参数化建模-2015

1、参数化建模部 门 : 一院装饰件部主 讲 : 徐舟日 期 : 2015.02.03目录1 前言2 参数化建模基础3 参数化建模的优化 近几年各大汽车生产商都在主推模块化平台，个中好处不言而喻：各个级别的车可以共用生产线实现柔性生产，提高生产线的利用率；上到动力总成下到零部件均可大规模通用，实现了零部件的低成本开发；从原来的七到八年的研发周期缩短到三到四年左右的研发周期，相比对手更早的占领战略高地等等 参数化建模就好比模块化生产平台一样，提高我们个人建模的效率的同时，也可让其他工程师更好的接手，更可以在造型准确输入之前，就尽可能早的开始草数据建模，造型输入之后再进行替换。拉长了建模周期就不至于手

2、忙脚乱到错误频出，同时好的参数化建模也可以有效的规避常见的建模问题。1 前言2 参数化建模基础2.1 CATIA的设置2.2 目录树的标准化 2.2.1 标准目录树 2.2.2 实体建模标准2.3 认识内部要素 2.3.1 内部要素点 2.3.2 内部要素线 2.3.3 内部要素面 2.3.4 结论2.1 CATIA的设置 禁止使用混合设计，容易出现建模过程的混乱，不满足标准化要求此处不勾选2.1 CATIA的设置 勾选参数，并勾选带值及带公式，较好的参数化对参数的应用较多，需要直观的看到他们的值和关系。红框处勾选2.1 CATIA的设置 更新选项勾选手动，并勾选出现第一个错误时停止更新，主要

3、因为参数化建模需要替换的元素不止一个，同时点击替换的情况不多，所以为了节省时间，选择手动更新，待全部替换完输入时，再点击刷新，统一刷新。2.2 目录树的标准化 想要参数化的建模，必须要对建模过程进行标准化处理，标准化是参数化的前提。 建模命令的合理排序和规范的摆放位置、适当的命名以及特征属性的定义都是非常有必要的，看似繁琐且简单的操作是在耽误时间，实则是提高效率的必要条件。 目录树的标准参考附件实体建模标准-2015，标准目录树文件参考Solid_Start Model Ver.1，应用标准目录树及建模标准的范例参考 Parameterized Demo ，相互结合查看可加深理解。2.2.1

4、标准目录树 Solid_Start Model Ver.1 一级目录树说明零件内部名称为参数信息存放位置（可更改及调用）最终实体结果物（包含下面4个实体的布尔运算）主体、翻边、特殊形象结构布尔运算位置安装点数据布尔运算位置开孔数据布尔运算位置筋数据布尔运算位置零件信息存放位置输入数据存放位置过程数据存放位置最终数据发布2.2.1 标准目录树 Solid_Start Model Ver.1 目录树展开说明基本料厚密度体积（带参测量数据，自动生成，不用且不可更改）质量（带参运算数据，自动生成，不用且不可更改）新建的其他参数存放位置用于初始测量体积而创建的实体操作，出主体形状之后必须删除2.2.1

5、标准目录树 Solid_Start Model Ver.1 目录树展开说明零件拔模方向信息主拔模方向信息主拔模方向线（此处为带关系复制于输入数据）滑块方向信息（放置带关系复制于输入数据的滑块线方向线）主模分缝线信息分模线信息滑块分缝线信息滑块分缝线信息孔位线信息2.2.1 标准目录树 Solid_Start Model Ver.1 目录树展开说明零件拔模方向信息零件基准原点主拔模方向线（建模过程与之带参）定义主拔模方向过程数据参考信息（放置标杆车数据及参考结构数据）造型面提取最终结果物表面，用于测量体积（不可删除）相关件信息（存放诸如电器、车身、地盘、内外饰数据）总布置信息断面信息处理以上信息

6、时的过程数据，在发布前保留方便替换，要发布之时需删除2.2.1 标准目录树 Solid_Start Model Ver.1 目录树展开说明主体、翻边、特殊形象结构过程数据安装点过程数据可替换安装点模板定义主拔模方向过程数据筋的过程数据 注：该图中文件夹层级关系应与最终实体结果物内的布尔运算层级一一对应2.2.2 实体建模标准 实体建模标准-20152.2.2 实体建模标准 实体建模标准-20152.2.2 实体建模标准 实体建模标准-20152.3 认识内部要素 认识内部要素之前，首先要明确的是，参数化建模应尽量避免点选内部要素。 何为内部要素？ 个人认为最易懂的解释是在建模命令中没有完全定义

7、，但是CATIA为了能全面的展现该结果的全部元素，而创建出来的一些要素，或者说定义了一些要素的名称、位置、方向等。 例如，直线有两个端点和两点间的连线以及连线的方向。他们都是一段直线的内部要素。 那么接下来，由浅入深的介绍。2.3.1 内部要素点 点可分为单点数据和点集合数据，内部要素为顶点（图示来自Parameterized Demo.CATPart文件，下同）单点数据点集合数据（包含四个点）2.3.1 内部要素点 做线举例说明 对比上图可知，点1选择后，定义框名称与点原有名称一致，而点2虽然分别点选了点集合中两个不同的点，但是在定义框内均显示的是草图.6顶点，该顶点就为内部要素，说明CAT

8、IA并没有对内部要素分别定义，或者已分别定义但并没有体现在名称上。2.3.2 内部要素线 线可分为直线数据和曲线数据，内部要素分为顶点、边线和方向直线数据曲线数据2.3.2 内部要素线 提取举例说明（顶点） 连续点选两个顶点（端点与线上点均为顶点）做提取命令，情况不同。做点是取消重选之后，内部要素名不变，本次则是连续点选内部要素之后，名称自动累加数字尾号，且与哪个内部要素无关。2.3.2 内部要素线 提取举例说明 连续点选两个边线做提取命令，情况与提取顶点一样。同样是连续点选内部要素之后，名称自动累加数字尾号，且与哪个内部要素无关。2.3.2 内部要素线 反转举例说明 点选反转命令之后，原有元

9、素上会有箭头显示方向反转之后的朝向，同时红框内的选项提示为重置初始方向，再次点击该选项，箭头方向再次反转，同时该选项变为单击反转，方向被重置，此时方向与原曲线方向一致。且取消重选之后，方向反转情况相同，虽为内部要素，但方向属性固定且唯一。2.3.3 内部要素面 平面或曲面包含了内部要素边线和顶点，同时还含有内部要素面。提取举例说明。 选取内部要素面的情况基本与选取线上顶点或者边线的情况类似，唯一的不同为命名方式，尾号不是从1开始计算。具体计数方式未知，需继续摸索。2.3.3 内部要素面 反转举例说明面的方向性。 点选反转命令的情况与线方向的反转情况相同，同样说明面在生成之时，面的方向就已经成为

10、固定属性，且唯一。2.3.4 结论 1.内部要素里点、边线和面均为未准确定义的要素，无论提取位置与顺序，均不可控，CATIA在识别时会遇到问题，相应的在参数化建模当中最重要的输入数据替换时，就会遇到刷新错误，无法找到原有提取的元素。所以尽可能的避免使用提取命令提取内部要素，或者选取内部要素做他用。 2.内部要素中的方向属性为固有且唯一的要素，CATIA可以定义且可识别，方向要素的运用可以使用在参数化建模当中，基本不会对刷新产生影响。 3.更深层次的理解和应用，需要不断地尝试和优化固有的建模思路。3 参数化建模的优化3.1 常用操作的快捷键设置3.2 习惯使用寻找父子关系命令3.3 使用可调零件

11、基准点3.4 不可做厚曲面的处理方法3.5 快捷布置安装点位置3.6 轴系的应用3.7 超级副本的用法3.8 参数及公式的运用3.9 参数化建模小技巧3.1 常用操作的快捷键设置 3D数模是用很多个建模命令堆积而成的，那么提高建模命令最直接的方式就是增加建模命令调用的速度。 常规状态下，每一个命令的操作从大脑下达指令，到移动鼠标找对应的命令图标，大概都需要2-3秒的时间。有些人速度会快一些，可能是因为使用鼠标的精准度比较高，使用比较熟练，可即使这样也需要1秒以上的时间。再加上把鼠标移动回来选中元素的不到1秒钟时间，也需要大概3秒。 别看就2-3秒时间，但是一个零件的建模需要上百步甚至上千步，这

12、还不算尝试错误再取消的时间，少说也是以小时计。所以能节省下来调用命令的时间就变得很重要了。3.1 常用操作的快捷键设置 设置快捷键需要的CATIA设置选项选项=常规=用户界面样式=P1勾选，重启CATIA才能生效 3.1 常用操作的快捷键设置 如图点开自定义对话框，选中命令选项卡分为类别和命令两个子窗口3.1 常用操作的快捷键设置 直接双击想要设置快捷键的命令，对话框会自动选择到该命令，如快速选择 ，再点击显示属性，在加速器栏即可添加快捷键。 此命令个人习惯用Alt+Q，那么直接点击“Alt”键或者手动输入，再手动输入“+”，再键入“Q”即可，如左下图。 如若选择一些特定的按键，比如“空格”，

13、需要点击“其他”，再在弹出的对话框找到对应的按键，选中后点击“添加”，加速器栏即添加出对应快捷键，最后点击“关闭”。3.1 常用操作的快捷键设置123543.1 常用操作的快捷键设置 个人建议对于使用频率最高的一干按键都设置快捷键，推荐如下：快速从可视形状中找到其在目录树中的位置并目录树居中快速从可视形状或目录树中找到并放置到屏幕正中铺满显示或者隐藏选中元素设定工作组的位置复制粘贴和带参/断参粘贴当前元素刷新显示父级子级元素3.1 常用操作的快捷键设置 其实使用英文版CATIA，以上的快捷键都可以用右键+字母的形式实现。+E+R+H+F+S+A+L3.1 常用操作的快捷键设置 其他建议设置快捷

14、键的常用命令垂直视图各模块测量间距分析拔模特征分析曲面曲率快速选择新建实体/图形集目录树全部折叠插入模式仅当前几何体定位草图低光度 其他具体的建模命令可根据需要，自行设置3.2 习惯使用寻找父子关系命令 参数化之所以被推崇，是因为逻辑紧密，可实现快捷变换。那么如何快速找到每个命令之间的逻辑关系，就变得至关重要了，它决定着工作效率。 每一个命令都存在父级和子级，他们之间的关系是CATIA认可的、可识别的和按照一定规律计算的。所以通过寻找父子级可以快速的找到需要修改的建模命令，从而快速的更改参数，刷新出想要的结果。 有两种方法可以查看和寻找父子级：一是在元素上鼠标右键点击后选取父级/子级命令；一是

15、使用快速选择命令。3.2 习惯使用寻找父子关系命令 方法一：父级/子级命令父级子级原命令右键菜单3.2 习惯使用寻找父子关系命令 优点：可显示所有父级及子级 缺点：右键可拓展操作有限所有父级所有子级鼠标右键拓展栏 方法二：快速选择命令父级子级原命令显示/隐藏可选项3.2 习惯使用寻找父子关系命令 优点：右键拓展操作与在目录树上的右键操作一样，方便快捷 缺点：在父子级显示上，只能同时显示一级的父子级，但是当前项可以随时点中其他目标更改鼠标右键拓展栏3.2 习惯使用寻找父子关系命令 妙用一：双击找父级 初次点击位置的子元素标注为紫色，其他子元素为红色，绿色标注为点击的当前元素。 第二次点击时，当前

16、元素变更为之前标注紫色的元素，颜色变为绿色，当前元素的父级为红色标注。 利用双击即可快速找到点击位置的父级。子级子级子级点击位置当前当前的父级3.2 习惯使用寻找父子关系命令 妙用二：快速选元素 某些命令需要选中多个元素，用快速选择命令可以不逐一显示所有元素，在已显示的目标元素子级上点击快速选择命令，即可找到目标元素，目标元素为当前时，点确定，该元素即被选上，原有的显示情况不变。 举例说明： 粉色面为单一曲面，浅棕色为修剪后的面，现将粉色面与浅棕色大面做修剪处理，在不改变显示状态的情况下即可实现。3.2 习惯使用寻找父子关系命令修剪命令选中粉色面单击浅棕色大平面再次单击浅棕色大平面3.2 习惯

17、使用寻找父子关系命令单击快速选择框的确认单击修剪框的确认3.2 习惯使用寻找父子关系命令 最后的结果状态是，既完成了需要的修剪命令，又没有改变其中一个子元素所在的结果物的显示状态。 鉴于快速选择两个巧妙用法，个人推荐熟练掌握快速选择命令的使用，既可以利用它快速找到父子级元素，也可在使用其他命令时，快速的选择某些元素，而不需要准确找到该元素再选中，提高效率的同时也不改变当前显示/隐藏状态，避免因为频繁的显示隐藏某些元素之后扰乱了自己的建模思路。3.2 习惯使用寻找父子关系命令3.3 使用可调零件基准点 保证整车绝对坐标不变的前提下，在零件所在位置的附近，创建一个新的点-线坐标系，圆整基准点，方向

18、与主拔模带关系。如右下图。 主要用于定位草图的使用：创建一些无相关件输入但需要有特定形状时创建的草图；快捷布置安装点时创建的草图；布置筋时创建的草图等等。新基准点主拔模方向辅助建模基准元素3.3 使用可调零件基准点 创建好的点线面基准虽然可调且带参，但一般情况下不需要调整位置，经常需要调整的元素是主拔模角度，因为带参建模可实现快捷刷新。布置安装点的草图3.4 不可做厚曲面的处理方法 以上标准化的要求已经明确，不可使用封闭曲面形成实体，除非迫不得已。通常情况下使用封闭曲面也是因为已有的造型面不能做厚曲面，一些小圆角的曲面在偏移之后会报错，那么可以通过其他方法实现。 方法主要有三种： 第一种方法是

19、，先用曲率分析将造型面上曲率不足的面找到，或者直接使用造型面做偏移处理，报错后会自动将曲率不足的面取消偏移，被取消的面即为曲率不足的面。直接将造型面的该处面增大曲率，可厚曲面之后再用原有造型面缝合处理。此方法可行但不是最实用的，可尝试另两种方法。3.4 不可做厚曲面的处理方法 第二种方法是：将无法厚曲面的圆角面还原成尖角面，厚曲面之后再缝合一下原造型面。（此方法只适用于均匀且连续的小造型圆角）橙色面不可能厚曲面处理，需要尖角化处理处理后的面没有了原角，可直接厚曲面3.4 不可做厚曲面的处理方法 尖角面厚曲面之后，用缝合曲面命令。可直接用原造型面直接缝合，而对于缝合报错的情况，建议将尖角位置对应

20、的造型圆角面单独提取出来作为输入，缝合时只用后提取的圆角面。3.4 不可做厚曲面的处理方法 第三种方法是：先偏移基本料厚，不足曲率的面会被取消偏移，然后修补好被取消的部分，原偏移面接合后，再反偏移，检查修补的面与原造型面的面差，满足变厚度的要求即可。用内表面做厚曲面，厚度应略大于基本料厚，再用原造型面分割或缝合。 此方法适用于圆角边界由宽变窄后，部分小圆角不能厚曲面的情况。 此处不举例子。3.5 快捷布置安装点位置 方法一： 1. 借助零件新建的基本坐标系，垂直于主拔模方向创建定位草图，如下图所示即可按工程师的意图布置点位，约束好后再增加点与点之间的距离约束，做参考元素，以检查大致的布置距离；

21、草图点相交点造型面拔模方向做的线3.5 快捷布置安装点位置 2. 之后用每一个草图点，沿主拔模方向做直线，长度要足够与造型面相交，可相交出一点； 3. 根据需要的安装结构的高度，通过线和刚相交的点创建出一个新点，该点为安装点基点，再做方向线。3.5 快捷布置安装点位置 方法二： 1. 主造型面偏移一个距离，该距离跟需要的安装结构的高度有关，边界面再偏移一个距离，该距离跟安装结构距离边界的距离有关，相交求的一条线；偏移的边界面偏移的造型面相交线3.5 快捷布置安装点位置线上点三基准线相交点 2. 交线与零件基准面求交点做参考点，再做线上点； 3. 先创建平行主拔模的基准线，再做相交线的切线（与主

22、拔模垂直），最后补全坐标线。3.5 快捷布置安装点位置 两种方法各有特长： 第一种方法一般适用于布置塑料卡扣（类似的卡扣布置位置与边界的关系不够紧密），通常布置在整个大面内，通过草图布置点位方便快捷，也容易做对称处理，即使边界变化，点位也不会跟随，以免替换边界时点位也变造成配接问题。 第二种方法比较适用于布置在边界处的单边卡，或者是跟边界有直接距离关系的安装结构，且与保持一定的角度关系。边界动则点动，但应注意点间距需要随时控制以满足布置要求，且需注意替换之后的对手件也应跟随最新点位更新配接结构。 注：项目后期时，可把点断参后圆整，去掉布置点的过程。3.6 轴系的应用 通常大家把点位信息做到一点

23、三线就够了，但个别情况需要使用基准面时，还需要再补做基准面，且在做参数化建模时，一点三线并不方便发布以供其他对手件使用，而轴系就能做到这两点，且轴系还有自己的优势。 通常只需要使用标准类型轴系即可，通过布置点时创建的一点三线便可创建对应的轴系。3.6 轴系的应用3.6 轴系的应用 创建轴系时的注意事项：1. 根据需要的安装结构的方向，适当的选择反转来创建轴系；2. 绝对不可设置为当前；3. 将轴系放置到对应一点三线的图形集里方便管理；4. 一般选取两个方向即可，选全三个方向会出现提示信息。3.6 轴系的应用 应用轴系的好处：1. 方便发布，发布时只需发布轴系，即可输出一点三线三面；2. 基准线

24、和面的方向已定，替换和做超级副本时完全不用考虑方向，但需要两轴系的相对方向正确；3. 直接在基准面上创建定位草图，不需选取点即可自动捕捉原点；4. 轴系的内部元素自带名称，做替换和做超级副本时，直接根据名称即可快速找到需要替换和选择的元素，参考后两节内容。3.7 超级副本的用法 1. 超级副本的快捷调用。 做好标准结构后，工作组放在任意零件上，选中要做超级副本的零件体，点击插入-从选择实例化3.7 超级副本的用法 直接弹出超级副本的定义对话框：目标位置就默认之后即可，即为参考零件的后面，刻意选择内部会报错；名称空白即与参考同名，也可直接填写新名称；选择新输入元素之前，可以先点选使用相同的名称，

25、让软件自动选择可选项，条件是名称相同，然后再逐个自己选择和检查自动选择的元素。 最后确定即可生成新零件。3.7 超级副本的用法 2. 超级副本的基本创建。 做好标准结构后，将输入部分整理好，选择要做超级副本的零件体，点击插入-知识工程模板-超级副本3.7 超级副本的用法 弹出定义超级副本对话框后，输入想要的名称，如不输入即为默认名称，同时可以更改选定部件和部件输入，一般默认即可，不需更改。部件的所有输入元素选定的部件内含有的元素更改名称3.7 超级副本的用法 选择输入标签，可以更改每个输入元素的名称，这里不建议更改，更改完之后不方便寻找对应的输入元素。 名称右侧有上下箭头按键，可以更改输入元素

26、的排序。个人建议手动从新排序，同类型或位置相近的输入按顺序摆放，再调用超级副本选择输入元素时，不用反复移动寻找。 点击参数标签，标签内显示为超级副本的所有内部参数，选中其中一个带数值的参数，可以选择是否发布以及对名称的再定义，数值在这里不可选。3.7 超级副本的用法 通常选择可能会更改的数值参数作为发布项，以便再需要调用超级副本时，可以直接定义数值大小，省去后期更改的操作。参考本页后第二页。创建好的超级副本 调用时重复之前的快捷用法，参考选择创建好的超级副本。3.7 超级副本的用法 文档及属性标签页不用单独定义，默认即可。设置完成后点击确认即生成可调用的超级副本。3.7 超级副本的用法 弹出插

27、入对象对话框，完成全部新的输入元素点选之后，点击参数弹出参数对话框，之前发布过也更改过名称的参数都会显示在这里，同时数值变为可更改的，也可添加公式。关闭后确定即可。3.7 超级副本的用法 3. 从另外已有超级副本的零件中调用 新建Part，点击从选择实例化，弹出选择文件对话框，选中有超级副本的零件打开。3.7 超级副本的用法 打开后直接弹出插入对象。 如果目标文件内有多个超级副本时，就需要在参考选项中具体选择，操作如下。 点击参数栏右侧的小箭头图标，弹出下拉菜单，从中选择所需的超级副本。 其余步骤与快捷调用一致。3.7 超级副本的用法 注： 1. 快捷调用的好处是方便快捷，但名称、输入元素、参

28、数发布以及目标零件内公式的关系等，是不可更改也不会传递的。 2. 使用超级副本前，一定记得将工作平台放在零件上，布尔运算过后的零件也可，放在图形集上就会报错。 3.超级副本不仅可以对零件体进行复制，也可对图形集进行复制操作，同时创成式曲面设计模块中也有对应的命令可以达到同样效果， 复制几何图形集命令，操作与超级副本快捷调用类似，区别仅在于工作平台的位置设置。3.8 参数及公式的运用 参数化建模从字面上就可以解释为通过参数控制的建模，更深层次的就是更加智能的建模。 一个参数就可以控制很多相关元素的变量，通过更改参数即可实现对相关变量的全部控制。更改单一参数即可把相关变量连带更改，避免了因为对相关

29、关系不熟悉而造成改错或者漏改参数情况的出现。 想要通过参数控制其他变量，就需要把相关变量和相关参数增加逻辑关系，这就需要通过CATIA中的公式（Formula） 来实现，参数也是在此命令中创建和编辑的。 点击公式，会弹出公式对话框，根据方式不同选择过滤器类型，此处选择用户参数。也可在过滤器名称的输入框内，* 后面输入目标参数的部分名称以寻找。3.8 参数及公式的运用 首先是新建参数，在新建之前一定要先选择好参数的类型和单/多值。最常用的类型有整数、长度、密度、角度、质量和体积，尤以长度使用最频繁。选择长度后选单值，点击新类型参数以创建。更改类型更改单/多值3.8 参数及公式的运用 创建好的参数

30、会出现在中间的列表中并自动命名，可通过列表下的编辑框更改参数名称。 要注意的是编辑名称的操作对象都是列表中已有的参数，所以改名一定要在新建参数之后。 名称编辑框右侧是数值编辑框，可以更改参数的数值。更改名称更改数值3.8 参数及公式的运用 创建好的参数在目录树上也是有规定存放位置的。如右图。 参数的文件夹类似图形集，只是无法创建新的，只有通过复制粘贴来更改想要的层级结构。 参数的位置不可以用鼠标拖动，或者剪切再粘贴的方法，不仅会报错，也会断开当前参数的关系，所以需要慎重使用。正确的方式应该是鼠标右键-对象-重新排序。刚新建的参数参数文件夹3.8 参数及公式的运用 参数创建好后，就需要给参数增加

31、公式，也就是给参数和相关的其他参数带上关系，或者给其他命令带上关系，为它所用。 添加公式的方式有四种：在公式对话框中，直接双击参数；选中参数后点击添加公式；在目录树内目标参数上点击右键-对象-编辑公式；目录树内双击参数，在值位置右键-编辑公式。3.8 参数及公式的运用 执行添加公式操作后，会弹出公式编辑器对话框。 参数下面的空白区域即是对参数定义公式的编辑位置，也就是等式右侧的变量编辑区。可以手动输入，也可从下面的选项中找到对应的CATIA可识别和计算的不同种类的运算符号。3.8 参数及公式的运用 词典选择框包含不同的大分类项，其中首要的就是参数，也就是咱们建模过程中产生的所有参数都包含在内，

32、同时还包含一些其他辅助运算的数学公式或者运算符号。 中间的成员选择框包含的是词典大分类下的细分组成部分，最常选择的就是重命名的参数。 右边的选择框就是所有子元素的合集了。可以根据想要的逻辑关系双击调用相关的参数参与到运算中。3.8 参数及公式的运用 举例说明： 假定新建的长度.5参数定义为筋的高度，那么通常意义上筋的高度定义为基本料厚的2倍，那么这就需要调用基本料厚参数。 双击Thickness参数，公式编辑栏出现该参数； 手动输入 * 号，或者在词典中选择运算符，找到 * 号，双击调用； 输入倍数数字2，公式编辑完成，单击确认结束编辑。1.双击2.出现该参数3.选择运算符4.双击5.出现 * 号6.输入23.8 参数及公式的运用 带公式后的参数显示状态改变了。 再次双击该参数，数值编辑栏变灰，呈不可编辑状态，右侧出现f(x)公式图标，可再次点击进入公式编辑对话框从新编辑想要的公式内容。3.9 参数化建模小技巧 直白的说，参数化建模的目的就是能够在替换输入条件时，快速有效不报错的刷新出想要的结果，那么在建模过程中，就需要考虑到后续替