手把手教你CATIA繪制模型飛機(jī)完結(jié)版

1、CATIA的優(yōu)點(diǎn)除了我們之前談到的參數(shù)化設(shè)計外，強(qiáng)大的曲面設(shè)計功能使其能夠適應(yīng)包括航空航天在內(nèi)的各種工業(yè)產(chǎn)品建模要求。通過下面機(jī)身的外形設(shè)計過程，可以從中感受到CATIA在曲面建模方面的獨(dú)特魅力。下面，開始機(jī)身部分的建模工作。首先需要進(jìn)行的工作是把CAD下的俯視圖和側(cè)視圖導(dǎo)入，作為機(jī)身建模的參考。通過菜單“文件打開”找到之前在CAD下面完成的三面圖。按下鼠標(biāo)拖動矩形選框，選擇飛機(jī)的側(cè)視圖。選中后，線條會以高亮度顯示。單擊右鍵選擇復(fù)制。（105）T。咗Hi強(qiáng)SHkVSRlTi饕諷IitiiT國口旳Kttfi_Sx3|zljJB/各Jjx1JIjl!LpiTATTawlncl第.扎的洋因:如拓-：

2、-401S：-*U1T:;和】侶Hit|VZWE|”總電和+4aa誦ici運(yùn)r:-第耳電鳩*VH；屈4r伽W利用“窗口”菜單回到建模中的CATIA文件。參照之前繪制機(jī)翼時的步驟，以Part為父對象創(chuàng)建幾何圖形集，將其命名為機(jī)身。選擇“ZX平面”并點(diǎn)擊草圖工具進(jìn)入草圖繪制模式。選擇菜單“編輯粘貼”或直接按Ctrl+V將飛機(jī)的側(cè)視圖粘貼過來。這時如果找不到粘貼結(jié)果，可以工具欄上的“適合全部”（106）圖標(biāo)。按下鼠標(biāo)左鍵，利用矩形選擇框選擇粘貼過來的側(cè)視圖后，在圖上任意一點(diǎn)按下左鍵可以對其位置進(jìn)行拖動。參考現(xiàn)有機(jī)翼的位置將其拖動到位。這個步驟只用來作為下面建模時候的參考，因此不用追求位置的絕對準(zhǔn)確。

3、（107）按照同樣的方法，以“XY平面”為基準(zhǔn)繪制草圖，將飛機(jī)的俯視圖也復(fù)制過來。再次以“XY平面”為基準(zhǔn)繪制草圖，參照剛才復(fù)制過來的俯視圖完成準(zhǔn)確的機(jī)身俯視草圖繪制。尺寸的設(shè)置可以參考108。在繪制機(jī)身俯視草圖的過程中，需要使用樣條線工具。圖108中的粗線均為樣條線，細(xì)線為直線。設(shè)置樣條線與直線之間平滑過渡的方法可以參考前面翼尖的繪制過程。接下來參考從AUTOCAD復(fù)制過來的側(cè)視圖，以ZX平面為基準(zhǔn)繪制草圖，將其作為飛機(jī)的側(cè)視圖。在側(cè)視圖的繪制過程中，注意要將上一步俯視圖中飛機(jī)最前端一點(diǎn)和最后端一點(diǎn)分別通過投影工具投影到當(dāng)前草圖中。通過與投影下來的這兩個點(diǎn)設(shè)置相合約束，使飛機(jī)側(cè)視圖上的前后限

4、與俯視圖相同。此外，為了保證飛機(jī)相對光順的曲面外形，在測試圖的繪制過程中需要注意一下與機(jī)翼銜接部分的過渡。通過相交工具獲得機(jī)翼上下表面與當(dāng)前草圖的交線（圖中黃線），并將其作為側(cè)視圖外形輪廓線的一個組成部分。（109）iff二鑒下面開始繪制飛機(jī)的每一個截面外形。利用繪制完成的俯視圖和側(cè)視圖作為參考，按照生成參考平面（平行通過點(diǎn)方式或偏移平面方式）做草圖的方法完成飛機(jī)的每一個剖面圖。剖面圖繪制過程中，利用相交工具與俯視圖和側(cè)視圖分別取與當(dāng)前平面的焦點(diǎn)，得到每一個剖面的上下限和外側(cè)極限位置。為了繪圖方便，這里可以直畫出半個剖面就可以了，將來再用對稱工具完成另外半邊的繪制。另外，每一個剖面處的圓角過渡

5、，可以用樣條線工具完成繪制。這樣可以很方便的畫出“橢圓形”的倒角。（110為完成效果，111116為從后至前的每一個剖面）”F為了通過放樣命令獲得飛機(jī)的外形曲面，還需要繪制幾條放樣的導(dǎo)引線，其具體方法I備I如下：首先選擇工具欄上的多重提取工具。在彈出的“多重提取定義”窗口中，將“拓展類型”選擇為“無拓展”。然后將圖中所示的幾段曲線（直線）選為高亮并單擊確定，然后將生成的特征通過屬性窗口命名為“上邊界曲線”。（118）按照同樣方法，再提取如下兩條直線：側(cè)視圖中下表面曲線和俯視圖上的機(jī)身左邊線。分別命名為“下邊界曲線”和“外邊界曲線”。（119中紅線）11irii知應(yīng)i下面繼續(xù)畫出幾條放樣需要的引

6、導(dǎo)線。首先以XZ平面為基準(zhǔn)作草圖，利用投影工具獲得117圖中紅圈標(biāo)出點(diǎn)在草圖平面上的投影。再分別以兩條樣條線（樣條線中需要增加點(diǎn)）和一條直線連接獲得第一條引導(dǎo)線的側(cè)視圖。（120）接下來選擇工具欄上的“混合”工具（121）,在“混合定義”窗口中，將“混合曲線類型”選擇為“法線”，曲線1和曲線2分別選擇上一步完成的草圖和“外邊界曲線”,“近接解法”是否選擇均可，之后單擊確定。這樣，就分別以兩條直線作為俯視圖和側(cè)視圖，混合投影獲得了又一條引導(dǎo)線。（122）按照上述方法，分別作出圖123中的三條引導(dǎo)曲線。其中，曲線1需要在XY平面做草圖，然后與“上邊界曲線”混合；曲線2需要在ZX平面做草圖，然后與“

7、外邊界曲線”混合；曲線3需要在XY平面做草圖，然后與“下邊界曲線”混合。（123）在這三條曲線的創(chuàng)建過程中需要特別注意的是：其草圖繪制時，曲線必須依次通過每一個現(xiàn)有截面與當(dāng)前草圖平面的交點(diǎn)（交線），這樣才能保證在混合后得到的曲線與每一個截面均有交點(diǎn)，這是放樣過程中引導(dǎo)線需要滿足的必要條件。建議在繪制草圖過程中直接投影相應(yīng)剖面曲線中圓角的端點(diǎn)以保證滿足上述要求。（124曲線2的草圖繪制）下面將是激動人心的一步操作，飛機(jī)曲面外形將就此生成。選擇工具欄上多截面曲面工具I（125）,然后以從前往后或從后往前的順序依次選擇每一個截面，確保每一個截面都被編號并記錄在“多截面曲面定義”窗口中的第一個文本框中

8、。另外還要注意觀察，注意背景上的每一個截面邊緣處，箭頭指向是否一致。如果其中有不一致的箭頭，用鼠標(biāo)單擊它一下就能自動改為相反方向。（126）完成上述操作后單擊“多截面曲面定義”窗口第二個文本框中的“”以選擇引導(dǎo)曲線。引導(dǎo)曲線的選擇沒有順序關(guān)系，只要保證點(diǎn)擊了之前通過“多重提取”和“混合”工具生成的每一條引導(dǎo)曲線即可。確認(rèn)一下，引導(dǎo)曲線的數(shù)目應(yīng)該是6條。（127為了使圖片清晰，只選擇了引導(dǎo)曲線而沒有選擇各個截面）單擊確定后，就能夠得到機(jī)身的半個外形曲面。選擇工具欄上“對稱”工具，將上一步獲得的多截面曲面參考“ZX平面”進(jìn)行對稱鏡像操作，由此就得到了整架飛機(jī)的完整外形曲面。結(jié)合機(jī)翼一起看一下，是不

9、是很有成就感？（128）平垂尾采用8mm桐木制作，使用平板翼型。由于沒有曲面使得平垂尾的建模過程相對而言就更加簡單了。首先利用平面工具確定平垂尾的安裝平面，然后參考AUTOCAD中復(fù)制過來的俯視圖或側(cè)視圖確定安定面的外形和桁架結(jié)構(gòu)。然后再次以參考平面做草圖，投影每一個桁架的邊緣線，修剪為閉合曲線后退出草圖，選擇包絡(luò)體拉伸即可依次生成桁架結(jié)構(gòu)的每一根桿。舵面的生成方法也完全相同。垂尾效果見129，尺寸可參考圖130。平尾效果見131，尺寸草考圖132（半翼展）。在完成了平垂尾結(jié)構(gòu)設(shè)計后，下面開始進(jìn)入結(jié)構(gòu)設(shè)計的最后一個部分機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計。之前我們已經(jīng)通過“放樣”方式獲得了機(jī)身的外形曲面，相當(dāng)于完成了

10、飛機(jī)的蒙皮，接下來就借助之前生成好的蒙皮作為參考繪制機(jī)身內(nèi)部的隔框。為了便于機(jī)身內(nèi)電子設(shè)備的維護(hù)和制作方便，整個機(jī)身共分為機(jī)頭罩、中機(jī)身和后機(jī)身三個部分。三個部分雖然在結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)上不盡相同，但從設(shè)計繪圖角度而言都大同小異。因此，這里我們對機(jī)頭罩的設(shè)計建模方法詳細(xì)介紹、中機(jī)身和后機(jī)身相對簡化一些只提其中的關(guān)鍵內(nèi)容。下面進(jìn)入正題。首先在特征樹Part級別下創(chuàng)建命名為“機(jī)頭罩”的有序幾何圖形集。考慮到之前生成的曲面只相當(dāng)于機(jī)身蒙皮的外表面，在設(shè)計其內(nèi)部結(jié)構(gòu)時還需注意到蒙皮的厚度。為了給后面的結(jié)構(gòu)骨架設(shè)計提供參考，現(xiàn)需要生成蒙皮的內(nèi)表面曲面。選擇曲面偏移工具阪（133）,在“偏移曲面定義窗口中”將“曲面

11、”選擇為已經(jīng)生成的機(jī)身外曲面（多截面曲面），“偏移”后的文本框中填入偏移距離：1.5mm這正好是蒙皮的厚度。單擊預(yù)覽，檢查一下生成偏移曲面的方向是否正確。如果不對則點(diǎn)擊“反轉(zhuǎn)方向”按鈕以改變偏移方向。（134）照此方法可以生成左右兩側(cè)蒙皮的內(nèi)表面，為便于識別將其顏色改為淺綠色。（135）接下來開始設(shè)計機(jī)身的第一個隔框。在生成第一個隔框的參考平面時需要先搞清楚一個問題：如果將原始的機(jī)身外表面蒙皮設(shè)置為透明，那么從放大后的側(cè)視圖上看，偏移后的獲得的蒙皮內(nèi)表面邊緣“陷”在了外表面曲面邊緣內(nèi)側(cè)，而且形狀并不是那么規(guī)則。這是為什么呢？（136）這是因?yàn)镃ATIA的偏移算法是將原始曲面上的每一個點(diǎn)沿其法向

12、偏移一個指定距離而生成新曲面，由于機(jī)身蒙皮的外曲面邊緣處的法向量并不在YZ平面內(nèi)，因此偏移后獲得的曲面邊緣與原始曲面邊緣在側(cè)視圖上不重合。如果覺得上面的這個解釋過于復(fù)雜，那么可以先不去理會它，直接進(jìn)行下面的工作。使用平面工具，選擇偏移平面方式以YZ平面為參考平面，向機(jī)頭方向偏移202mm生成機(jī)頭罩第一個隔框的參考平面。之所以距離設(shè)置為202mm是為保證其與機(jī)身蒙皮內(nèi)表面能夠相交形成一個閉合的曲線框作為隔框外邊界。以該平面為基準(zhǔn)做草圖，通過使用相交工具獲得機(jī)身蒙皮內(nèi)表面曲面和當(dāng)前草圖平面的交線，并以此為基準(zhǔn)完成第一個隔框的草圖繪制。隔框外側(cè)的13個矩形榫槽用來和縱向的桁條連接，中心圓孔用于通過電

13、機(jī)軸，兩側(cè)倒角矩形框?yàn)槔鋮s進(jìn)氣口。（137）在草圖繪制過程中，如果發(fā)現(xiàn)某些曲線無法使用“快速修剪”工具進(jìn)行修剪時，可以試試帶有曲線延伸及修剪功能的修剪”工具（138）。在完成草圖后，使用包絡(luò)體拉伸工具生成隔框?qū)嶓w，該隔框厚度為2mm（其他隔框均相同）。將該包絡(luò)體顏色修改為綠色，以表示其材料為層板。接下來以35mm為隔框間距繪制第二（139）和第三隔框（140），方法與第一隔框完全相同。注意在隔框四周的矩形榫槽繪制過程中，其兩個側(cè)邊需要和前一個隔框的相應(yīng)榫槽側(cè)邊共線。在第三隔框上周圍還需要幾個矩形槽，用來通過連接機(jī)頭罩與中機(jī)身之間的接耳。接下來繪制機(jī)頭罩上的桁條。以位于機(jī)身下表面對稱面上的桁條為

14、例。以第一隔框上該桁條對應(yīng)的榫槽側(cè)面為基準(zhǔn)做草圖（141）。在草圖中使用相交工具獲得與機(jī)身蒙皮內(nèi)表面的交線，并使用投影工具獲得與三個隔框榫槽處連接的交線。使用偏移工具獲得桁條的內(nèi)側(cè)邊線，最后再使用直線工具并扶助修剪，完成桁條完成的外形輪廓草圖。（142）最后使用包絡(luò)體拉伸完成桁條實(shí)體的創(chuàng)建。在繪制完一側(cè)的桁條后，可以使用對稱工具直接生成另一側(cè)的桁條。最后還剩下蒙皮的實(shí)體。首先使用加厚曲面工具，將機(jī)身蒙皮外表面向內(nèi)側(cè)加厚1.5mm。然后使用平面工具并選擇偏移平面方式，選擇第三隔框的后表面作為參考平面，偏移距離設(shè)置為0生成一個參考平面。選擇分割工具將加厚得到的蒙皮進(jìn)行“切割”，除去剛剛生成平面之后

15、的部分和第一個隔框參考面之前的部分。（143）將蒙皮不透明度設(shè)置為50%以方便觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。完成后的機(jī)頭罩見144與145。中機(jī)身主要結(jié)構(gòu)見146、147（圖中為了表達(dá)清晰省去了蒙皮，后機(jī)身處相同），其縱向有4號7號四個整框和8A號半框共計五個隔框組成。結(jié)構(gòu)形式上與機(jī)頭罩并沒有明顯差異。機(jī)身與機(jī)翼的連接點(diǎn)均在中機(jī)身范圍內(nèi)：7號框上的兩個孔與機(jī)翼內(nèi)段前緣處的碳銷插接。隔板C為雙層結(jié)構(gòu)，上層為桐木，下層為層板。機(jī)翼后緣通過從上至下穿透的螺釘與隔板C下的反抓螺接。隔板A和隔板B分別為舵機(jī)的安裝位置和起落架支柱的安裝位置。由于安裝電機(jī)和和前起落架支座的需要，4號框需要進(jìn)行一定程度的加強(qiáng)。其后方通過榫

16、頭與隔框本體相連的三橫兩豎加強(qiáng)條能夠有效提高隔框承受彎曲的剛度和強(qiáng)度。后機(jī)身結(jié)構(gòu)形式仍然沒有變化，共有從8號框14號框共7個隔框。由于該段外形相對簡單，因此桁條數(shù)量可以相應(yīng)減少。（150）出于安裝平尾的需要，14號框分為上下兩半，13號框和14號框之間需搭接桁梁以傳遞平尾處的載荷（。151）最后還有一點(diǎn)需要注意的是，由于垂尾通過膠接直接固定在蒙皮表面，因此固定垂尾區(qū)域的蒙皮應(yīng)改為2mm桐木。（152）完成所有內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計后，可以根據(jù)需要繪制機(jī)體的起落架。全機(jī)完成后的狀態(tài)見153。激光切割圖紙的生成在完成全機(jī)的建模工作后，就需要生成用于激光切割用的加工圖紙，其方法十分簡單。我們就以一個翼肋為例，

17、介紹生成加工圖紙的做法。首先在當(dāng)前模型下選擇需要生成圖紙的零件，單擊右鍵選擇復(fù)制。（154）然后再將其獨(dú)立復(fù)制到一個CATPart文件當(dāng)中，方法是選擇菜單“文件新建”在類型列表里選擇“Part”項(xiàng)，單擊確定，在彈出“新建零部件”對話框后輸入新零部件的名稱，如“RIB1”然后點(diǎn)確定。在新建的Part文件中插入一個有序的幾何圖形集，然后在特征樹上右鍵點(diǎn)擊該幾何圖形集，選擇特殊粘貼。在“特殊粘貼”對話框中選擇“作為使用鏈接的結(jié)果”，單擊確定。這樣就完成了一個零部件從整體文件中獨(dú)立開來。（155）選擇菜單“文件新建”在類型列表中選擇“Drawing”單擊確定后彈出“新建繪圖”對話框。不用修改設(shè)置再次單

18、擊確定，系統(tǒng)自動進(jìn)入工程制圖狀態(tài)。（156）單擊“正視圖”工具(157)。L這時不要進(jìn)行其他操作，直接使用“窗口”菜單回到之前命名為“RIB1”的獨(dú)立翼肋模型文件中。將鼠標(biāo)移動到翼肋的側(cè)面上時，可以發(fā)現(xiàn)屏幕右下角自動出現(xiàn)了一個“定向預(yù)覽窗口”。（158）此時單擊左鍵，窗口會自動切換回“工程制圖”頁面。此時可以通過繪圖區(qū)右上角的羅盤調(diào)整翼肋角度（159）。當(dāng)完成角度調(diào)整后，在空白區(qū)域單擊左鍵進(jìn)行確定，軟件會自動生成翼肋的投影。（160）在刪除掉沒有必要的注釋性文字后，選擇菜單“文件另存為”在保存類型里選擇“dxf”后輸入文件名，然后點(diǎn)擊確定。文件就被保存為了激光切割機(jī)軟件能夠識別的dxf格式。該

19、格式文件也可以在AUTOCAD中進(jìn)行修改和排版。以上便是CATIA環(huán)境下進(jìn)行航模設(shè)計的全過程介紹。利用CATIA可以在短時間內(nèi)設(shè)計完成外形十分復(fù)雜的航模結(jié)構(gòu)，圖XX便是國外航模愛好者利用該軟件自行設(shè)計的三翼面布局噴氣機(jī)模型。俗話說“工欲善其事，必先利其器”，有了CATIA這個強(qiáng)大的工具，相信在每一個愛好者都能更加方便快捷地完成自己心目中理想愛機(jī)的設(shè)計工作。fUl-3JD：5胡Hidlijilaji甲嘈卜mhila加1-切ijXi應(yīng)0曲臥尹EL.:.3Dlui補(bǔ)充：可能遇到的一些問題1.使用鼠標(biāo)進(jìn)行放大縮小或移動操作，模型不動而左側(cè)的特征樹卻在隨拖動改變大小和位置。這時由于當(dāng)前進(jìn)入了特征樹操作狀

20、態(tài)造成的。進(jìn)入/退出特征樹操作狀態(tài)的方法是鼠標(biāo)左鍵單擊特征樹上表示特征之間從屬關(guān)系的連線。當(dāng)進(jìn)入特征樹操作狀態(tài)時，模型會以暗色顯示，此時進(jìn)行的放大縮小或是移動操作都只對特征樹有效。當(dāng)完成對特征樹的操作過后，再次單擊連線，模型就會恢復(fù)正常顏色顯示，從而退出特征樹操作狀態(tài)。（161）!平百-：呼白p.-FFl-9啤悴.L電絡(luò)萍E-0乜絡(luò)梓.S-事哲卻萍.4-事asr+,5-事包塔炸,6-jj&血述.T2當(dāng)打開之前保存的模型時，模型的一部分特征變成了紅色。造成這樣的原因比較復(fù)雜，簡而言之就是更新不完全造成的。解決它的方法很簡單,ri找到工具欄上的全部更新按鈕單擊一下即可。（162）當(dāng)然，如果彈出提示錯誤的窗口,則應(yīng)該根據(jù)其中內(nèi)容修改模型后再次嘗試更新。3當(dāng)某次打開模型時，左側(cè)特征樹是完整的，但模型所有的特征卻都