Catia中文教程-第2章-实体零件设计

1、江达公司江达公司1实体零件设计实体零件设计Part DesignCATIA机械设计（机械设计（1）江达公司江达公司2CATPart 扩展名扩展名零件设计工具零件设计工具.Sketcher 入口入口.零件特征树零件特征树标准工具条标准工具条特征特征.Part design 界面（界面（1）江达公司江达公司3见曲面设计“插入插入” 菜单菜单Sketch-basedDress-upTransformationsOperations约束约束Part Design 界面（界面（2）江达公司江达公司4Part 是由一个或多个特征（是由一个或多个特征（ features）和实体（和实体（ body）组成组成

2、首个特征首个特征 一般是由一般是由Sketch通过拉伸或旋转而成通过拉伸或旋转而成特征特征 是基于是基于sketch (sketch-based) 或已存在的特征或已存在的特征 (dress-up and transformation). 也可以是通过曲面生成也可以是通过曲面生成 (surface-based)实体（实体（body） 可以进行布尔运算的特征集合可以进行布尔运算的特征集合Part Design 术语术语江达公司江达公司5在在 Assembly 中中 创建一个新创建一个新Part(自上而下自上而下)或或直接设计一个新直接设计一个新 part 插入插入 assembly(自下而上自下

3、而上)创建主模型创建主模型创建其他特征创建其他特征增加增加 dress-up 特特征征修改修改 & 重新对特重新对特征排序征排序插入新特征或插入新特征或Body以完成复杂以完成复杂零件的设计零件的设计Part Design 的一般过程的一般过程432156对主模型绘制草对主模型绘制草图（图（Sketch）江达公司江达公司6设计工具设计工具.切换回切换回3D 空间空间约束工具约束工具Tools & OperationsSketcherCATIA的实体零件设计一般都是由的实体零件设计一般都是由Sketch设计开始的，因为：设计开始的，因为：1、使用、使用Sketch符合我们日常的工

4、作习惯。符合我们日常的工作习惯。2、使用、使用Sketch可以准确地把握零件的特征。可以准确地把握零件的特征。江达公司江达公司7进入进入 Sketcher Workbench设计设计回到主设计进行回到主设计进行设计设计约束约束选择一个平面或平面形曲面选择一个平面或平面形曲面特征树上出现标识特征树上出现标识123456Sketch的设计过程的设计过程江达公司江达公司8进入平面以后可以定义平面是否平行于试图方向进入平面以后可以定义平面是否平行于试图方向 (在在 Tools/Option/mechanical Design/Sketcher/ Position sketch plane 选项选项)如

5、果不激活这个选项：如果不激活这个选项：这时工作平面将处于立体视图这时工作平面将处于立体视图形式。如果想试图放正，可以形式。如果想试图放正，可以点点SketcherSketch设计必须指定一个平面。设计必须指定一个平面。有关辅助坐标网格的用法和设定有关辅助坐标网格的用法和设定江达公司江达公司9Standard + Construction ElementsStandard/Construction Geometry8Sketch有两种元素类型: Standard和 Construction8Standard 元素是常用的类型，我们带入到主设计空间的也就是这类。8Construction 元素是我

6、们在设计是使用的辅助元素，它不被带入到主设计空间。8standard 或 construction 元素的做法是完全一样的。8可以点击 进行转换，也可以双击元素本身，在对话框内进行转化。江达公司江达公司10Sketch Tools是一个交互式的对话框，除了一些功能是一个交互式的对话框，除了一些功能按钮外，不同的外形设计命令，同时出现相应的数值按钮外，不同的外形设计命令，同时出现相应的数值输入对话框输入对话框Sketch Tools例如使用这个命令例如使用这个命令 ，就出现，就出现几何约束按钮几何约束按钮注意相切是自动加上注意相切是自动加上的的在在 Tools/Options/Mechanica

7、l Design/Sketcher/Constraint/SmartPick 定义几定义几何约束何约束江达公司江达公司11断面断面可以使用断面试图命令，方便地在一个断面上可以使用断面试图命令，方便地在一个断面上进行设计进行设计江达公司江达公司12 外形轮廓工具外形轮廓工具在在Sketch Tools工具条上选工具条上选 line (缺省缺省) 并点两点生成直并点两点生成直线线2选相切弧类选相切弧类型型3水平约束水平约束Tangency constraint选缺省类选缺省类5选三点圆弧类型选三点圆弧类型4由此可知，外形轮廓设计工具是一个组合工具，可由此可知，外形轮廓设计工具是一个组合工具，可以完

8、成直线、圆弧的设计。以完成直线、圆弧的设计。61外形轮廓设计外形轮廓设计江达公司江达公司13直线直线两点生成直线，并调整数值。12相切生成直线点的生成不再赘述点的生成不再赘述江达公司江达公司14依次作点就可以生成曲线依次作点就可以生成曲线2双击线可以通过对点的操作来双击线可以通过对点的操作来修改线；也可以直接拖动点来修改线；也可以直接拖动点来变化线。变化线。双击点可以对点的双击点可以对点的坐标进行修改坐标进行修改图标图标3451生成样条曲线生成样条曲线 Spline这个工具是用来通过连接两条曲线生这个工具是用来通过连接两条曲线生成曲线成曲线江达公司江达公司15通过三点生成通过三点生成2通过三点

9、生成圆弧通过三点生成圆弧标准圆标准圆点中心并给出半径点中心并给出半径13圆圆另外还有其他一些方法生成圆弧江达公司江达公司16先选中心，再确定长轴、短轴。可以在先选中心，再确定长轴、短轴。可以在Tools中输入参数中输入参数2先做出焦点，在确定顶点，然后作先做出焦点，在确定顶点，然后作出端点出端点抛物线抛物线椭圆椭圆3双曲线双曲线 做法与抛物线相同做法与抛物线相同1椭圆、抛物线、双曲线椭圆、抛物线、双曲线江达公司江达公司17轴线是用来做对称或旋转的辅助线，属于轴线是用来做对称或旋转的辅助线，属于construction 元素元素做法与直线相同做法与直线相同在在3D空间内不显示，但可利用空间内不显

10、示，但可利用轴线轴线 江达公司江达公司18长孔长孔3矩形矩形平行四边形平行四边形21预制图形预制图形其他预制图形江达公司江达公司19倒角倒角2倒圆倒圆1可以选择类型，并输入半径。也可以双击约束进行修改可以选择类型，并输入半径。也可以双击约束进行修改三种类型的不同结果三种类型的不同结果定义类型、参数定义类型、参数倒圆、倒角倒圆、倒角江达公司江达公司20剪切命令剪切命令先选被剪切对象先选被剪切对象剪切剪切闭合命令闭合命令断开命令断开命令断开对象断开对象 结果结果江达公司江达公司21DeletesKeeps快速剪切命令快速剪切命令1选择对象选择对象2类型类型3Breaks结果结果 :快速剪切快速剪切

11、江达公司江达公司22选择对象（可多选），再选对称线即可选择对象（可多选），再选对称线即可1镜像、移动、旋转、缩放镜像、移动、旋转、缩放2移动移动给出数量、距离给出数量、距离给出方向给出方向旋转旋转缩放缩放江达公司江达公司23偏置偏置偏置命令偏置命令 偏置距离偏置距离 数量数量仅偏置所选对象仅偏置所选对象偏置所选对象以及相切元素偏置所选对象以及相切元素在两个方向上偏置在两个方向上偏置指定数量的偏置结果指定数量的偏置结果江达公司江达公司2421Projection利用利用3D元素元素Intersection33D Silhouette Edges江达公司江达公司25 如果没有约束，那么图形可以自由

12、变化，这时由它生成的实体也就发生变化，而且没有约束也就没有了参数，所以一如果没有约束，那么图形可以自由变化，这时由它生成的实体也就发生变化，而且没有约束也就没有了参数，所以一般应该加约束般应该加约束约束约束约束分几何约束和尺寸约束，几何约束主要是位置关系、相互关系等条件的约束；尺寸约束就容易理解了。约束分几何约束和尺寸约束，几何约束主要是位置关系、相互关系等条件的约束；尺寸约束就容易理解了。constraint1当选择好对象后（可多选），右键出现下拉菜单，所有的相关类型就出现当选择好对象后（可多选），右键出现下拉菜单，所有的相关类型就出现了了对于尺寸约束，只要选中对于尺寸约束，只要选中对象，自

13、动就会出现。修对象，自动就会出现。修改时只要双击数值，就会改时只要双击数值，就会出现对话框出现对话框江达公司江达公司26Contact Quick Constraints将所选对象自动约束并使之接触将所选对象自动约束并使之接触2约束约束点点More可以重新确定约束对象可以重新确定约束对象3Constraint Dialog Box选择好对象后，适用约选择好对象后，适用约束可以选择束可以选择4Auto-Constraint江达公司江达公司27选择需要变化的约束选择需要变化的约束 2选选 Animate Constraint1输入初始值和最终值以及步频输入初始值和最终值以及步频3按按 Play即可

14、显示变化的过程。即可显示变化的过程。这个命令可以这个命令可以Sketch二维中模二维中模拟一些运动。拟一些运动。4Animate Constraint江达公司江达公司28这时就将对象尺寸用公式同其他两这时就将对象尺寸用公式同其他两个尺寸发生了关联，另外两个尺寸个尺寸发生了关联，另外两个尺寸之一发生改变，则这个尺寸也就发之一发生改变，则这个尺寸也就发生变化生变化选对象选对象2右键，下拉菜单中选右键，下拉菜单中选 或双击尺寸并在尺或双击尺寸并在尺寸栏中右键下拉菜单中选则。寸栏中右键下拉菜单中选则。11) 选选 40 尺寸尺寸2) 输入输入 “+”3) 选选 10 尺寸尺寸4) 输入输入 “/2”3

15、OK4创建尺寸关联创建尺寸关联江达公司江达公司29编辑编辑 SketchReplace sketch1在被替换的在被替换的Sketch右键下拉右键下拉菜单中选择菜单中选择Replace sketch选择目标选择目标Sketch 结果结果结果：结果：2Change Body江达公司江达公司30创建创建 Absolute Axis Definition Sketche21 选平面选平面 3命令命令V5R9对话框出现对话框出现 在例中使用的是在例中使用的是 “ “intersection of 2 lines” 形式，从实体形式，从实体上的两个边上选择上的两个边上选择4原点是两线交点原点是两线交点.

16、5改变改变 Pad, Sketch 位置也位置也发生变化发生变化江达公司江达公司31创建单个创建单个 Pads .选择选择 profile定义尺寸定义尺寸21OK3江达公司江达公司32Pad : Profile的自定义选择的自定义选择出现对话框出现对话框 12在在 Profile 对话框中，右键对话框中，右键当不使用全部当不使用全部Sketch的元素时，可以自定义的元素时，可以自定义3选择所要对象选择所要对象4OK 此功能不仅是此功能不仅是Pad可用，其余可用，其余的如的如Pocket、Shaft等均可使用等均可使用江达公司江达公司33多尺寸定义多尺寸定义 Pad出现对话框出现对话框类似于上章

17、的功能类似于上章的功能12选择选择Sketch ；注意所有注意所有元素不能相交且都是封元素不能相交且都是封闭图形闭图形3 分别定义尺寸和方向分别定义尺寸和方向 结果结果江达公司江达公司34Pad : 变换方向变换方向只针对开放的只针对开放的 profiles1选选 sketch通过箭头指定方向通过箭头指定方向2结果结果: 另外，对于开放式的另外，对于开放式的Profile，做出板件。做出板件。直接从此进入直接从此进入Sketch，不用预先创建不用预先创建 江达公司江达公司35 以定义的形状从一个已有特征上去除材料以定义的形状从一个已有特征上去除材料PocketPocket2D profile

18、(sketch) 操作和操作和Pad相同相同类型类型江达公司江达公司36从曲面从曲面 创建创建Pads 和和 Pockets12 选曲面选曲面3命令命令选选 “ “Up to surface” 或其他类型或其他类型4选参考对象选参考对象5结果结果V5R9江达公司江达公司37选对象选对象其余操作与前面类似其余操作与前面类似1命令命令必须有旋转轴，它可必须有旋转轴，它可以在以在Sketch中，也可中，也可以是空间直线以是空间直线旋转体旋转体 Shaft定义参数定义参数 32结果结果: 江达公司江达公司38角度可以是小于360度的任意值 :错误错误旋转体设计要求旋转体设计要求轴线在边缘 :轴线在外部

19、 :轴线切入轮廓 :开放的外形轮廓，但是与轴线相接 :开放式轮廓，但轴线在外部且不相连 :错误错误江达公司江达公司39创建实体设计的几种类型创建实体设计的几种类型. 在做实体的过程中，除了有在做实体的过程中，除了有 Dimension 你可以输入数值外，你可以输入数值外，还提供了还提供了Limit Feature选择类型：选择类型：Up to LastUp to NextUp to PlaneUp to Surface.LIM1LIM2另外，还有一个另外，还有一个Mirrored Extent选项可以选项可以同时向两个方向创建同时向两个方向创建江达公司江达公司40多重选两条边多重选两条边 也可

20、以通过点这里进入也可以通过点这里进入Sketch来确定位置来确定位置134选一个面用来确定起选一个面用来确定起点点确定孔的位置确定孔的位置5设置参数设置参数 点点2创建一个孔创建一个孔最后最后:江达公司江达公司41CounterboredSimpleTaperedCountersunkCounterdrilled螺纹螺纹: 可以设定螺纹参数定义螺纹孔可以设定螺纹参数定义螺纹孔孔底部类型孔底部类型:Flat bottomV bottom 孔的种类孔的种类江达公司江达公司42Dressing-Up 特征特征创建完成基本的模型以后，使用创建完成基本的模型以后，使用Dressing-up来进行修整，使

21、模型符合设计的意图来进行修整，使模型符合设计的意图Drafts 拔模拔模Filleting Edges & Corners倒圆倒圆Chamfering倒角倒角Shelling 抽壳抽壳Thread & Tap攻丝攻丝Patterns阵列阵列江达公司江达公司43拔模拔模 选择需要拔模的面选择需要拔模的面选择中性面选择中性面21确定拔模角度确定拔模角度3OK4拔模面可以一次选择多个面江达公司江达公司44变角度拔模变角度拔模此前的操作与拔模相同此前的操作与拔模相同 选择变化点选择变化点双击改变角度值双击改变角度值OK918江达公司江达公司45倒圆倒圆Tritangent Edge :

22、 两相邻面进行倒圆 Face-face : 两不相邻面或两面之间有两条以上的边缘时使用 Variable radius : 变半径倒圆 Tritangent : 三个面之间的操作倒圆类型倒圆类型Face-faceEdge模式模式 TangencyMinimalVariable1选择需要倒圆的边选择需要倒圆的边确定参数和模式确定参数和模式23OK江达公司江达公司461选边选边2点点 More 按钮按钮3点点 Edge(s) to keep并选一条并选一条边边结果结果 :注：对变半径倒圆也适用注：对变半径倒圆也适用倒圆倒圆-使用使用 Keep Edge 和和Limiting element选项选项

23、倒圆可以使用平面和曲面进行限制倒圆可以使用平面和曲面进行限制江达公司江达公司472多重选择面多重选择面1给出参数给出参数Face-Face结果结果:江达公司江达公司48使用使用 Hold Curve12 选两面选两面3命令命令对话框中进行对话框中进行 “ “Hold Curve” 定义定义V5R94Hold Curve应在其中一个面上用应在其中一个面上用Sketch生成生成5选选 Spine6结果结果江达公司江达公司49选需要去除的面并给出参数选需要去除的面并给出参数3命令命令多重选择两个需要倒的面多重选择两个需要倒的面1Tritangent2结果结果:江达公司江达公司50选边选边1命令命令双

24、击数值并修改双击数值并修改3Variable Radius 变半径变半径2结果结果:江达公司江达公司51倒角倒角模式模式 TangencyMinimal1选边选边2给参数给参数倒角和倒圆都可以一次选多条边江达公司江达公司52抽壳除了匀厚度外，还可以不等后操作抽壳除了匀厚度外，还可以不等后操作抽壳抽壳1选面选面23定参数定参数OK可以这样操作可以这样操作江达公司江达公司53螺纹和螺栓在三维都不显示，投影到二维图以后显示螺纹和螺栓在三维都不显示，投影到二维图以后显示螺纹螺纹&螺栓螺栓江达公司江达公司54 阵列分矩形、环行和自定义。矩形和环行都很直观，自定义是由用户设定位阵列分矩形、环行和自

25、定义。矩形和环行都很直观，自定义是由用户设定位置，非常实用。置，非常实用。阵列阵列Rectangular PatternCircular PatternUser Pattern1选择孔选择孔23选预先设计好的选预先设计好的Sketch ，SKETCH 中是所需要的位置点中是所需要的位置点江达公司江达公司552选对称面选对称面1镜像可以对整个镜像可以对整个Part，也可以针对一个特征也可以针对一个特征OK镜像镜像江达公司江达公司56 可以在任何时候返回到以前的步骤进行修改可以在任何时候返回到以前的步骤进行修改修改几何轮廓修改几何轮廓将将 sketch进行修改进行修改CATIA不仅是对不仅是对Sk

26、etch，而且对所有的特征操作都可以随时修改而且对所有的特征操作都可以随时修改江达公司江达公司57 可以把特征的制作顺序进行调整，以达到不同的目的。例如：可以把特征的制作顺序进行调整，以达到不同的目的。例如：只有一个圆柱只有一个圆柱特征顺序调整特征顺序调整将圆柱特征移到镜像前将圆柱特征移到镜像前江达公司江达公司58Holes/Pockets/Pads 自定义方向功能自定义方向功能1在在 Pad 、 Pocket或或Hole设计中设计中, 除了垂直于除了垂直于Profile所在平面的方所在平面的方向选项外向选项外在在More中将中将 “Normal to Sketch” 点灭点灭23选择限制面或

27、方选择限制面或方向线向线结果结果: 江达公司江达公司59沿一条导引线将一个沿一条导引线将一个Profile扫掠而生成实体，扫掠而生成实体，Ribs是生成；是生成；Slots是去除。是去除。Ribs 和和 SlotsRibProfile Guide CurveSlots江达公司江达公司60加强筋加强筋 12 参数参数3确定方向确定方向选中选中4 在在V5R9中增加了自顶中增加了自顶而下做加强筋的功能而下做加强筋的功能江达公司江达公司61通过两个以上的截面轮廓生成实体通过两个以上的截面轮廓生成实体Loft 放样放样这个功能命令主要安排在曲面设计中详细介绍这个功能命令主要安排在曲面设计中详细介绍实体

28、的形状主要取决于轮廓外形，在加上其它一些操作实体的形状主要取决于轮廓外形，在加上其它一些操作Guide LineClosing Point江达公司江达公司62CATIA提供了实体与曲面混合建模设计的功能：提供了实体与曲面混合建模设计的功能：实体实体-曲面混合设计曲面混合设计SplitThick SurfaceClose SurfaceSew Surface江达公司江达公司63Ignored Faces当做当做 Offset 或或 Shell时时, 有面不符合要求的时候可以忽略有面不符合要求的时候可以忽略V5R9例如：例如：江达公司江达公司64续续V5R9做做 Thickness 时时 :选选

29、“Reset Ignored Faces” 将实体中的不符合面去掉将实体中的不符合面去掉注意只能在注意只能在 Thickness 和和 Shell时使用时使用V5R9江达公司江达公司65螺纹分析螺纹分析CATIA提供了分析一个实体内螺纹情况的工具提供了分析一个实体内螺纹情况的工具Tap Thread Analysis出现对话框，点出现对话框，点 More12选择检查项目选择检查项目3点中点中show tapsshow threads4点点 Apply结果结果:江达公司江达公司66通过这个工具可以分析拔模角度。不同角度由不同颜色表示。通过这个工具可以分析拔模角度。不同角度由不同颜色表示。拔模分析

30、拔模分析必须是这种渲染模式必须是这种渲染模式 绿色表示正确，红色是有问题；淡兰色应注意，但不一定有问题；深兰色绿色表示正确，红色是有问题；淡兰色应注意，但不一定有问题；深兰色基本上有问题基本上有问题江达公司江达公司67测量测量12选类型选类型Measure Between3选对象选对象4结果。如果点中结果。如果点中Keep Measure，那么结果将保留那么结果将保留江达公司江达公司68选中对象后右键选选中对象后右键选Copy，在本在本Part内内或另外一个中或另外一个中Paste复制和粘贴复制和粘贴 (拖拽拖拽)江达公司江达公司69Insert - Body 命令命令插入一个插入一个 Body21 这时第二个这时第二个Body插入。如果需要在新插入。如果需要在新Body中设计，在特征上点中新中设计，在特征上点中新Body右键并右键并选选当需要用布尔运算来做一个复杂零件时，必须插入一个Body江达公司江达公司70Assembling/Adding : 如果如果 Body2 被装配或加到被装配或加到 Body1, 二者的操作是完全相同的。二者的操作是完全相同的。 不同之处在于不同之处在于 Assemble 会保留原始特征会保留原始特征. 例如例如 Body2 如果是一个如果是一个 Pocket, Assemble 仍把它看做仍把它看做 Pocket