio
新文档会自动创建一个 Part Studio 标签页。如果没有，点击底部 + Part Studio 创建。
3. 选择草图平面
- 点击工具栏的 Sketch 按钮（或按 S 键）
- 在三个基准平面中选择一个（Top、Front、Right）
- 点击 Top 平面（俯视面）作为草图平面
4. 绘制圆形
- 在草图工具栏中选择 Circle（圆）工具
- 点击原点作为圆心
- 向外拖动确定半径（如 50mm）
- 点击完成圆的绘制
按 Shift 键拖动可以锁定整数尺寸。输入数字可以直接设定精确尺寸。
5. 退出草图
点击右上角的 绿色对勾 或按 Enter 退出草图模式。
6. 拉伸成型
- 点击工具栏的 Extrude 按钮（或按 E 键）
- 点击刚才绘制的圆（作为拉伸轮廓）
- 在弹出的对话框中设置拉伸高度（如 100mm）
- 点击绿色对勾确认
五、草图绘制详解
5.1 草图工具一览
| 工具 | 功能 | 快捷键 |
|---|---|---|
| Line（直线） | 绘制直线段 | L |
| Rectangle（矩形） | 绘制矩形 | G |
| Circle（圆） | 绘制圆 | C |
| Arc（圆弧） | 绘制圆弧 | A |
| Polygon（多边形） | 绘制正多边形 | P |
| Spline（样条曲线） | 绘制自由曲线 | Z |
| Point（点） | 绘制点 | . |
5.2 草图约束
| 约束类型 | 功能 | 快捷键 |
|---|---|---|
| Coincident（重合） | 两点或点线重合 | I |
| Concentric（同心） | 两圆同心 | O |
| Parallel（平行） | 两直线平行 | L |
| Perpendicular（垂直） | 两直线垂直 | V |
| Horizontal/Vertical | 直线水平或垂直 | H |
| Equal（等长/等半径） | 长度或半径相等 | Q |
| Dimension（尺寸） | 标注尺寸 | D |
草图状态指示
- 蓝色：欠定义（需要添加约束或尺寸）
- 黑色：完全定义（推荐状态）
- 红色：过定义（约束冲突，需要删除）
六、特征操作
特征是将二维草图转化为三维模型的操作。
6.1 基础特征
Extrude（拉伸） - 最常用的特征，将草图沿垂直方向延伸。
- Blind：单向拉伸指定距离
- Symmetric：对称拉伸（两侧各一半）
- Through all：穿透所有（用于切除）
Revolve（旋转） - 将草图绕轴旋转生成回转体。适合制作轴、盘、圆环等对称零件，需要先绘制中心线作为旋转轴。
Sweep（扫描） - 将轮廓沿路径移动生成复杂形状。适合制作管道、弹簧、弯曲件，需要绘制轮廓和路径两条草图。
Loft（放样） - 在多个截面之间过渡生成形状。适合制作渐变截面的零件，至少需要两个草图轮廓。
6.2 切除特征
所有基础特征都可以切换为切除模式（Remove material）：
| 特征 | 切除效果 |
|---|---|
| Extrude + Remove | 挖槽、打孔 |
| Revolve + Remove | 车削内孔 |
| Sweep + Remove | 雕刻沟槽 |
6.3 细节特征
| 特征 | 功能 |
|---|---|
| Fillet（圆角） | 倒圆角 |
| Chamfer（倒角） | 倒斜角 |
| Shell（抽壳） | 将实体变为薄壁 |
| Draft（拔模） | 添加拔模角度（用于注塑） |
| Hole（孔） | 快速创建标准孔 |
| Pattern（阵列） | 复制特征或零件 |
实战：创建带孔的立方体
- 在 Top 平面绘制 50mm x 50mm 正方形，Extrude 拉伸 50mm
- 点击 Fillet 工具，选择四条垂直边，设置圆角半径 5mm
- 选择顶面，点击 Hole 工具，点击顶面中心，设置孔直径 10mm，深度 Through all
七、装配体设计
7.1 创建装配体
- 在文档底部点击 + Assembly 创建装配体标签页
- 点击左侧面板的 Insert 按钮
- 从 Part Studio 中选择要插入的零件，点击绿色对勾确认
- 点击 Mate 工具，选择两个零件上的配合面或边
- 选择配合类型（重合、平行、距离等），点击确认
7.2 Mate Connector（配合连接器）
不同于传统 CAD 软件使用参考面、参考轴进行装配，OnShape 使用 Mate Connector 作为装配的基准点：
- 每个 Mate Connector 包含位置和方向
- 可以定义在零件的任意位置
- 支持多种运动类型（旋转、滑动、齿轮等）
7.3 配合类型
| 配合类型 | 运动自由度 | 典型应用 |
|---|---|---|
| Fastened（固定） | 0 自由度 | 焊接、螺栓连接 |
| Revolute（旋转） | 1 旋转自由度 | 铰链、门轴 |
| Slider（滑动） | 1 平移自由度 | 抽屉、滑轨 |
| Cylindrical（圆柱） | 1 旋转 + 1 平移 | 活塞、螺丝 |
| Ball（球） | 3 旋转自由度 | 球关节 |
| Planar（平面） | 2 平移 + 1 旋转 | 平面滑动 |
拖动零件可以测试运动。按住 Alt 键拖动可以临时忽略约束。
八、工程图生成
8.1 创建工程图
- 点击文档底部的 + Drawing，选择图纸大小和标准（GB/ISO/ANSI）
- 点击 View 工具，选择 Part Studio 中的零件
- 选择视图方向（主视图、俯视图、左视图等），点击图纸放置视图
- 点击 Dimension 工具，点击要标注的边或点，拖动放置尺寸数字
8.2 工程图要素
| 要素 | 说明 |
|---|---|
| 基础视图 | 主视图、俯视图、侧视图 |
| 剖视图 | 显示内部结构 |
| 局部放大图 | 显示细节 |
| 尺寸标注 | 长度、角度、半径等 |
| 公差标注 | 尺寸公差、形位公差 |
| 标题栏 | 图名、比例、材料等信息 |
工程图与三维模型关联。修改三维模型后，工程图会自动更新。
九、进阶技巧
9.1 版本管理
OnShape 的版本系统是核心特色：
- Workspace（工作区）：当前正在编辑的状态，随时变化
- Version（版本）：保存的快照，不可修改，可随时恢复
- Branch（分支）：从某个版本创建平行设计路线
9.2 多实体建模
在一个 Part Studio 中可以同时设计多个零件，它们共享设计意图。零件之间可以相互参考，修改一个零件相关零件自动更新。
9.3 配置与派生
Configuration 可以创建可变参数的零件，一个文档生成多个变体：
- 列表配置：选择不同选项（如长度：短/中/长）
- 区间配置：输入任意值（如直径：10-100mm）
9.4 导入导出
| 操作 | 支持格式 |
|---|---|
| 导入 | STEP, IGES, STL, Parasolid, ACIS, OBJ |
| 导出 | STEP, IGES, STL, Parasolid, OBJ, VRML, PDF |
十、快捷键速查
常用快捷键
| 快捷键 | 功能 |
|---|---|
| S | 草图 (Sketch) |
| E | 拉伸 (Extrude) |
| R | 旋转特征 (Revolve) |
| F | 圆角 (Fillet) |
| H | 孔 (Hole) |
| D | 尺寸标注 (Dimension) |
| L | 直线 (Line) |
| C | 圆 (Circle) |
| G | 矩形 (Rectangle) |
| N | 新建文档 |
| Ctrl + Z | 撤销 |
| Ctrl + Y | 重做 |
| Delete | 删除选中项 |
学习路径建议
- 第一周：简单几何体（立方体、圆柱、圆锥）
- 第二周：组合体（带孔板、L形件）
- 第三周：简单装配（铰链、滑块）
- 第四周：完整项目（支架、外壳）
本文基于 OnShape 公开资料整理，仅供学习参考。OnShape 官网：https://www.onshape.com
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