CATIAV5機(jī)械設(shè)計(jì)從入門到精通進(jìn)階篇高清版

1、CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）資料內(nèi)容1、重要說(shuō)明2、前言3、目錄4、第一章 零件設(shè)計(jì)5、第二章 外形設(shè)計(jì)和風(fēng)格造型6、第三章 裝配設(shè)計(jì)7、第四章 工程分析8、第五章 三維造型綜合實(shí)例重要說(shuō)明：該材料是中國(guó)青年出版社關(guān)于CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì)從入門到精通（進(jìn)階篇）的一個(gè)宣傳資料，該套書為中國(guó)青年出版社關(guān)于CAD/CAE/CAM 系列叢書的一力作。該資料給出了全書的介紹以及各個(gè)章節(jié)部分內(nèi)容，如果您覺得該書適合您，您可以在各個(gè)書店購(gòu)得該書。您可以在網(wǎng)上任意傳播該資料，但是希望您能夠尊重作者的勞動(dòng)成果和出版社的版權(quán)，保持該資料的完整性。謝謝您的支持。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì)

2、 從入門到精通（進(jìn)階篇）CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）前言返回頂部1.關(guān)于 CATIACATIA（Computer-graphics Aided Three-dimensional Interactive Application） 是法國(guó)Dassault 公司于 1975 年起開始發(fā)展的一套完整的 3D CAD/CAM/CAE 一體化軟件。它的內(nèi)容涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、三維建模、分析計(jì)算、動(dòng)態(tài)模擬與仿真、工程圖的生成到生產(chǎn)加工成產(chǎn)品的全過程，其中還包括了大量的電纜和管道布線、各種模具設(shè)計(jì)與分析、人機(jī)交換等實(shí)用模塊。CATIA 不但能夠保證企業(yè)內(nèi)部設(shè)計(jì)部門之間的協(xié)同

3、設(shè)計(jì)功能而且還可以提供企業(yè)整個(gè)集成的設(shè)計(jì)流程和端對(duì)端的解決方案。CATIA 大量用于航空航天、汽車及摩托車行業(yè)、機(jī)械、電子、家電與 3C 產(chǎn)業(yè)、NC 加工等各方面。由于其功能強(qiáng)大而完美，CATIA 已經(jīng)幾乎成為三維 CAD/CAM 領(lǐng)域的一面旗幟和爭(zhēng)相遵從的標(biāo)準(zhǔn)，特別是在航空航天、汽車及摩托車領(lǐng)域，CATIA 一直居于統(tǒng)治地位。法國(guó)的幻影 2000 系列戰(zhàn)斗機(jī)就是使用 CATIA 進(jìn)行設(shè)計(jì)的一個(gè)典范，而波音 777 客機(jī)使用 CATIA完成無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，更造就了 CAD 領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)神話。另外 CATIA 還用來(lái)制造米其林輪胎、伊萊克斯電冰箱和洗衣機(jī)、3M 公司的粘合劑和利爾轎車的內(nèi)飾，還有 A

4、BB 公司制造的火車和通用動(dòng)力公司建造的核潛艇。索尼公司利用 Catia 軟件完成了1700 萬(wàn)件零件的制造。全世界半數(shù)左右的汽車制造商也用這套軟件。在國(guó)內(nèi)，幾乎所有的航空工廠、半數(shù)以上的汽車廠商都在使用 CATIA，哈爾濱飛機(jī)制造公司用 CATIA 來(lái)設(shè)計(jì) EC120 直升機(jī)，從造型到數(shù)控程編，實(shí)現(xiàn)超精加工。Dassault 公司與 MSC 公司的強(qiáng)強(qiáng)合作，加強(qiáng)了其 CAE 模塊，并且發(fā)展出基于 CATIA的 MSC.visualNastran V5i 有限元分析軟件。CATIA 已經(jīng)逐漸成為國(guó)內(nèi)外大學(xué)院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)課，也成為工程技術(shù)人員必備的技能。2.CATIA V5IBM/D

5、assault 一貫對(duì)開發(fā)很重視，CATIA 的新產(chǎn)品的開發(fā)非常的迅速。目前的 CATIA覆蓋了產(chǎn)品開發(fā)的整個(gè)周期，并且一直保持著其技術(shù)領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)。開始之初，受計(jì)算機(jī)硬件的限制，CATIA V4 版本是工作站版本，運(yùn)行在 UNIX 系統(tǒng)下面，隨著計(jì)算機(jī)硬件的飛速發(fā)展，CATIA 推出了運(yùn)行在個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)上的版本 CATIA V5。CATIA V5 不但具有 V4 版本的強(qiáng)大功能，還增加了許多新的特性。CATIA V5 基于 Windows 的操作界面非常友好，使得復(fù)雜的設(shè)計(jì)工作變得簡(jiǎn)單，枯燥的工作變得愉快。CATIA V5 包含的模塊有（以 P3 版本為例）：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模塊，機(jī)械設(shè)計(jì)模塊，

6、曲面造型模塊，分析模塊，AEC 工廠模塊，NC 加工模塊，數(shù)字模型模塊，設(shè)備和系統(tǒng)模塊，數(shù)字程序和加工模塊，人機(jī)工程設(shè)計(jì)和分析模塊等，各個(gè)模塊都具有強(qiáng)大的功能。在機(jī)械設(shè)計(jì)模塊中，有專門的航空鈑金件設(shè)計(jì)模塊；強(qiáng)大的曲面造型能力是 CATIA 尤為值得稱道的地方，該模塊中有專門針對(duì)汽車設(shè)計(jì)的模塊。機(jī)械制造者 30 年來(lái)一直夢(mèng)想著在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)他們的全套操作，即從設(shè)計(jì)人員在機(jī)械設(shè)計(jì)中的第一筆點(diǎn)畫，到產(chǎn)品生產(chǎn)和廠房布置等所有步驟，CATIA 真正做到了這一點(diǎn)。3.本書特色CATIA 軟件可謂博大精深，要在一本書中對(duì)各個(gè)模塊都進(jìn)行講述是不可能的。本書講CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）述

7、 CATIA 中與機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)的內(nèi)容，主要講述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)計(jì)、曲面造型和分析模塊，另外對(duì)如何配置設(shè)計(jì)環(huán)境也進(jìn)行了詳細(xì)講述。本書采用軟件剖析和實(shí)例制作相結(jié)合的方式進(jìn)行講述，使得讀者在學(xué)習(xí)的過程中既能通過實(shí)例對(duì)工具的功能有具體形象的認(rèn)識(shí)，又能對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)工具有全面深入的了解。無(wú)論是初學(xué)者還是有一定使用經(jīng)驗(yàn)的讀者，都能從本書中得到裨益。4.本書內(nèi)容及如何使用本書本套書分為上下兩冊(cè)，上冊(cè)對(duì) CATIA V5 的機(jī)械設(shè)計(jì)的工作環(huán)境和各個(gè)設(shè)計(jì)工具的功能進(jìn)行了詳細(xì)剖析，使得讀者對(duì) CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì)部分的整體和局部功能都有一個(gè)全面而詳細(xì)的了解。只有對(duì)軟件的全局進(jìn)行了把握，才能在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)做到胸有成

8、竹，清楚地知道產(chǎn)品的哪個(gè)部分該在軟件的哪個(gè)模塊中去實(shí)現(xiàn)；只有對(duì)每個(gè)工具的功能有了詳細(xì)和深入的了解之后，才能快捷高效地開展具體的設(shè)計(jì)工作。下冊(cè)主要介紹實(shí)例制作，引導(dǎo)讀者如何熟練地應(yīng)用各個(gè)工具進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)和分析。由于有些專業(yè)術(shù)語(yǔ)目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的中文名稱，為了準(zhǔn)確起見，把相應(yīng)的英文名稱也一起給出。下冊(cè)書的具體章節(jié)安排如下：第 1 章：機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(Mechanical Design)實(shí)例。本章中通過簡(jiǎn)單的例子使讀者能夠逐漸掌握 CATIA 的實(shí)體造型方法和實(shí)體造型中所需注意的事項(xiàng)、工程圖的生成、3 維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法、板金設(shè)計(jì)方法、焊接設(shè)計(jì)方法、模具設(shè)計(jì)方法、公差和標(biāo)注管理以及 3 維模型的修復(fù)

9、功能等等。此外綜合實(shí)例部分則介紹了如何綜合各種實(shí)體造型方法來(lái)實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計(jì)和三維建模。第 2 章：外形設(shè)計(jì)(Shape)實(shí)例。本章中通過簡(jiǎn)單的例子講解了 CATIA V5 外形設(shè)計(jì)（或者又稱為曲面造型）方法。CATIA V5 的曲面造型部分功能十分強(qiáng)大，可以快速、簡(jiǎn)單和準(zhǔn)確的建立各種復(fù)雜曲面，并且可以方便的在曲面造型功能和實(shí)體造型功能之間進(jìn)行切換。CATIA V5 的曲面造型部分包含了 4 個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊：自由風(fēng)格成形、自由風(fēng)格草圖追蹤器、自適應(yīng)外形設(shè)計(jì)與優(yōu)化器和數(shù)字化外形編輯器。其中數(shù)字化外形編輯器可以通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件接口，通過逆向工程，方便的重建實(shí)際產(chǎn)品的外形曲面。第 3 章

10、：裝配設(shè)計(jì)(Assembly Design)實(shí)例。本章綜合使用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、外形設(shè)計(jì)和裝配設(shè)計(jì)方法，通過綜合實(shí)例來(lái)實(shí)現(xiàn) CATIA 的裝配。裝配是基于已有的零件，而機(jī)械設(shè)計(jì)和外形設(shè)計(jì)是生成零件的途徑，所以雖然裝配設(shè)計(jì)屬于機(jī)械設(shè)計(jì)部分，但是在本書中將其作為單獨(dú)一章。另外要注意的是，目前比較通用的自頂向下（TopDown）設(shè)計(jì)方法，是先確定零件的裝配關(guān)系，再去具體設(shè)計(jì)各個(gè)零件。這是屬于設(shè)計(jì)思路的問題，不在本書的討論范圍以內(nèi)。第 4 章：工程分析與仿真實(shí)例。本章中通過簡(jiǎn)單的例子介紹了 CATIA 的各個(gè)分析模塊以及有限元網(wǎng)格劃分功能。此外綜合實(shí)例部分則對(duì)一些實(shí)際產(chǎn)品的進(jìn)行了應(yīng)力分析與模態(tài)分析。第 5 章

11、：三維造型綜合實(shí)例。本章中通過設(shè)計(jì)一輛自行車來(lái)向讀者演示怎樣使用 CATIA來(lái)進(jìn)行一個(gè)完整產(chǎn)品的三維造型設(shè)計(jì)，在讓讀者進(jìn)一步熟悉部件設(shè)計(jì)、曲面造型和裝配設(shè)計(jì)環(huán)境中各個(gè)工具的同時(shí)，讓讀者體會(huì)到參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)以及怎樣靈活使用參數(shù)化設(shè)計(jì)。對(duì)于初學(xué)者，建議首先從下冊(cè)書簡(jiǎn)單的實(shí)例制作開始學(xué)習(xí)，在實(shí)例制作過程中，如果對(duì)相關(guān)工具的設(shè)置不理解，可以查閱上冊(cè)書中相關(guān)內(nèi)容。在對(duì) CATIA 有了一定的了解之后，再系統(tǒng)學(xué)習(xí)上冊(cè)內(nèi)容，使得自己對(duì) CATIA 的掌握有一個(gè)全面的提升。當(dāng)然，同任何別的軟件一樣，在熟悉了各個(gè)工具的功能之后，需要讀者不斷地實(shí)踐，只有通過實(shí)戰(zhàn)，才能不斷提升自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。另外在本書的編寫過程

12、中，MSC 公司的周林輝經(jīng)理和趙志英工程師提供了幫助和鼓勵(lì)。CATIA 軟件博大精深，涉及到機(jī)械設(shè)計(jì)、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工廠布局等等方方面面。由CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）于時(shí)間倉(cāng)促，本書難免有疏漏之處，還望讀者不吝指正。編者2004 年 1 月目錄返回頂部第 1 章1.1機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).6零件設(shè)計(jì).7拉伸成形實(shí)例.7旋轉(zhuǎn)成形實(shí)例.錯(cuò)誤！未定義書簽。打孔與開槽成形實(shí)例.錯(cuò)誤！未定義書簽。切面掃描成形實(shí)例.錯(cuò)誤！未定義書簽。層疊成形實(shí)例.錯(cuò)誤！未定義書簽。利用布爾運(yùn)算生成圖形的實(shí)例.錯(cuò)誤！未定義書簽。零件設(shè)計(jì)綜合實(shí)例.錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2設(shè)計(jì)表與工程圖.錯(cuò)誤！未定義書簽。設(shè)計(jì)表的

13、建立與使用.錯(cuò)誤！未定義書簽。建立工程圖.錯(cuò)誤！未定義書簽。1.31.41.51.61.71.81.9第 2 章2.1使用 Structure Design 創(chuàng)建結(jié)構(gòu).錯(cuò)誤！未定義書簽。使用 Sheet Metal Design 繪制機(jī)箱電源外殼 .錯(cuò)誤！未定義書簽。使用 Mold Tooling Design 設(shè)計(jì)模具 .錯(cuò)誤！未定義書簽。使用 Weld Design 進(jìn)行焊接組裝 .錯(cuò)誤！未定義書簽。Functional Tolerancing & Annotations 標(biāo)注 .錯(cuò)誤！未定義書簽。使用 Healing Assistant 修補(bǔ)曲面 .錯(cuò)誤！未定義書簽。本章小結(jié).錯(cuò)誤！未定

14、義書簽。外形設(shè)計(jì)和風(fēng)格造型.16自由風(fēng)格成形.16自由風(fēng)格成形簡(jiǎn)單實(shí)例.17自由曲面成形綜合實(shí)例.錯(cuò)誤！未定義書簽。2.22.3自由風(fēng)格草圖追蹤器.錯(cuò)誤！未定義書簽。自適應(yīng)外形設(shè)計(jì)與優(yōu)化器.錯(cuò)誤！未定義書簽。使用自適應(yīng)外形設(shè)計(jì)與優(yōu)化器的簡(jiǎn)單實(shí)例.錯(cuò)誤！未定義書簽。自適應(yīng)曲面設(shè)計(jì)與優(yōu)化綜合實(shí)例.錯(cuò)誤！未定義書簽。2.42.5第3章數(shù)字化外形編輯器.錯(cuò)誤！未定義書簽。本章小節(jié).錯(cuò)誤！未定義書簽。裝配設(shè)計(jì).25CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）3.13.2簡(jiǎn)單連接件組裝.錯(cuò)誤！未定義書簽。引擎的組裝范例.錯(cuò)誤！未定義書簽。引擎的組裝.錯(cuò)誤！未定義書簽。引擎的運(yùn)動(dòng)模擬.錯(cuò)誤！未定義書簽

15、。3.3CPU 風(fēng)扇組裝范例.錯(cuò)誤！未定義書簽。零件的繪制.25組裝過程.253.4第 4 章4.1本章小節(jié).30工程分析.31工程分析的簡(jiǎn)單實(shí)例.錯(cuò)誤！未定義書簽。應(yīng)結(jié)構(gòu)分析模塊簡(jiǎn)單實(shí)例.錯(cuò)誤！未定義書簽。高級(jí)網(wǎng)格劃分工具模塊簡(jiǎn)單實(shí)例.錯(cuò)誤！未定義書簽。裝配變形公差分析.錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2工程分析的綜合實(shí)例.31門把應(yīng)力分析.314.2.2 CPU 風(fēng)扇散熱片底座組合件的自由模態(tài)分析方法.374.3第 5 章5.1本章小節(jié).40三維造型綜合實(shí)例.40零件設(shè)計(jì).41車輪的制作.41腳踏的制作.67車座的制作.67支架的制作.675.2裝配設(shè)計(jì).67組件定位.67參數(shù)關(guān)聯(lián).695.3本章小

16、結(jié).70第1章機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)返回頂部機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)部分是 Catia 工程建模的基礎(chǔ)。使用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)功能以及后面將要講述的曲面造型功能，Catia 幾乎可以繪制出任意復(fù)雜的 3D 形體，并且可以方便的建立零件庫(kù)和繪制工程圖。另外，Catia 還能對(duì)繪制的零件進(jìn)行模擬裝配，及時(shí)的把問題消除于設(shè)計(jì)階段。本章的內(nèi)容主要可分為 3 個(gè)部分。零件設(shè)計(jì)CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）設(shè)計(jì)表與工程圖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的其他功能1.1 零件設(shè)計(jì)在 Catia 中，零件成形的方式很多，對(duì)同一個(gè)零件可以使用不同的成形方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。零件成形方式可以分為下面幾類。拉伸成形實(shí)例旋轉(zhuǎn)成形實(shí)例打孔與開槽成形實(shí)例切面掃描成形實(shí)例層疊

17、成形實(shí)例利用布爾運(yùn)算生成圖形的實(shí)例零件設(shè)計(jì)綜合實(shí)例下面就上述幾類成形方式，分別以實(shí)例加以說(shuō)明，在本節(jié)最后還會(huì)給出 2 個(gè)綜合實(shí)例以及練習(xí)題，以便讀者能夠及時(shí)復(fù)習(xí)與鞏固所學(xué)內(nèi)容，為以后學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。拉伸成形實(shí)例拉伸成形的原理就是將草圖模式下繪制的封閉的幾何曲線在第 3 維坐標(biāo)方向上拉伸，從而形成 3D 形體。1簡(jiǎn)單拉伸成形實(shí)例Catia 允許用戶定義拉伸的形式和拉伸的方向。下面用簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明如何使用 Catia 的拉伸成形功能，以及拉伸成形對(duì)話框中的各項(xiàng)功能。（1）單擊(Standard)工具條上的按鈕，打開 New 對(duì)話框。從對(duì)話框中選中 Part 列表項(xiàng)，單擊按鈕，進(jìn)入零件設(shè)計(jì)工作環(huán)境。

18、（2）單擊零件目錄樹中的 xy plane 或者單擊零件設(shè)計(jì)實(shí)體模式下屏幕中央基準(zhǔn)面示意圖中的 XY 平面，選中 XY 基準(zhǔn)面。然后單擊 Sketcher Toolbar 工具條中的按鈕，進(jìn)入草圖模式。在草圖模式下使用 Profile 工具條上的由讀者任意確定，如圖 1-1 所示。按鈕，繪制一簡(jiǎn)單的封閉曲線，尺寸可以圖 1-1繪制任意封閉曲線CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）注意：?jiǎn)螕舭粹o繪制曲線時(shí)，會(huì)出現(xiàn)如下 3 個(gè)按鈕，以控制不同方式的曲線繪制。：繪制直線。：通過指定 1 點(diǎn)以及要與已有曲線相切的限制來(lái)繪制圓。：指定 3 點(diǎn)來(lái)繪制圓。（3）接下來(lái)使用約束來(lái)定義直線與圓弧相切

19、。按住 Ctrl 鍵，依次選中圓弧和與之相切的直線，然后單擊 Constraint 工具條上的Tangency 復(fù)選框，如圖 1-2 所示。按鈕，在彈出的 Constraint Definition 對(duì)話框中選中圖 1-2設(shè)置相切注意： Constraint Definition 對(duì)話框中的其他選項(xiàng)的含義，將在后面的約束總結(jié)部分詳細(xì)說(shuō)明。（4）使用同樣的方法設(shè)定另外兩處相切，繪制完成的圖形如圖 1-3 所示。圖 1-3繪制封閉曲線注意：圖中連接點(diǎn)處的短平行線表示直線與圓弧相切。（5）單擊按鈕，返回零件設(shè)計(jì)的實(shí)體模式，并選中該曲線，如圖 1-4 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)

20、階篇）圖 1-4零件設(shè)計(jì)的實(shí)體模式中的封閉曲線（6）單擊按鈕，彈出 Pad Definition 對(duì)話框，如圖 1-5 所示。圖 1-5在 Pad Definition 對(duì)話框中設(shè)置拉伸長(zhǎng)度可以在此對(duì)話框中設(shè)置拉伸的 Length，在本例中設(shè)置為 40mm。單擊形體繪制完成了，如圖 1-6 所示。按鈕，3D圖 1-6拉伸成形（7）在繪制完成的 3D 圖形上雙擊鼠標(biāo)左鍵， Pad Definition 對(duì)話框又會(huì)彈出。單擊按鈕，拉伸方向反向，如圖 1-7 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 1-7反向拉伸選中復(fù)選框，將會(huì)以拉伸面作為對(duì)稱面，對(duì) 3D 形體進(jìn)行鏡像映射。單擊

21、按鈕，可以將 Pad Definition 對(duì)話框展開，從而設(shè)置更多參數(shù)，如圖 1-8 所示。圖 1-8展開 Pad Definition 對(duì)話框在此對(duì)話框中可以設(shè)定以封閉曲線所在平面為中心，向兩個(gè)方向的拉伸長(zhǎng)度。還能實(shí)現(xiàn)封閉曲線延給定方向拉伸。在如圖 1-4 所示界面中，作一條直線。直線位于 YZ 基準(zhǔn)面內(nèi)，如圖1-9 所示。圖 1-9作拉伸參考線注意：上圖中前為 YZ 基準(zhǔn)面內(nèi)的視圖，后為 3D 繪圖狀態(tài)下的視圖。選中封閉曲線，單擊按鈕，在圖 1-8 所示的對(duì)話框中清空復(fù)選框，并將繪制的直線作為 Reference，單擊按鈕，便生成了以封閉曲線為底面的斜柱體，同時(shí)正向拉伸所得實(shí)體用線條的形

22、式表現(xiàn)出來(lái)，如圖 1-10 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 1-10 斜向拉伸選中封閉曲線，單擊按鈕，在圖 1-8 所示的對(duì)話框中選中復(fù)選框，激活 Thin Pad選項(xiàng)區(qū)域，設(shè)置參數(shù) Thickness1 和 Thickness2，如圖 1-11 所示。圖 1-11 拉伸殼體注意： Thickness1 和 Thickness2 定義的延展方向使用如下方式定義：輪廓線（Profile）和拉伸方向確定延展的初始參照面，延（Profile）逆時(shí)針方向走， Thickness1 定義的延展方向在左邊， Thickness2 定義的延展方向在右邊。單擊按鈕，生成拉伸成形的殼

23、體，如圖 1-12 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 1-12 拉伸成形的殼體2以不同方式拉伸成形實(shí)例下面用實(shí)例的形式介紹 Pad Definition 對(duì)話框中 Type 下拉列表框的各項(xiàng)的用法。Type 下拉列表框如圖 1-11 所示。圖 1-13Type 下拉列表框（1）將圖 1-4 中所示封閉曲線拉反向伸成為一個(gè) 20mm 厚的實(shí)體，其過程前面已經(jīng)講過，這里就不再贅述。（2）選中 XY 基準(zhǔn)面，單擊 Reference Elements 工具條中的按鈕，自定義基準(zhǔn)面。將Plane type 設(shè)置為 Offset from plane，并將 Offset 值設(shè)為

24、 60mm， Reference 設(shè)置為 XY 基準(zhǔn)面，如圖 1-14 所示。圖 1-14 復(fù)制基準(zhǔn)面（3）單擊按鈕，生成一個(gè)新的基準(zhǔn)面。按照同樣的步驟再建立一個(gè)基準(zhǔn)面，但這次把 Offset 值設(shè)為 30mm，如圖 1-15 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 1-15 復(fù)制完成的基準(zhǔn)面（4）選中基準(zhǔn)面 1，切換到 2D 繪圖模式，繪制一圓，半徑為 10mm，圓心在原點(diǎn)；選中基準(zhǔn)面 2，切換到 2D 繪圖模式，繪制一以原點(diǎn)為中心的正方形，邊長(zhǎng) 40mm.。如圖 1-16 所示。圖 1-16 在基準(zhǔn)面上繪制圖形（5）將基準(zhǔn)面 2 上的正方形反向拉伸 10mm，接下來(lái)拉伸

25、基準(zhǔn)面 1 上的圓，可以在 PadDefinition 對(duì)話框中 Type 下拉列表框中選擇拉伸的方式。Dimension 是由用戶自定義尺寸來(lái)決定拉伸長(zhǎng)度； Up to next 是以相鄰的幾何形體作為拉伸的界限； Up to last 是以最遠(yuǎn)的幾何形體作為拉伸的界限； Up to plane 是以用戶指定的基準(zhǔn)面為拉伸界限； Up to surface 是以用戶指定的幾何形體表面作為拉伸界限。這里僅以 Up to surface 列表項(xiàng)為例說(shuō)明，如圖1-17 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 1-17 使用 Up to surface 拉伸圓柱體鼠標(biāo)單擊選定第

26、2 個(gè)幾何體的上表面為拉伸界限，此表面就會(huì)顯示在 Limit 文本框中。單擊按鈕，改變拉伸方向。這里不改變拉伸方向也可以，這是因?yàn)檫x定的拉伸界限已經(jīng)確定了拉伸的長(zhǎng)度與拉伸方向。單擊按鈕，完成拉伸操作，如圖 1-18所示。圖 1-18 拉伸完成的圓柱體3拉伸成形中的幾個(gè)注意點(diǎn)在上文中使用 Catia 的拉伸成形功能建立幾何體時(shí)，拉伸體的輪廓線都是封閉曲線，但并不是只有封閉曲線才能執(zhí)行拉伸成形操作。即使是非封閉曲線，只要它的未封閉部分能被周圍幾何體表面所限制，使得此非封閉曲線與其在幾何表面上的頭影形成封閉曲線，就可以執(zhí)行拉伸操作，下面舉例說(shuō)明。（1）在 XY 基準(zhǔn)面中建立一圓形，半徑 35mm，并

27、將其拉伸為一個(gè) 20mm 厚的圓柱體。單擊 Dress-Up Features 工具條上的按鈕，對(duì)圓柱體抽殼，如圖 1-19 所示。圖 1-19 對(duì)圓柱體抽殼將抽殼厚度設(shè)為 1mm，單擊上表面，將其設(shè)為抽殼面。單擊（2）在 YZ 基準(zhǔn)面中畫一條過原點(diǎn)的直線，如圖 1-20 所示。按鈕，完成抽殼。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 1-20 繪制直線（3）單擊按鈕返回零件設(shè)計(jì)的實(shí)體模式，以此直線為輪廓線執(zhí)行拉伸操作。如圖 1-21所示。圖 1-21 拉伸操作（4）單擊按鈕，拉伸成形完成，如圖 1-22 所示。還需要注意的一點(diǎn)，用以拉伸成形的輪廓線，可以是一條曲線，也可以是一組曲

28、線。下面以實(shí)例的方式加以說(shuō)明。圖 1-22 拉伸成形體（1）在 XY 基準(zhǔn)面內(nèi)繪制一個(gè)同心的 6 角形和圓形，尺寸任意，如圖 1-23 所示。圖 1-23 繪制 6 角形和圓形組合曲線（2）單擊按鈕，返回零件設(shè)計(jì)實(shí)體模式，對(duì)此圖形進(jìn)行拉伸操作，如圖 1-24 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 1-24 多條曲線組成的輪廓線拉伸成形注意：進(jìn)行拉伸操作時(shí)，6 角形和圓形必須能夠作為一個(gè)整體操作，否則就不能得到期望的圖形。可以假設(shè)這樣一種情況，先對(duì) 6 角形進(jìn)行了拉伸操作，然后取消操作，再繪制一圓形。此時(shí)圓形與 6 角形就不是一個(gè)整體了。第2章外形設(shè)計(jì)和風(fēng)格造型返回頂部現(xiàn)實(shí)

29、中，許多工程零件和實(shí)體造型都具有復(fù)雜的表面形狀，例如臺(tái)手機(jī)殼，汽車曲面等等。而 Catia 的構(gòu)造設(shè)計(jì)功能無(wú)法繪制復(fù)雜曲面，這就需要用到 Catia 的另一個(gè)至關(guān)重要的造型功能外形設(shè)計(jì)和風(fēng)格造型。本章的主要內(nèi)容分 4 個(gè)部分講解。自由風(fēng)格成形自由風(fēng)格草圖追蹤器自適應(yīng)外形設(shè)計(jì)與優(yōu)化器數(shù)字化外形編輯器2.1 自由風(fēng)格成形Catia 的自由風(fēng)格成形功能（FreeStyle）具有非常強(qiáng)大的表面造型與優(yōu)化功能，其工具條比零件設(shè)計(jì)（PartDesign）復(fù)雜得多。它包括 3 個(gè)子產(chǎn)品：FreeStyle Shaper,FreeStyle Optimizer和 FreeStyle Profiler。其中 F

30、reeStyle Shaper 用來(lái)設(shè)計(jì)任意類型的表面元素；FreeStyle Optimizer可以用來(lái)創(chuàng)建和修改基于其他元素，例如數(shù)據(jù)文件的曲線和表面形狀；FreeStyle Profiler 可以直接創(chuàng)建基于輪廓線和曲線組的復(fù)雜表面。下面首先分別對(duì) 3 個(gè)子產(chǎn)品以簡(jiǎn)單的實(shí)例的形式加以說(shuō)明，然后給出自由曲面成形的綜合實(shí)例。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）自由風(fēng)格成形簡(jiǎn)單實(shí)例自由風(fēng)格成形功能中 3 個(gè)子產(chǎn)品在功能上是相互協(xié)調(diào)相互補(bǔ)充的，其中最基本的功能是FreeStyle Shaper。1FreeStyle Shaper（自由風(fēng)格造型器）Catia 的自由風(fēng)格造型器可以通過

31、網(wǎng)格和控制點(diǎn)任意改變曲面的形狀，其缺點(diǎn)是難以精確控制曲面形狀，下面以實(shí)例的形式說(shuō)明如何建立一個(gè)最基本的曲面。（1）單擊 Start 菜單，從彈出的菜單中選擇 Shape 菜單選項(xiàng)，彈出級(jí)聯(lián)菜單。從級(jí)聯(lián)菜單中選擇 FreeStyle 菜單項(xiàng)，進(jìn)入自由風(fēng)格成形工作環(huán)境，如圖 2-1 所示。圖 2-1進(jìn)入自由曲面成形工作環(huán)境（2）單擊 Surface Creation 工具條上的Planar patch 按鈕，然后在繪圖區(qū)域單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單中選擇 Edit Orders 菜單項(xiàng)，彈出 Orders 對(duì)話框。此對(duì)話框用來(lái)設(shè)置控制點(diǎn)的行列數(shù)，將控制點(diǎn)行數(shù) U 設(shè)為 5，列數(shù)設(shè)為 4，如圖 2-

32、2 所示。圖 2-2設(shè)置 Orders 對(duì)話框（3）單擊按鈕關(guān)閉 Orders 對(duì)話框，然后在繪圖區(qū)域中任意一點(diǎn)單擊鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)鼠標(biāo)，于是創(chuàng)建表面的輪廓線出現(xiàn)了。調(diào)整表面輪廓線尺寸，達(dá)到合適位置后再次單擊鼠標(biāo)左鍵，生成表面，如圖 2-3 所示。圖 2-3調(diào)整表面輪廓線尺寸注意：要想精確定義輪廓線尺寸，可以在拖動(dòng)鼠標(biāo)調(diào)整輪廓線尺寸時(shí)單擊CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單中選擇 Edit Dimensions 菜單項(xiàng)，彈出 Dimensions 對(duì)話框 。在 Dimensions 對(duì)話框輸入尺寸，例如 L1110mm，L2150mm，如圖 2-4 所示。圖

33、2-4（4）生成的表面如圖 2-5 所示。精確定義輪廓線尺寸圖 2-5生成表面（5）選中繪制的表面，單擊 Shape Modification 工具條上的Control Points 按鈕，彈出 Control Points 對(duì)話框，同時(shí)在生成的表面上出現(xiàn)網(wǎng)格與控制點(diǎn)，如圖 2-6 所示。圖 2-6Control Points 對(duì)話框注意：Control Points 對(duì)話框中 Support 選項(xiàng)區(qū)域中 6 個(gè)按鈕用來(lái)設(shè)定變形類型，Law 選項(xiàng)區(qū)域用來(lái)定義選中多點(diǎn)時(shí)的變形類型。（6）在繪圖區(qū)域中右上角的羅盤上單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單中選擇 Make YZ thePrivileged pla

34、ne 菜單項(xiàng)，如圖 2-7 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 2-7將 YZ 基準(zhǔn)面設(shè)為操作基準(zhǔn)面（7）將鼠標(biāo)移動(dòng)到生成表面中間的網(wǎng)格線上，出現(xiàn)上下移動(dòng)的箭頭。按住鼠標(biāo)左鍵，鼠標(biāo)變成手掌形，將網(wǎng)格線向下拖動(dòng)，如圖 2-8 所示。圖 2-8 拖動(dòng)網(wǎng)格線注意：同樣的操作也適用于控制點(diǎn)。（8）單擊按鈕，完成操作。單擊 Surface Creation 工具條上的按鈕下方的黑色箭頭，從彈出的工具條中選擇4 Points Patch 按鈕，然后依次選中前面繪制曲面的 4個(gè)頂點(diǎn)，創(chuàng)建第 2 個(gè)表面，如圖 2-9 所示。圖 2-9創(chuàng)建第 2 表面注意：當(dāng)鼠標(biāo)處出現(xiàn)如圖 2-9 所示

35、的圓框時(shí)表示已經(jīng)捕捉到該處的頂點(diǎn)。（9）選中創(chuàng)建的第 2 個(gè)表面，為了便于分辯，在 Graphic Properties 工具條中將其顏色改變?yōu)樘壹t色，如圖 2-10 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）7-10 改變第 2 個(gè)表面的顏色（10）將鼠標(biāo)移動(dòng)到繪圖區(qū)域右上角的羅盤中的紅色方塊處，當(dāng)鼠標(biāo)變?yōu)槭中螘r(shí)，按住鼠標(biāo)左鍵將羅盤拖動(dòng)到新創(chuàng)建的表面上。然后將鼠標(biāo)移動(dòng)到水平軸上，當(dāng)水平軸變成紅色時(shí)按住鼠標(biāo)左鍵，將第 2 表面從第 1 表面上拖離，如圖 2-11 所示。圖 2-11 拖動(dòng)第 2 表面（11）使用同樣的方法將第 2 表面面在 Z 方向向下拖動(dòng)一段距離，最后所得圖形

36、如圖2-12 所示。圖 2-12 將第 2 表面拖動(dòng)到合適位置注意：通過羅盤來(lái)拖動(dòng)第 2 表面時(shí)必須首先選中要拖動(dòng)的表面，再沿特定軸向拖動(dòng)羅盤。（12）將鼠標(biāo)移動(dòng)到羅盤中的紅色方塊處，當(dāng)鼠標(biāo)變?yōu)槭中螘r(shí)，按住鼠標(biāo)左鍵將羅盤拖離第 2 表面，羅盤會(huì)回到初始位置。單擊 Surface Creation 工具條上的Freeform BlendSurface 按鈕，彈出 Blend Surface 對(duì)話框。然后依次選中第 1 表面和第 2 表面相鄰的兩條邊，如圖 2-13 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計(jì) 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 2-13 設(shè)置兩個(gè)表面相連（13）單擊按鈕，確認(rèn)操作，所得曲面如圖 2-14 所示。圖 2-14 連接完成的曲面（14）按住 Ctrl 鍵，依次選中 3 個(gè)表面，然后單擊 Shape Modification 工具條上的Global Deformation 按鈕，彈出 Global Deformation 對(duì)話框。在此對(duì)話框中 Type 選項(xiàng)區(qū)域中有兩個(gè)按鈕，默認(rèn)按鈕是第 1 個(gè)Intermediate su