Faits:
A. Par jugement du 9 janvier 2007, le Tribunal correctionnel de l'arrondissement de Lausanne a condamné, avec suite de frais, X._, ressortissant angolais, à une peine privative de liberté de trois ans, sous déduction de la détention avant jugement, pour actes d'ordre sexuel avec des enfants et actes sexuels commis sur une personne incapable de discernement ou de résistance. A titre de tort moral, il a alloué 15'000 fr. à Y._ et 5000 fr. à Z._, avec intérêt à 5% dès le 2 janvier 2005.
La Cour de cassation pénale du Tribunal cantonal a admis partiellement le recours déposé contre ce jugement par arrêt du 21 mai 2007. Elle a réformé le jugement en ce sens que l'exécution de la peine portant sur dix-huit mois a été suspendue, avec délai d'épreuve de quatre ans, le jugement étant confirmé pour le surplus. Les frais et dépens de l'instance ont été laissés à la charge de l'Etat de Vaud.
B. Cet arrêt repose en substance sur les faits suivants:
X._, né en 1957, et Z._, née en 1964, se sont mariés en 1999. Ils ont trois enfants nés en 1999, 2002 et 2003. A deux reprises, le couple s'est séparé, avant de tenter dès novembre 2004 une nouvelle reprise de la vie commune. Ils ont finalement divorcé en 2006, la garde des enfants étant depuis lors confiée à la mère.
Le 2 janvier 2005, en fin d'après-midi, X._ a montré son désir d'entretenir des relations sexuelles à son épouse qui se reposait sur un canapé au domicile conjugal. Suite au refus de cette dernière, il a entraîné sa fille Y._, née le 9 décembre 1999, dans la chambre à coucher, l'a déshabillée et caressée sur les parties intimes avant de la pénétrer avec son pénis. Terrorisée par ce comportement, celle-ci n'a pas osé appeler au secours. Elle a signifié toutefois qu'elle avait mal et son père s'est alors retiré non sans lui recommander le silence.
C. X._ interjette recours en matière pénale contre ce jugement dont il demande, sous suite de frais, l'annulation et le renvoi de la cause à la juridiction cantonale pour nouveau jugement.
Il requiert le bénéfice de l'assistance judiciaire.
Il n'a pas été ordonné d'échange d'écritures.
Considérant en droit:
1. Interjeté par l'accusé qui a succombé dans ses conclusions (art. 81 al. 1 let. b LTF) et dirigé contre un jugement final (art. 90 LTF) rendu en matière pénale (art. 78 al. 1 LTF) par une autorité cantonale de dernière instance (art. 80 al. 1 LTF), le recours est en principe recevable, puisqu'il a été déposé dans le délai (art. 100 al. 1 LTF) et la forme (art. 42 LTF) prévus par la loi.
2. Le recours peut être interjeté pour violation du droit, tel qu'il est délimité par les art. 95 et 96 LTF. Le Tribunal fédéral applique d'office le droit (art. 106 al. 1 LTF). Il n'est donc limité ni par les arguments soulevés dans le recours ni par la motivation retenue par l'autorité précédente; il peut admettre un recours pour un autre motif que ceux qui ont été invoqués et il peut rejeter un recours en adoptant une argumentation différente de celle de l'autorité précédente (cf. ATF 130 III 136 consid. 1.4 p. 140). Compte tenu de l'exigence de motivation contenue à l'art. 42 al. 1 et 2 LTF, sous peine d'irrecevabilité (art. 108 al. 1 let. b LTF), le Tribunal fédéral n'examine en principe que les griefs invoqués; il n'est pas tenu de traiter, comme le ferait une autorité de première instance, toutes les questions juridiques qui se posent, lorsque celles-ci ne sont plus discutées devant lui.
3. Le recourant soutient que faute d'avoir fixé à 6 mois la partie de la peine qu'il sera appelé à exécuter, les juges cantonaux ont fait une fausse application du droit fédéral. En revanche, il ne remet plus en cause les faits retenus par les instances cantonales qu'il a toujours niés, ni, partant, le principe de sa condamnation et la quotité de la peine privative de liberté de trois ans qui lui a été infligée.
3.1 Aux termes du nouvel art. 43 CP, le juge peut suspendre partiellement l'exécution d'une peine pécuniaire, d'un travail d'intérêt général ou d'une peine privative de liberté d'un an au moins et de trois ans au plus afin de tenir compte de façon appropriée de la faute de l'auteur (al. 1); la partie à exécuter ne peut excéder la moitié de la peine (al. 2); en cas de sursis partiel à l'exécution d'une peine privative de liberté, la partie suspendue, de même que la partie à exécuter, doivent être de six mois au moins; les règles d'octroi de la libération conditionnelle ne lui sont pas applicables (al. 3).
Pour les peines privatives de liberté d'une durée de deux à trois ans, le caractère obligatoirement partiel du sursis est une restriction que le législateur a apportée, compte tenu de la culpabilité de l'auteur, au sursis intégral que le Conseil fédéral voulait permettre pour les peines privatives de liberté jusqu'à trois ans. Si le pronostic n'est pas défavorable - au besoin compte tenu de l'effet d'avertissement produit par l'exécution d'une partie de la peine - et si aucun empêchement prévu à l'art. 42 al. 2 CP ne s'y oppose, le sursis partiel doit être accordé.
3.2 D'après l'art. 43 al. 2 et 3 CP, la partie ferme de la peine doit être comprise entre six mois et la moitié de la peine, inclusivement. S'il prononce une peine de trois ans de privation de liberté, le juge peut ainsi assortir du sursis une partie de la peine allant de dix-huit à trente mois. Pour fixer dans ce cadre la durée de la partie ferme et avec sursis de la peine, le juge dispose d'un large pouvoir d'appréciation. A titre de critère de cette appréciation, il y a lieu de tenir compte de façon appropriée de la faute de l'auteur (art. 43 al. 1 CP). Le rapport entre ces deux parties de la peine doit être fixé de telle manière que, d'une part, la probabilité d'un comportement futur de l'auteur conforme à la loi mais aussi sa culpabilité soient équitablement prises en compte. Ainsi, plus le pronostic est favorable et moins l'acte apparaît blâmable, plus la partie de la peine assortie du sursis doit être importante. Mais en même temps, la partie ferme de la peine doit demeurer proportionnée aux divers aspects de la faute (arrêt S. du 12.11.2007, consid. 5.6 prévu pour la publication aux ATF 133 IV xxx, 6B_103/2007).
3.3 La cour cantonale a motivé sa décision sur ce point de manière pour le moins concise en ne mentionnant que la prise en compte de façon appropriée de la faute, ce qui correspond à l'énoncé du texte légal. Une telle motivation s'avère insuffisante. Reste qu'il ressort des considérants des premiers juges qu'ils ont estimé que la culpabilité du recourant était lourde, et qu'il avait porté gravement atteinte à l'intégrité sexuelle de son propre enfant encore en bas âge. Ils ont aussi retenu qu'il avait fait preuve d'une totale absence de scrupules pour assouvir ses instincts. Au regard d'un pronostic retenu comme n'étant pas défavorable, la répartition par moitié de la peine ferme et de la peine avec sursis demeure dans le cadre du pouvoir d'appréciation reconnu au premier juge et n'apparaît par conséquent pas critiquable vu notamment le caractère lourdement blâmable des faits à lui imputer. Dans ces conditions, il ne se justifie pas d'annuler le jugement dans le seul but d'obtenir de la juridiction cantonale un considérant amélioré ou complété dès lors que la décision, dans son résultat, apparaît conforme au droit (ATF 127 IV 105 consid. 2c et les réf.).
4. Il résulte de ce qui précède que le recours doit être rejeté.
Comme ses conclusions étaient d'emblée vouées à l'échec, le recourant doit être débouté de sa demande d'assistance judiciaire (art. 64 al. 1 et 2 LTF a contrario) et supporter les frais de justice (art. 65 et 66 al. 1 LTF), réduits à 800 fr. compte tenu de sa situation financière actuelle.
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté.
2. La requête d'assistance judiciaire est rejetée.
3. Les frais judiciaires, arrêtés à 800 fr., sont mis à la charge du recourant.
4. Le présent arrêt est communiqué aux parties et au Tribunal cantonal du canton de Vaud, Cour de cassation pénale.
Lausanne, le 22 janvier 2008
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Le Greffier:
Schneider Vallat