catia培训教程 特征建模

零件设计-实体建模实体设计零件设计模块基于草图和特征设计，也可以在装配环境中作关联设计，并且可以在设计过程中或设计完成以后进行参数化处理。利用参数化处理用户可以更方便的了解设计过程，并对特征进行操作管理，提高设计修改能力。以特征为根底的工具集与布尔运算方法结合起来，提供了灵活的解决方案，允许多种设计方法。CATIAV5的零件设计模块主要由以下三类菜单组成：根本特征创立，特征修饰与操作，特征分析与辅助工具实体设计术语介绍：根底特征：由草图轮廓通过拉伸或旋转而生成的第一个特征。特征：是由基于草图/曲面或已存在的特征〔装饰特征，转换特征〕而创立。零件体：通过布尔运算可将之装配到零件中的特征组合。实体设计实体设计实体设计草图的特征-根底特征CATIA的根本实体生成方式主要有以下几类：拉伸肋旋转体凹坑加强筋旋转槽打孔开槽多截面实体移除多截面实体创立拉伸体〔pad〕点取此命令后，根据对话框中提示，分别定义拉伸范围的定义方式、拉伸高度或者参考元素，选择欲拉伸的轮廓线。拉伸时，以轮廓线为基准，可以单侧拉伸，也可以双侧拉伸，点取more按钮，可以展开对话窗口，定义另一侧的拉伸范围。默认拉伸方向与轮廓线垂直，也可以选择参考元素，自定义拉伸方向选择轮廓线，点取鼠标右键，进入轮廓线选择对话框，可选择草绘图内多个轮廓线中的一个或几个拉什范围的定义方式创立拉伸体〔pad〕一个草图中有多条封闭轮廓线时，如果轮廓线有交叠，在拉伸时将产生错误。拉伸范围的定义有五种方式：尺寸定义、利用已有实体特征的下一个外表限制、利用已有实体特征的最后一个外表限制、利用平面限制、利用曲面特征或指定实体外表来限制。到下一个表面到最后一个表面到指定平面到指定曲面创立拉伸体〔pad〕创立拉伸体的几个特殊情况：1)当已有零件体特征存在，做拉伸实体有时可选择不封闭曲线作为轮廓线，利用已有实体外表自动封闭新创立实体不闭合局部2)轮廓线允许为多条封闭曲线，但要求多条轮廓线间不能有相交情况预览结果创立带拔模倒圆的拉伸体〔draftedfilletedpad〕此命令结合了拉伸、拔模、倒圆三种功能，在创立拉伸实体的时候一次完成拔模和棱边倒圆的操作，简化了操作步骤。此特征不能作为第一个特征存在，因为在定义参数时需要选择实体的端面作为限制面

拔模角度竖直边圆角半径选择实体表面作为限制面上下端面楞边圆角半径创立多轮廓拉伸体〔Multi-Pad〕利用此功能可以同时拉伸属于一个草绘图的多个轮廓，并且赋给不同的轮廓以不同的高度值。中选择此命令和草绘图以后，在对话窗口中会自动显示草绘图中包含封闭轮廓的数量，用鼠标选中后，可以赋给该轮廓一个相应的高度值创立凹坑〔pocket〕此功能也是创立拉伸体的一种，它是在原有实体的根底上去除材料的一种拉伸。1〕在已有实体上作减材料拉伸，参数与“拉伸体〞对话窗口相同。点取该命令后，选择欲拉伸的草绘图，再根据设计的实际情况选择拉伸高度的定义方式〔尺寸定义或利用条件限制〕，键入数值或选择参考元素，ok确认，即可在以有实体特征上减去该局部拉伸体创立凹坑〔pocket〕2〕点取箭头，反转方向，可以改变保存材料的区域创立凹坑〔pocket〕3〕几个要注意的情况ⅰ轮廓线可以是不封闭的，他会自动延长两端，切割原有实体ⅱ一个草绘图中可以包含多条不相交的轮廓线，同时拉伸，但拉伸高度相同创立带拔模倒圆的凹坑〔draftedfilletedpocket〕此命令与创立带拔模倒圆的拉伸体操作类似，它是在创立凹坑的时候一次完成拔模和棱边倒圆的操作。拉伸高度选择实体表面作为限制元素拔模角度侧棱圆角

顶面圆角

底面圆角反转方向创立多轮廓凹坑〔Multi-pocket〕此功能与创立多轮廓拉伸体相似，也同时拉伸一个草绘图中多个轮廓，并且赋给不同的轮廓以不同的高度值。选择草绘图和该功能以后，在对话窗口中会自动显示草绘图封闭的轮廓数量，选中其中任意一个可以赋给相应的高度值创立轴〔shaft〕此功能用来创立回转体A．轮廓线可以是封闭的，也可以是不封闭图形，回转轴线可以在轮廓线的草绘图中直接绘制，也可以在三维空间中单独选取。在草绘图中绘制中心线在三维中定义旋转轴创立轴〔shaft〕

B．轮廓线可以是不封闭的平面曲线，不封闭的区域需要用已有特征予之封闭创立轴〔shaft〕

C．一个草绘面上允许有多条轮廓线同时回转，但它们之间不得相交D．回转轮廓及中心线的要求

回转轴线与轮廓线不能相交当轮廓线不封闭时，轴线要使之封闭创立回转槽〔grove〕此功能也是用于创立回转体，不过是在原有实体特征根底上减材料的一种回转。参数的选择设定与轴〔shaft〕操作完全相同。创立孔(hole)1.Extension选项卡〔见图4-7〕〔1〕Blind：盲孔，选此项时Depth为可用状态。该下拉列表中的Dimension、UptoNext、UptoLast、UptoPlane和UptoSurface的含义。 〔2〕Diameter：孔直径； 〔3〕Depth：在界限为Blind时需要输入此项，为孔的深度； 〔4〕Axis：孔的轴线方向，Reverse改变成相反方向； 〔5〕PositioningSketch：进入草图设计，确定孔心位置； 〔6〕Bottom：孔底部形状，包括Flat平底和V-Bottom锥底两种； 〔7〕Angle：底锥角度。创立孔(hole)A．定位孔心与原有特征同心1〕选择命令-孔〔hole〕2〕选择圆弧边界和上外表3〕定义孔的类型及尺寸4〕ok确认创立孔(hole)B．定位孔心到直边的距离1)同时选中实体两条棱边，再选中上外表2)点取打孔〔hole〕命令3)调整各参数，确认。4)孔创立完成后，欲再修改孔心位置须在历史树中双击孔下面的草绘特征，进入草绘修改中心点位置尺寸。创立孔(hole)C．在孔上参加螺纹信息，当将此零件投影生成二维图时，会自动产生螺纹线定义螺纹标准螺纹尺寸创立孔(hole)D．孔的类型

简单孔、锥孔、沉孔、和埋头孔等。创立肋〔rib〕把一条或多条平面轮廓线沿一条空间曲线扫描，通过参数或参考元素控制扫描过程中角度的变化，得到的特征即为肋创立肋〔rib〕A．扫描过程中方向的控制1〕保持角度〔keepangle〕:在扫描过程中轮廓线与中心线的夹角始终保持恒值2〕保持方向〔pullingdirection〕:在扫描过程中轮廓线与坐标系的夹角始终保持恒值，即在扫描过程中轮廓线以平行关系扫描3〕以参考曲面定义角度〔referencesurface〕:在扫描过过程中轮廓线以中心线为旋转轴，旋转角度以曲面为参考创立肋〔rib〕B．肋的两端自动与原有实体合并。选中“mergeend〞参数以后，超出原有实体端面的局部能够自动被裁减。创立沟〔slot〕沟的创立方式与肋〔rib〕根本相同，可以看作是减材料的一种“肋〞创立加强筋〔Stiffener〕此功能用来快速创立筋类特征，轮廓线可以封闭也可以不封闭。不封闭时，两端的切向延长线应与已有实体相交对称延长厚度放样体(loft)

通过此功能可以创立多截面的扫描体，截面形状要求是平面的封闭轮廓，扫描过程中形状的变化由引导线和脊线控制A．只有截面线(Section)时，中间的形状由光滑曲线〔曲面〕过渡放样体(loft)

B．应用引导线〔Guide〕后，中间的过渡形状由引导线控制。引导线要与每个截面线都有交点。引导线放样体(loft)

C．脊线〔Spine〕用来控制扫描体中间的变化趋势，并且可以限制扫描体生成的长度。此线不需要和截面线相交，但要求一定要光顺——切矢连续、有规那么的曲率属性，并且它的形状要和欲生成的放样体相近。不定义此参数时系统会自动计算出一条脊线自动计算脊线放样体(loft)

D．在选取两端截面线后马上选取相邻曲面，那么加上相切条件，保证生成的放样体与原有曲面切矢连续没有切矢约束有切矢约束放样体(loft)

E．轮廓线的匹配方式

根据断面线的周长按比例分配相邻两截面线切矢不连续点一一对应，如果两个截面线上断点数量不同，则不能用此选项根据曲率不连续点相匹配相邻两截面线上的线段端点一一对应，如果端点数量不一致，则不能用此选项5)手动设置截面线的匹配（见下图）放样体(loft)

F．引导线在端面的限制作用。当引导线端点超出端面轮廓线时，可使放样体沿引导线自动延长

以断面线限制放样体端面起始端沿引导线延长末端沿引导线延长放样体(loft)

G．提示中选择截面线时，注意各条截面线上的起始点和箭头方向的一致性移走放样体〔removedloft〕移走放样体是去除材料的放样体创立方式，操作与“放样体〞相同例子例子切割(Split)

利用曲面特征切割实体。如果某些特征无法直接用实体造型功能完成，可以先利用曲面设计平台的工具创立出来，再利用曲面切割实体的功能得到所需的实体外外表。选中曲面以后会有一个箭头出现，此为曲面的默认法向，箭头指向实体保存局部曲面增厚(ThickSurface)

将曲面沿法向单向或双向增厚，即可获得有厚度的实体特征。曲面法向指向第一个增厚方向；增厚的厚度不得大于曲面的最小曲率半径封闭曲面(CloseSurface)

此功能可以将封闭或者不封闭曲面生成实体，对于不封闭的曲面，要求端面必须是简单的几何特征，例如：平面轮廓

用曲面补缀(SewSurface)将曲面补缀到实体上，即通过求曲面和实体的交线，裁剪多余的材料，补足中空的局部。曲面和实体的交线应为一条封闭的轮廓线，即要求填充材料的空间应为一封闭的区域。曲面的法向指向实体保存和填充实体局部特征修饰与操作棱边倒圆(EdgeFillet)

实体棱边常值半径倒圆，一次可以倒一条或者多条棱边，各棱边半径相同。

倒圆半径值倒圆棱边，一到多条切矢连续的棱边自动找到并选中只对选中的棱边操作，不考虑其他边界棱边倒圆(EdgeFillet)倒圆结果与其他边界发生关系时的处理1〕当倒圆曲面超出原有特征边界时，需在保存边界选项〔Edgetokeep〕中指明此边界。例如以下图中当倒圆半径大于圆柱高度时，需要选取圆柱棱边作为保存边界棱边倒圆(EdgeFillet)2〕下面例子中，选中竖直棱边作为保存边界后，两个倒圆曲面间以圆弧过渡棱边倒圆(EdgeFillet)“Trimribbons〞选项用来处理倒圆交叠局部，自动裁剪重叠局部棱边倒圆(EdgeFillet)用平面或曲面限制倒圆范围。激活“Limitingelement〞选项，选择作为限制元素的曲面，在曲面上会显示一法线箭头，箭头指向为倒圆生成区域。Ok确认后，倒圆特征只在局部区域创立

改变箭头方向，指向生成倒圆部分

变半径倒圆(VariableRadiusFillet)

此功能用来对实体棱边作变半径的倒圆A.选中实体棱边后，在棱边的各节点处会显示该处的倒圆半径值，双击半径值可对其编辑，两节点间的过渡方式分为线性和曲线两种变化方式。变半径倒圆(VariableRadiusFillet)B.增加半径变化的节点数量可以通过鼠标左键直接点取棱边创立节点，也可以先在棱边上创立一些点，增加半径变化点时直接选取，或者选择事先做好的平面，系统会自动求出平面和棱线的交点，并以此为半径变化点。变半径倒圆(VariableRadiusFillet)C.应用脊线〔spine〕对倒圆结果的影响。脊线主要是用来控制倒圆圆弧所处的平面位置，即每个圆弧都是在脊线的法平面内创立。脊线的形状将会影响倒圆区域的外表质量。脊线可以是空间曲线，也可以通过草绘功能绘制。应用脊线时的结果：不应用脊线时的结果：面-面倒圆(Face-FaceFillet)

该功能用于在两个有相同底座的凸台间创立一个圆弧过渡的特征，圆弧半径的大小和两凸台间的距离相适应。应用限制元素〔平面、曲面〕时，可以限制倒圆特征生成的区域。曲面〔平面〕法向指向三面切圆(TritangentFillet )

依次选择相对两面和顶面，即可创立一个与原有三个曲面都相切的圆弧面，并把原有顶面移走。如果选中限制元素，还可以只在局部区域创立该圆弧面。倒角(Chamfer)

该功能用于对棱边倒角，一次可以选择多个棱边同时倒角。倒角的参数定义有两种方式：边长/夹角；边长/边长。创立拔模角〔draftangle〕利用此功能可以创立拔模角，使设计铸造或锻造零件更加方便。A.创立拔模角时所需的元素及参数包括：拔模方向、拔模角度、分模面、拔模面：常值角度拔模拔模角度需要做拔模角的表面分模面扩展方式：不自动扩展；按切矢连续条件扩展拔模方向创立拔模角〔draftangle〕

B．作为分模面的元素可以是平面也可以是曲面，并且可以用多个曲面作为分模面

C．分模面可与拔模曲面不相交创立拔模角〔draftangle〕D．局部区域拔模。在“PartingElement〞中激活“Definepartingelement〞选项，选择一个曲面或平面作为限制元素，那么拔模结果只在限制面一侧创立，另一侧不发生改变。创立拔模角〔draftangle〕E．双向拔模。如需要对零件双向拔模，在“PartingElement〞局部选中“parting=Neutral〞和“Draftbothsides〞，拔模结果那么以分模面为界，上下两侧同时拔模创立拔模角〔draftangle〕

F．当拔模角度值超出拔模面与相邻面夹角时，需要激活Square选项变角度拔模(VariableDraft)

此功能与创立拔模角〔draftangle〕操作根本相同，只是拔模角度可以变化，变角度的节点位置和数量都可以自己定义，利用此功能可以创立出更复杂的拔模面。节点添加可通过直接用鼠标左键选择棱线、选择平面、选择棱线上已知点等几种方法获得根据反射线拔模(DraftReflectLines)

A．用此功能对实体拔模，不需要定义分模面，系统会根据所选特征及拔模角度计算出分模线的位置，补足缺少材料的区域。

如果原有实体没有特征限制拔模面的端面，就需要手工选择一个面特征（平面、曲面）以封闭拔模区域根据反射线拔模(DraftReflectLines)B．用此功能可以对倒圆处理后的外表继续作拔模选择此面，系统会自动根据拔模角计算出分模线，补足侧面材料不足区域高级拔模

(AdvancedDraft)

此功能包括自定义分模面拔模和根据反射线拔模两种方式，对于双向拔模，可以定义两侧有不同的拔模角，并且可以保证在分模面处不发生错位的现象。系统计算分模线的单侧拔模自定义分模面的双向拔模自定义分模面的单侧拔模系统计算分模线的双向拔模高级拔模

(AdvancedDraft)在双向拔模时，定义两侧的拔模角度是独立的还是相关的第一部分第一侧的拔模角度选择需拔模的表面选择分模面（自定义分模面拔模类型）选择倒圆面（根据反射线拔模类型）定义拔模方向自定义分模面拔模根据反射线拔模高级拔模

(AdvancedDraft)定义部分拔模时的分界面双向拔模的第二部分第二部分的拔模角选择分模面（自定义分模面拔模类型）选择倒圆面（根据反射线拔模类型）第二部分的拔模方向抽壳(Shell)

壳体类零件的创立可以通过先生成一个实心零件，再用抽壳的方式把它变为空心零件。在生成壳体时，可以移走不需要的外表，壁厚在原有外外表的根底上可以向内或〔和〕向外增加，并且可以赋给不同的壁不同的壁厚值。向内增加壁厚值向外增加壁厚值欲移走的表面特殊壁厚的表面长厚度(Thickness)

此功能用来增加或减小实体外表的厚度。选择实体外表后，输入正值，那么该外表沿法向增厚；负值那么减薄选择其他表面，赋予不同的厚度值螺纹Thread/Tap

此功能可以在圆柱面上创立内螺纹或外螺纹，但在三维图形中并不显示。在历史树中可以看到螺纹的特征，将此零件投影生成二维图时，螺纹线会自动生成。生成螺纹的圆柱面螺纹顶面应用标准螺纹直径支持直径螺纹长度支持长度节距右旋、左旋螺纹Thread/Tap外螺纹在历史树中的图标： 内螺纹在历史树中的图标： 二维投影图：对零件体操作插入新的零件体〔body〕点取此按钮或点取Insert>body，就会在当前文件中创立一个新的零件体，名称按顺序自动生成：body.2、body.3……，如果不满意可以对其改名。在一个文件中可以创立多个零件体，零件体之间可以没有任何关系，也可以互相利用其他零件体中的特征作为设计的参考元素。创立零件体的主要目的是便于管理零件的特征，对于一个复杂的零件，把相似的特征或者相对独立的一组特征放到一个零件体内，最后通过布尔运算把多个零件体组合到一起，这样可使设计思路更清晰，修改的时候更方便。插入新的零件体〔body〕新插入的零件体特征三个独立的零件体零件体组合(Assemble)

此操作是将一个文件中的两个零件体组合到一起，如果两个零件体都是通过增加材料方式创立的话，组合的结果会将两个零件体加到一起；如果其中一个零件体是利用减材料的特征创立方式〔pocket、slot、removedloft等〕创立的话，组合的结果是在两个零件体间作减运算；如果两个零件体都是利用减材料的特征创立方式〔pocket、slot、removedloft等〕创立的话，组合的结果是在两个零件体间作加运算。零件体组合(Assemble)A.两零件体都是通过增加材料的方式创立时，两个体特征加到一起，从图形上看没有变化，但历史树中我们可以看到两个零件体变为一个零件体组合(Assemble)B.其中一个零件体是利用减材料的方式〔pocket〕创立时，结果是从另一个零件体上减掉该特征。圆柱体消失零件体相加(add)

用此功能可将两个零件体特征相加到一起，变为一个零件体相加后两个零件体合并到一起零件体相减(Remove)

应用此功能可使一个零件体从另外一个零件体中移走相应的材料，使两个零件体关联到一起。

Body1的特征从PartBody中减掉零件体求交(Intersect)

此功能用于获得两个零件体的公共局部。两个零件体的交集零件体联合加减 〔UnionTrim〕此功能允许零件体间在作加运算的时候，保存需要的局部，移走不需要的局部。A.只有选择的局部被移走，其他局部保存B.只有选择的局部被保存，其他局部移走移走保留零件体联合加减 〔UnionTrim〕C.当指明了保存区域，移走区域不用指明D.实例红色外表代表不可选区域；粉色外表代表移走区域；蓝色外表代表保存区域等同结果移走独立块(RemoveLump)

当一个零件体内包含两个断开的特征时，可应用此功能移走不需要的局部。在模具设计时应用此功能使上下模的设计更加方便。有互不相连的两个独立特征的零件体粉色表面代表移走区域指明保留区域，使表达更明确

特征移动操作沿直线移动零件体特征

(Translation)

此功能将以直线方式移动整个零件体

移动距离选择直线、实体棱边或平面定义移动方向旋转零件体(Rotation)

此功能将以旋转方式移动整个零件体

选择直线或实体棱边定义旋转轴线旋转角度镜像零件体〔Symmetry〕此功能以镜像方式移动整个零件体，参考元素可以是点、直线、平面

点对称轴对称面对称参考元素特征对称复制(Mirror)

对称复制操作可以复制整个零件体，也可以复制零件体内某个特征

对零件体内某个特征作对称复制整个零件体特征同时对称复制矩形图样(RectangularPattern)

此功能用于把一个特征沿直线或者平行四边形方式快速复制多个

第一个方向参数输入方式复制的数量两个特征间距离首尾特征间总长度参考方向欲复制的特征第二个方向矩形图样(RectangularPattern)沿第一个方向移动一行沿第二个方向移动一列以初始特征为圆心旋转当复制的特征众多时，用以简化计算和显示当原始特征创建时应用了Uptosurface等限制条件时，应用此选项，可使复制的新特征也保持此限制条件环形图样(CircularPattern)

此功能用于把一个特征以环形快速复制多个数量及总角度数量及两者夹角夹角及总角度整周总数量两者夹角总角度定义旋转中心的参考元素复制对象，一次可复制多个特征当原始特征创建时应用了Uptosurface等限制条件时，应用此选项，可使复制的新特征也保持此限制条件环形图样(CircularPattern)径向复制数量及间距定义该组图样旋转的单位角度定义在半径方向移动几个单位长度定义旋转角度（任意值）特征是否同时旋转用户自定义图样(UserPattern)

此功能用于把一个〔组〕特征以自定义方式快速复制多个选择包含多个定位点的草绘图，定义位置点在点取命令前选择或多重选择欲复制的特征，默认特征为当前整个零件体选择特征点，改变图样默认的安放位置如果不希望在某些点上复制特征，在确认前选择这些点即可比例缩放(Scaling)

以一点为中心将零件体按比例整体缩放，参数大于1那么放大实体，小于那么缩小实体以平面为参考元素，单向缩放实体

分析与辅助工具更新(Update)操作

当零件有参数改变时，此按钮会自动高亮显示，点取之，系统会按照最新参数重新计算。用户坐标系(Axissystem)

当所设计零件与系统坐标系相距较远或有一个夹角时，为了设计方便，可用此命令创立多个用户坐标系。创立的方式有两种：选择已有几何特征；键入坐标值。中间尺寸(MeanDimensions)

如果尺寸有公差的话，应用功能可以根据上下偏差计算出中间值，并且应用到零件上。点取按钮，零件会根据新的尺寸重新计算。应用中间尺寸后，更新所得结果建立基准(CreatingDatum)

点取命令后，再创立的一些参考元素〔点、线、平面、曲面等〕将没有历史，为不可编辑元素。点击此命令一次，只对接下来一步操作有效；双击此命令，可使此功能永久有效，即此后所创立的所有元素都不带历史；如果想恢复历史纪录功能，再点击此按钮一次即可。翻开目录(Opencatalog)应用此功能可以翻开标准件库，调用标准件。测量两个元素间相对尺寸(MeasureBetween)

此命令用于测量两个元素(曲面、棱线、端点等)间的距离或夹角退出分析窗口后，分析结果继续显示测量单一元素尺寸(MeasureItem)

此命令用于测量单个元素的几何信息，例如：点坐标、线段长度、外表积等测量惯量(MeasureInertia)

此工具用来测量实体或曲面的面积、体积、质量、重心等物理属性。

拔模角分析(DraftAnalysis)

通过拔模角分析工具，可以分析出零件的拔模工艺性，分析的结果通过不同颜色表示。拔模方向通过罗盘的W轴定义。与拔模方向相反的区域

小于拔模角的区域

满足拔模角的区域绿箭头表示曲面在该点的法线方向法线方向与拔模方向夹角红箭头表示拔模方向圆环表示曲面在该点的切平面曲率分析(CurvatureAnalysis)

应用此工具可在零件上通过彩色云图显示零件的曲率分布情况。如果云图分布的均匀那么说明曲率分布比较均匀，即可认为零件外表质量比较好。螺纹分析(Tap/ThreadAnalysis)

此工具用于分析显示当前文件中所有的螺纹信息。应用此工具后，当前零件中的所有内外螺纹信息都会显示出来。

外螺纹内螺纹显示指定值的螺纹带指引线的注释(Textwithleader)

此工具用于在零件上添加注释文本。当需要在三维中参加注释说明时，可使用此工具注释旗(flagnote)

此工具用于与零件某个特征创立超链接，应用超链接可以快速的翻开其他文件。例如，与一个WORD文件创立关联后，可以快速翻开此文件。通过对话框定