CATIA V5詳細教程--零件設計(2)

1、CATIA V5教程-零件設計（2）1.5 SurfaceBased Features工具欄此功能是以曲面為基礎，建構新的實體零件，它包含了分割（Split）、厚度曲面（Thick surface）、封閉曲面（Close Surface）和縫合曲面（Sew Surface）等4個功能。1. 分割Split利用分割（Split）功能可以通過平面或曲面切除相交實體的某一部分。步驟如下：（1） 點擊分割按鈕，選擇平面或曲面；（2） 出現(xiàn)對話框，在“Split Element”中已選擇的平面或曲面，圖中的箭頭代表著保留實體的方向，單擊箭頭，可以將箭頭方向反向。（3） 單擊“OK”即可。2. 厚度曲面T

2、hick surface厚度曲面（Thick Surface）可以讓曲面（可以是實體的表面）沿其法矢方向拉伸變厚。步驟如下：（1） 點擊厚度曲面按鈕；（2） 點擊欲變厚的曲面，填入到對話框的“Object to offset”，并在對話框中填入所需的尺寸。Offset為箭頭方向所增加的曲面厚度，Second Offset為箭頭方向相反方向上的厚度。（3） 單擊“OK”，完成操作。3. 封閉曲面Close Surface封閉曲面（Close Surface）可以將曲面構成的封閉體積（Close Volume）轉(zhuǎn)換為實體，若為非封閉體積CATIA也可以自動以線性的方式封閉。4. 縫合曲面Sew S

3、urface縫合曲面（Sew Surface）可以將實體零件與曲面連結在一起。與分割操作基本一致，只是“縫合曲面”之后曲面繼續(xù)保持在操作之后的實體中，且曲面必須完全放置在實體中；而分割操作只是得到分割后的實體，曲面不一定要放在曲面之中。1.6 Transformation Features工具欄提供對實體零件進行移動（Translation）、鏡像（Mirror）、樣式（Patten）和比例（Scale）等操作，進而修改或產(chǎn)生新的實體。它的功能按鈕如下圖所示。對于Translation和Patten來說，它本身還有幾種類型。1. 位置轉(zhuǎn)換Translation此類變換用于改變實體零件的位置，包

4、括移動（Translation）、旋轉(zhuǎn)（Rotate）和對稱（Symmetry）等3種方式，單擊“Translation Features”中按鈕的黑三角形，則出現(xiàn)Transformation 工具條。在具體操作之前，系統(tǒng)出現(xiàn)提示框：（1） 移動Translation可以移動實體零件的位置。（2） 轉(zhuǎn)動Rotate可以使零件繞某一軸進行轉(zhuǎn)動。（3） 對稱Symmetry能夠使零件相對于平面作對稱的移動。2. 鏡像Mirror可以使實體對某一基準面產(chǎn)生鏡像，即可以產(chǎn)生與基準面左右對稱的兩個實體。 操作步驟：I. 選擇要鏡像的實體，點擊“鏡像” 按鈕；II. 選擇鏡像基準面，填入對話框的“Mirr

5、oring Element”中；III. 單擊“”即可完成操作。3. 樣式Pattern選擇一個特征作為參考樣式，以多種數(shù)組的方式重復應用這些樣式，樣式分為矩形、環(huán)形和用戶自定義等3種方式（You may need to duplicate the whole geometry of one or more features and to position this geometry on a part. Patterns let you do so.）。單擊按鈕下的黑三角形，即可得到Pattern工具欄。（1） 矩形樣式Rectangular Pattern矩形樣式（Rectangular

6、Pattern）以選擇的特征為樣式，以矩形排列的形式確定它的排列方式。操作步驟：I. 單擊按鈕，彈出“Rectangular PatternDefinition”對話框。II. 選擇要陣列的特征對象，填入對話框中“Object to Pattern”的“Object”中。III. 點擊作為參考方向的對象填入對話框中“Reference Direction”的“Referenceelement”中（面）；IV. 對話框中“First Direction”項代表矩形的橫排，“Second Direction”項代表矩形的列，Instance為復制的數(shù)目，如果方向不對，可以點擊“Reverse”按鈕

7、，或在圖形中點擊表示方向的箭頭；V. 在“first Direction”和“Second Direction”中有Parameters欄，用于選擇排列參數(shù)的方式： Instance(s)&Spacing:設置樣式的數(shù)量和間距； Instance(s)&Length:設置樣式的數(shù)量和總長度； Spacing&Length:設置樣式的間距和總長度。注：使用鼠標點擊復制樣式的中心點，可以除去或添加此復制樣式。（2） 環(huán)形樣式Circular Pattern圓形樣式（Circular Pattern）可以使用戶以選擇的特征為樣式，以圓形數(shù)組的方式重復應用這個樣式。操作步驟如下

8、：I. 選擇出要陣列的特征對象；II. 單擊環(huán)形樣式按鈕，彈出“Circular Pattern”對話框，則系統(tǒng)自動選擇已選定的對象為“Object to Pattern”中的Object；III. 在“Reference Direction”中選定旋轉(zhuǎn)的參考元素（Reference element），一般選擇一條軸線作為旋轉(zhuǎn)軸（此軸線可以事先設計好）;IV. 對話框中的“Axial ”表示設置環(huán)形特征陣列的數(shù)目與排列情況；“Crown ”設置環(huán)形排列有幾圈及每圈之間的間距。V. 在“AxialReference”選項中的Parameters可以設置環(huán)形樣式排列的設置，分別是： Instanc

9、e(s) & Angular spacing：環(huán)繞的個數(shù)和樣式之間的角度值； Instance(s) & total angle：環(huán)繞樣式的格數(shù)和總的角度值； Angular spacing & total angle：各個樣式之間的角度和總角度值； Complete crown：每圈的樣式個數(shù)。對話框中“Crown Definition”項中的Parameters中有3個功能選項： Circle & circlespacing：對話框中Circle(s)填入想要圍繞的圈數(shù)；Circle Spacing填入每圈間的距離； Circle & Crownth

10、ickness：填入圍繞的Circle(s)圈數(shù)和CrownThickness最里圈到最外圈的距離； Circle spacing & crownthickness：每圈之間的距離和最里到最外圈間的距離值。（3） 用戶自定義樣式為用戶提供自己定義樣式的排列方式的功能，排列的位置點必須用戶在草圖中預先定義好（作為Instances中Positions的位置點），還要指定一點為Anchor點，以便于確定“Object to Pattern”的參考點。4. 縮放Scale縮放（Scaling）的功能可以對原來對象作等比例縮放。Reference為選擇的參考基準；Ratio為放大或縮小的比例。

11、1.7 體Body所代表的所有操作（可以包括草圖、實體（Body）就是在樹形圖上的綠色齒輪符號體等）的結果。當用戶無法利用一個單體（Body）內(nèi)的操作完成一個完整的零件實體時，可以在同一個零件設計文件內(nèi)單擊組件按鈕（在主菜單“Insert”中），建立一個新的體（Body），再利用布爾操作（Boolean Operation）通過“Body”之間的布爾運算，完成復雜實體零件的建立。一個零件中有多個“Body”，可以通過單擊鼠標右鍵，在彈出菜單中選擇“Define In Work Object”確定當前工作實體，接下來的構建操作都是在“當前工作實體”中進行的，即隸屬于新體（Body）。不同的“體”

12、之間可以沒有關聯(lián)性，用戶可以單獨移動或修改任一個“體Body”而不會影響其它組件。欲移動不同的“體”需使用指南針工具，使用鼠標將指南針拖拉至欲移動的“體”上，即可移動此“體Body”。（注意：不同的之間不能有關聯(lián)關系，若有關聯(lián)關系，例如，一個體的草圖是建立在另一個體的面上的，則它們之間就存在有關聯(lián)關系了。）操作步驟：（1） 將指南針移到指定的“體”上；（2） 點擊要移動的“體Body”；（3） 點擊指南針坐標軸或表示面的弧及其它，用鼠標的MB1拖動指南針的相關軸或弧，即可實現(xiàn)“體”的移動、旋轉(zhuǎn)。注：建議在建立不同的“體”之時，利用已有的“體”的面或其它關系，建立新建“體”的草圖，這樣在進一步進

13、行布爾運算時，可以方便地建立不同“體”之間的位置關系，而不利用指南針進行確定。1.8 Boolean Operations工具欄在有兩個以上的“體”存在時，可以利用布爾運算功能，進行“體”之間的布爾運算，通過這些運算將不同的“體”聯(lián)結在一起。這些運算包括聯(lián)結（Assemble）、布爾加（Add）、布爾交（Intersect）、布爾差（Remove）、聯(lián)結修剪（Union Trim）和Remove Lump等不同的運算操作。其工具欄如上圖所示。1. 聯(lián)結Assemble聯(lián)結（Assemble）功能可以將不同組件組合成單一組件，彼此之間有層級關系。 操作步驟如下：（1） 單擊聯(lián)結按鈕；（2） 如果

14、Body2想加入Body1，則先選擇Body2到對話框的Assemble項，再選擇Body1到After項中，意思是將body2聯(lián)結在Body1之后。（3） 點擊OK，則此操作可以將Body2加入Body1組合成一個“體”。2. 邏輯運算Boolean Operation單擊Boolean Operations工具欄中的按鈕的黑色三角形，即可得到邏輯運算工具欄，它包括聯(lián)集（Add）、差集（Remove）和交集（Intersect）3種運算功能。下面進行詳細敘述：聯(lián)集Add聯(lián)集（Add）即是add a body to another body. Adding a body to another

15、one means uniting them.步驟：（1） 點擊聯(lián)集按鈕；（2） 先選擇相加入另一個Body中的Body到對話框的Add欄中；（3） 再選擇上一Body要加入的目的Body到對話框的After欄中；（4） 選擇OK。注意：By default, the application proposes（建議）to add the selected body to PartYou will note that:the material common to Part Body and Body.1 has been removed。 both pads keep their origina

16、l colors. You cannot re-apply the Assemble, Add, Trim, Intersect, Remove and Remove Lumpcommands to bodies already associated to other bodies.（對于已經(jīng)與其它Bodies建立關聯(lián)的Bodies不能再使用Assemble, Add, Trim, Intersect, Remove 和 Remove Lump 命令）。 However, if you copy and paste the result of such operations elsewhere

17、 in the tree you can then use these commands.（但是對此操作的結果且可以在樹的任何地方使用布爾運算進行拷貝和裁剪）Avoid using input elements that are tangent to each other since this may result in （避免使用相互相切的元素，因為這樣可能在相切區(qū)域引起幾何不穩(wěn)定性的后果）. 差集Remove差集（Remove）可以在某一“體”內(nèi)移除某一“體body”與另一體相交的材料部分，即是remove a body from another body.步驟：（1） 單擊想移去的“Bo

18、dy”；（2） 再單擊差集按鈕，則彈出差集（Remove）對話框，系統(tǒng)將想移除的“體body”自動填入到Remove欄中；（3） 選擇想去除上步所選的“體body”;（4） 單擊OK即可。注意： You cannot re-apply the Assemble, Add, Trim, Intersect, Remove and Remove Lumpcommands to bodies already associated to other bodies.（對于已經(jīng)與其它Bodies建立關聯(lián)的 Bodies，不能再使用Assemble, Add, Trim, Intersect, Remove

19、 和 Remove Lump 命令）。 Avoid using input elements that are tangent to each other since this may result in （避免使用相互相切的元素，因為這樣可能在相切區(qū)域引起幾何不穩(wěn)定性的后果）.交集Intersect取兩個以上Bodies的相交部分（The material resulting from an intersection operation between two bodies is the material shared by these bodies.）注意： You cannot re-a

20、pply the Assemble, Add, Trim, Intersect, Remove and Remove Lump commands tobodies already associated to other bodies. However, if you copy and paste the result of such operations elsewhere in the tree you can then use these commands.Avoid using input elements that are tangent to each other since thi

21、s may result in geometricinstabilities in the tangency zone.3. 聯(lián)集修剪Union Trim聯(lián)集修剪（Union Trim）功能可以使兩個以上“體”之間同時進行交集、聯(lián)集和差集等操作，完成單純使用布爾運算無法完成的操作。Applying the Union Trim command on a body entails defining the elements to be kept or removed while performing the union operation.The following rules are to b

22、e kept in mind: Rule 1REMOVE: Selected bodies ONLY are removedRule 2KEEP: selected body is kept. All other bodies are removedRule 3REMOVE is not necessary if KEEP specification exists Concretely speaking（具體來說）, you need to select the required bodies and specify the faces you wish to keep or remove.操

23、作步驟如下： 選擇聯(lián)集修剪按鈕 首先單擊要修剪的Body（到對話框的Trim欄中）； 然后再單擊與其Union的Body（到對話框中的With欄中）； 再選擇要保留的面到“Faces to Keep”或選去除的面到“Faces to remove”中；4. Remove Lump使用Remove Lump可以移除單一體內(nèi)多余且不相交的實體。不相交的實體可以是一個“體Body”中繪制出的，也可以是布爾運算之后的不相交實體。利用批注工具欄可以再實體上標注文字或符號，用來強調(diào)某些設計特征，或者使觀看此實體零件的用戶看到其它的信息。它有兩種標注方式：帶箭頭文字（Text with Leader）和帶箭

24、頭標注（Flag Note with Leader）。1. 帶箭頭文字“帶箭頭文字Text With Leader”可以在零件上以箭頭指向某個位置，并加上標注文字內(nèi)容。2. 帶箭頭的標注“帶箭頭標注Flag Note With Leader”可以與一個文件、網(wǎng)頁和圖片建立器連接。1.10 Reference Element工具欄利用Reference Element工具欄可以建構空間的點、線、面等基本幾何元素，這些元素可以作為構建其它圖形時的參考。下面我們分別進行敘述：1. 點Point 系統(tǒng)提供各種點的構建方法，單擊種建立點的方法。坐標點Coordinate 按鈕，彈出“Point Defi

25、nition”對話框，在“Point type”中選擇各直接輸入坐標點，可以選擇Reference Point坐標原點。曲線上的點On Curve在曲線上建立點，曲線也可以是實體的邊線。建立的具體步驟如下：I.“On Curve”；II. 在“Distance to reference”選項中選擇“Distance on curve”按鈕，可在Length欄中輸入建立點到曲線端頭的距離，也可以在“Reference”項的“Point”欄中選擇一點作為距離參考點，缺省是以曲線的端頭作為參考點的?？梢浴癛everse Direction”更改計算參考點距離的方向。III. 在“Distance t

26、o reference”選項中選擇“Ratioof curve length”，則以比例的形式來放置點，若填入的Ratio值為0.4，則表示建立；進入“Point Definition”，選擇Point Type為同樣，可以另外確定Reference Point；IV. Nearect Extremity為將計算點放置到最近的曲線端點；Middle Point為曲線的中點建立點，用“Ratio of curve length”的話，Ratio為0.5。V. 單擊“OK”，完成點的建立。平面上的點On Plane在平面上建立點。系統(tǒng)自動建立Reference Point，輸入H、V值作為坐標；也

27、可以設置參考點（Reference Point），坐標值是以此點為基準的距離值。曲面上的點On Surface在曲面上建立點。圓心點Circle Center可以在圓形圖中的中心位置建立點曲線切點Tangent On Curve在直線與曲線相切處建立點。中間點Between在兩點的連線上建立一點，Ratio代表點與兩點之間距離的倍數(shù)。2. 直線Line提供在空間建立直線的功能，系統(tǒng)提供數(shù)種具體的建立方式。對話框中的Start與End為直線向兩點以外延伸的長度。 兩點連線PointPoint 起點與方向PointDirection 與曲線垂直或傾斜Angle/Normal to curve 與曲

28、線相切Tangent to curve 與曲面垂直Normal to surface 平分線Bisecting3. 平面Plane提供建立不同于XY 、YZ、ZX的平面，來作為繪制圖形或?qū)嶓w的參考。平面的建立方式有許多種，在下面一一討論： 偏移平面Offset from plane 平行某一面且過一點Parallel through point 與平面垂直或傾斜Angle/Normal to plane 三點成面Through three points 兩線成面Through two lines 點與直線成面Through Point and line 過平面曲線Through Planar

29、Curve 與線垂直Normal To Curve 與曲面相切Tangent to Surface 方程式Equation（Ax+By+Cz=D） 多點的平均面Mean Through Points1.11 Advanced Replication Tools工具欄PowerCopy的用途在于將一群相關的特征組成一個集合，這個集合可以用在不同的零件文件中。PowerCopy能進一步修改每一個特征的值，并采用參數(shù)化設計的概念，比起樣本只能單純復制特征，PowerCopy的功能更為強大。1. PowerCopy命令2. Instantiate From Document命令1.12坐標軸系統(tǒng)Axi

30、s SystemThis task explains how to define a new three-axis system locally. There aretwo ways of defining it: either by selecting geometry or by entering coordinates.1. Select the Insert -> Axis System. command or click the Axis System icon . The Axis System Definition dialog box is displayed.注意：選擇

31、對話框中的“Current”按鈕，則當前建立的坐標系為當前坐標系。2. An axis system is composed of anorigin point and three orthogonal axes.For instance, you can start by selectingthe vertex as shown to position the originof the axis system you wish to create. The application then computes the remaining coordinates. Both computed a

32、xes are then parallel to those of the current system.一個坐標軸系統(tǒng)是由一個原點和三條直角軸組成。例如，可以選擇一個頂點作為所希望建立坐標軸系統(tǒng)的的原點，則系統(tǒng)自動計算其余的坐標軸，缺省的是所計算的軸與當前系統(tǒng)的坐標軸平行。I. 原點OriginInstead of selecting the geometry to define the origin point, you can use one of the following contextual commands available from the Origin field: Cre

33、ate Point: for more information, refer to Points Coordinates: for more information, refer to Points Create Midpoint: the origin point is the midpoint detected by the application after selection of a geometrical element. Create Endpoint: the origin point is the endpoint detected bythe application aft

34、er selection of a geometrical elementII. 坐標軸系統(tǒng)類型Axis System TypeYou can choose from different types of axis system: Standard: defined by a pointof origin and three orthogonaldirections (by default thecurrent directions of theccompass).通過一個原點和三條直角方向（缺省與指南針方向相同）Here only the point was selected andnoth

35、ing specified for the axes.在這里，只選擇了一個點，沒有指定軸。 Axis rotation: defined as a standard axis system and a anglecomputed from a selectedreference.定義方式如同（Standard Axis System），并且利用一個選定的參考來計算一個角度。Here the Y axis was set to the standardaxis system Y axis, and a 15 degrees anglewas set in relation to an edge

36、parallel tothe X axis. 這里Y軸的設置方式如同標準軸系統(tǒng)Y軸的設置方式，15度表示繞X軸轉(zhuǎn)動的角度。（操作方式：選定一軸；然后選定過此軸的面作為參考；在設定圍繞此軸的轉(zhuǎn)角即可。）Euler angles: defined by threeangle values as follows.Angle 1= (X, N)a rotation about Z transforming vector X into vector N.Angle 2= (Z, W)a rotation about vector N transforming vector Z into vector W

37、.Angle 3= (N, U)a rotation about vector W.3If you are not satisfied with x axis, for instance click the X axis field and select the edge as shown to define a new direction for x axis.The x axis becomes colinear with this edge.4Check thereverses its direction too.Note that there are two types of axis

38、 systems, right-handed and left-handed. The dialog box indicates the type close to the Current option.5The application also lets you define axes through coordinates.Right-click the Y Axis field and select the Coordinates. contextual command. The Y Axis dialog box appears.6完成原點與坐標軸的建立之后，點擊OK。The axis

39、 system is created. It is displayed in the specification tree. When it is set ascurrent, it is highlighted as shown below.（當它設置為當前坐標系的話，它在樹中顯示的亮的。）設置的局部坐標系時固定的，如果項約束它，則先要使它與系統(tǒng)的其它要素隔離開，否則會過約束。（Local axes are fixed. If youwish to constrain them, you need to isolate them (using contextual command) befo

40、re setting constraints otherwise（否則） you would obtain over-constrained systems.）The display mode of the axes is different depending on whether the three-axis system isright-handed or left-handed and.Right-click Axis System.1 and select the Set as current contextual command. AxisSystem.1 is now curre

41、nt. You can then select plane xy for instance, to define a sketch plane.III. 編輯一個坐標系統(tǒng)Editing an Axis SystemYou can edit your axis system by double-clicking it and entering new values in the dialog box that appears. You can also use the compass to edit your axis system. For more about the compass, refer to CATIA- Infrastructure User's guide Version 1.Note also that editing the geometrical elements selected for defining the axes or the origin point affects th