CATIA-混合設計解析

CATIA培訓教程

混合設計

黃翔教授

南京航空航天大學2023/10/19V5R14引入了可幫助您設計零件的重要增加功能。根本思路是為您供給在同一工作環(huán)境中收集二維和三維元素的功能。這就是所謂的“混合設計”。具體說來，在混合設計環(huán)境中工作是指可以在同一幾何體中創(chuàng)立線框和曲面特征。此功能的目的是使您快速了解零件創(chuàng)立。這種新的設計方法因此可以使“零件設計”和“創(chuàng)成式外形設計”之間的界面保持全都，使這些產(chǎn)品更加易于使用。混合設計HybridDesign2023/10/19在混合設計環(huán)境中創(chuàng)立的幾何體或零件幾何體在構造樹中以綠色齒輪圖標標識：實體以灰色圖標標識(使用版本早于V5R14的應用程序創(chuàng)立的幾何體在應用程序用戶指南中不再稱為幾何體，而是實體)：但是，從V5R15起，假設將設計環(huán)境的類型更改為非混合設計類型，標識現(xiàn)有幾何體的綠色圖標將變?yōu)辄S色：從V5R14開頭，創(chuàng)立的幾何體仍稱為幾何體。同樣，創(chuàng)立新零部件時，默認幾何體稱為零部件幾何體。2023/10/192023/10/19在混合設計環(huán)境中創(chuàng)立的零件幾何體混合設計環(huán)境中的實體〔此處為零件幾何體〕2023/10/19幾何體的構成成分一個幾何體只有一個實體結果。它可以包含以下實體：●全部外形設計特征●有序幾何圖形集(OGS).在幾何體中創(chuàng)立OGS與在OGS中創(chuàng)立OGS一樣。不允許在OGS中插入零件設計特征。●草圖●布爾運算●實體：可以通過布爾運算和復制/粘貼機制將它們集成到幾何體中。2023/10/19幾何體不包含的內(nèi)容●幾何體●幾何圖形集●體積：它們不能創(chuàng)立在幾何體中，但可以創(chuàng)立在幾何體中包含的有序幾何圖形集(OGS)中。2023/10/19特定機械定位特征在V5R14之前，幾何體依據(jù)以下兩個主要規(guī)章顯示它們的內(nèi)容：排序和吸取?，F(xiàn)在它們可以包括其它特征類型〔即曲面和線框特征〕，這兩種機制也適用于它們。幾何體中的全部特征都顯示在樹中，以便顯示定義設計的步驟挨次。換言之，構造樹中特征的顯示挨次與設計的創(chuàng)立步驟全都。與實體中的特征不同，幾何體中的特征可以設置為當前：選擇給定的設計創(chuàng)立步驟，位于它之后的內(nèi)容既不行訪問也不行見。2023/10/19在混合設計環(huán)境中創(chuàng)立特征在混合設計環(huán)境中創(chuàng)立的幾何體內(nèi)，構造樹中特征的顯示挨次與設計的創(chuàng)立步驟全都。在當前幾何體內(nèi)創(chuàng)立特征時，通常會產(chǎn)生基于吸取規(guī)章的自動替換機構。具體說來，在當前幾何體內(nèi)創(chuàng)立新特征時，指向新特征的前一個特征的幾何圖形將被重定向到正在創(chuàng)立的新特征。由于該自動替換機構，您可能會遇到現(xiàn)在需要生疏的行為。依據(jù)您是否使用混合設計環(huán)境，以下兩個例如比較了您可以獲得的兩種結果。請記住，在幾何體內(nèi)創(chuàng)立特征時，無論它位于構造樹中的什么位置，該特征都將吸取樹中位于它前面的特征的幾何圖形，如以下方案所示?！裨趲缀误w內(nèi)的給定位置創(chuàng)立凹槽●創(chuàng)立作為幾何體最終特征的凹槽2023/10/19第一個方案供給了在混合設計環(huán)境中使用的吸取規(guī)章的根本例如。1.創(chuàng)立一個新零件，確?！皢⒂没旌显O計(Enablehybriddesign)”和“創(chuàng)立幾何圖形集(Createageometricalset)”選項均已啟用。2.創(chuàng)立凸臺、孔，然后在設置為當前幾何體的零件幾何體中的凸臺上創(chuàng)立圓角。3.在“創(chuàng)成式外形設計(GenerativeShapeDesign)”工作臺中，在凸臺和平面xy之間創(chuàng)立相交。4.創(chuàng)立凹槽。5.假設現(xiàn)在要編輯相交特征，則將應用緊接著凸臺創(chuàng)立的凹槽。在幾何體內(nèi)的給定位置創(chuàng)立凹槽2023/10/19混合設計環(huán)境在編輯“Intersect.1”時，可以看到已替換初始規(guī)格：不再考慮最初用于計算相交的“Pad.1”。由于是在混合設計環(huán)境中，“Pad.1”已被“Pocket.1”吸取。因此，“Pocket.1”為“Intersect.1”的規(guī)格。非混合設計環(huán)境在編輯“Intersect.1”時，初始規(guī)格保持不變：照舊不考慮最初用于計算相交的“Pad.1”。2023/10/19此方案說明自動替換機構如何影響特征的創(chuàng)立。1.創(chuàng)立一個新零件，確?！皢⒂没旌显O計(Enablehybriddesign)”和“創(chuàng)立幾何圖形集(Createageometricalset)”選項均已啟用。2.在設置為當前幾何體的零件幾何體中創(chuàng)立凸臺。3.將“GeometricalSet1”設置為當前。4.在“創(chuàng)成式外形設計(GenerativeShapeDesign)”工作臺中提取凸臺的一條邊線。5.返回到“零件設計(PartDesign)”工作臺，使用以以下圖中顯示的側面創(chuàng)立凹槽：創(chuàng)立凹槽后，可以留意到提取的邊線被凹槽修剪并縮短了。相反，在非混合設計環(huán)境中，提取的邊線不受凹槽創(chuàng)立的影響。創(chuàng)立作為幾何體最終特征的凹槽2023/10/19混合設計環(huán)境提取的線不再連續(xù)。非混合設計環(huán)境提取的線保持連續(xù)。2023/10/19可視化在混合設計環(huán)境中，可視化特征的方法與傳統(tǒng)環(huán)境中的方法一樣：假設將“隱蔽/顯示(Hide/Show)”命令應用于幾何體中的零部件設計特征，只有屬于該幾何體的零部件設計特征受此操作的影響。相反，假設將“隱蔽/顯示(Hide/Show)”命令應用于同一幾何體中的外形設計特征，只有屬于該幾何體的外形設計特征受此操作的影響。將“隱蔽/顯示(Hide/Show)”命令應用于“Hole.1”時，隱蔽全部零部件設計特征。將“隱蔽/顯示(Hide/Show)”命令應用于“EdgeFillet.2”時，隱蔽全部外形設計特征。假設要顯示或隱蔽屬于同一幾何體的零部件設計特征和外形設計特征，需要選擇該幾何體，然后應用“隱蔽/顯示(Hide/Show)”功能。2023/10/19如何將曲面世界集成到實體建模中使用基于曲面的特征將曲面建模集成到實體建模中使用基于曲面的特征〔分割、厚曲面、封閉曲面、縫合曲面〕并不是將曲面集成到實體建模中的新方法。但是，實際上混合設計發(fā)生了更改，現(xiàn)在曲面和它們所支持的特征可以包括在同一幾何體中。下面是現(xiàn)在可以獲得的實體例如：在這種狀況中，需要先定義曲面，然后再定義特征。實際上，這是由于必需要遵守混合設計固有的挨次規(guī)章。假設修改這些曲面，修改之后定位的實體特征將受到那些修改的影響。2023/10/19可以使用布爾運算〔裝配、相交、添加、移除〕將體積集成到幾何體中。只有布爾特征可以參考體積。使用布爾運算將體積設計集成到實體設計中HybridDesign[1].CATPart選擇“插入(Insert)”>“布爾運算(BooleanOperations)”>“相交...(Intersect...)”

?！跋嘟?Intersect)”對話框消逝。使用“插入添加的體積(InsertAddedVolume)”將體積設計集成到實體設計中2023/10/19關聯(lián)幾何體插入新幾何體：單擊此圖標或選擇“插入(Insert)”>“幾何體(Body)”。將幾何體插入到有序幾何圖形集中：單擊此圖標并填寫出現(xiàn)的對話框中的字段。插入幾何圖形集：單擊此圖標并填寫出現(xiàn)的對話框中的字段。將特征插入新幾何體：單擊此圖標或選擇“插入(Insert)”>“插入到新幾何體(Insertinnewbody)”。裝配幾何體：選擇所需的幾何體，然后選擇“插入(Insert)”>“布爾運算(BooleanOperations)”>“裝配(Assemble)”和目標幾何體。相交幾何體：選擇第一個幾何體，然后選擇“插入(Insert)”>“布爾運算(BooleanOperations)”>“相交(Intersect)”和第二個幾何體。添加幾何體：選擇要添加的幾何體，然后選擇“插入(Insert)”>“布爾運算(BooleanOperations)”>“添加(Add)”和目標幾何體。移除幾何體：選擇要移除的幾何體，然后選擇“插入(Insert)”>“布爾運算(BooleanOperations)”>“移除(Remove)”和目標幾何體。修剪幾何體：選擇要修剪的幾何體，然后選擇“插入(Insert)”>“Body.1.object”>“聯(lián)合修剪...(UnionTrim...)”。.單擊“要移除的面(Facestoremove)”字段并選擇所需的面。單擊“要保留的面(Facestokeep)”字段并選擇所需的面。移除塊：選擇零部件幾何體，然后右鍵單擊并選擇“零部件幾何體對象(PartBodyobject)”>“移除塊...(RemoveLump...)”。單擊“要移除的面(Facestoremove)”字段并選擇所需的面。將布爾運算更改為其它運算：使用上下文菜單項。2023/10/19插入新幾何體將一個新幾何體插入到零部件中。當零部件包括多個幾何體時，可以按不同的方式關聯(lián)這些幾何體:添加幾何體、裝配幾何體、相交幾何體、移除幾何體、修剪幾何體,以獲得零部件的最終造型。插入(Insert)應用程序將這個稱為“Body.3”的新幾何體顯示在構造樹中。它帶下劃線，說明它為活動幾何體。

現(xiàn)在，與樹中的幾何體關聯(lián)的圖像與表示零部件幾何體的圖像不同。綠色齒輪中添加了一個藍色齒輪和一個黃色的加號或減號。這些符號表示幾何體的極性。這個新圖像使您可以快速將幾何體同零部件幾何體區(qū)分開，尤其是幾何體已被重命名時。留意:“零部件幾何體(PartBody)”和“Body.3”是自治的。在兩者中的任意一個上完成的操作不會影響另一個的完整性。通過添加幾何體、裝配幾何體、相交幾何體、移除幾何體、修剪幾何體將兩者混合.Add.CATPart2023/10/19ＣＡＴＩＡ幾何圖形集是系統(tǒng)地組織模型構造的工具。不管是有序集還是無序集，里面的幾何元素都是有內(nèi)在構造關系和建模思想在里面的。把幾何圖形集當層來用是對資源的鋪張，不要無視圖形集應有的構造關系。層是一個無序的幾何元素的集合。功能是單一的顯示和不顯示某些幾何元素，和模型構造沒有關系。幾何圖形集與層不同，分組的關鍵是規(guī)律性，而不是圖形特性，用層的時候留意按線型分層，圖形集卻是依據(jù)關聯(lián)關系來分。

幾何圖形集就是無序建模；有序幾何圖形集里面可以包含集合中的幾何體，幾何圖形集，幾何特征，但建模方式是有序的。

理論上任何時候都能建立，然后圖形元素也可以在任意時間移動到任意圖形集中。

(有序)幾何圖形集2023/10/19治理幾何圖形集

幾何圖形集能將各種特征收集到同一集合或子集中，并且當構造樹特殊簡潔或較長時，還可以對構造樹進展組織。您可以將任意所需元素放入幾何圖形集中，而不必以規(guī)律方式進展構建。由于這些元素的訪問及其可視化都單獨進展治理并且無需任何規(guī)章，所以這些元素的挨次沒有意義。此任務說明如何治理構造樹中的幾何圖形集。其中包括：插入幾何圖形集移除幾何圖形集將幾何圖形集移動到新幾何體將幾何圖形集的元素移動到新幾何體排序幾何圖形集內(nèi)容重新排序元素可以承受與治理文件夾中的文件大致一樣的方式在構造樹中插入幾何圖形集以及對其進展操作。例如，可以將元素從一個幾何圖形集復制/粘貼到目標幾何圖形集中。這些治理功能對零部件幾何圖形無任何影響。當加載“創(chuàng)成式外形設計(GenerativeShapeDesign)”工作臺時，幾何圖形集將自動成為當前幾何體。這也意味著只有混合幾何體的結果〔即對幾何圖形執(zhí)行的全部操作的結果〕是可見的，而混合幾何體的任何中間狀態(tài)均不行見?？梢远x創(chuàng)成式外形設計特征，當使用另一應用程序〔例如，創(chuàng)成式構造分析〕時，此特征是可見的。2023/10/19GeometricalSets2[1].CATPart插入幾何圖形集“插入(Insert)”->“幾何圖形集(GeometricalSet)”。輸入新幾何圖形集的名稱。使用“父級(Father)”下拉列表選擇要在其中插入新幾何圖形集的幾何體。列出文檔中存在的全部目標位置，使您無需掃瞄構造樹即可選擇一個目標位置作為父級。目標位置可以是：幾何圖形集,零部件選擇要包含到新幾何圖形集中的其它實體。假設希望在創(chuàng)立新零部件后立刻創(chuàng)立幾何圖形集，則可以選中“工具(Tools)”->“選項(Options)”->“根底構造(Infrastructure)”->“零部件根底構造(PartInfrastructure)”->“零部件文檔(PartDocument)”選項卡中的“創(chuàng)立新零部件時創(chuàng)立幾何圖形集(CreateaGeometricalSetwhencreatinganewpart)”選項。不能在有序幾何圖形集中創(chuàng)立幾何圖形集，反之亦然。2023/10/19移除幾何圖形集假設要刪除幾何圖形集及其全部內(nèi)容：右鍵單擊幾何圖形集，然后選擇“刪除(Delete)”上下文命令。假設要刪除幾何圖形集但保存其內(nèi)容：只有當幾何圖形集的父級位置是另一幾何圖形集時，才可執(zhí)行此類刪除。當父級位置是根幾何圖形集時，不能執(zhí)行此類刪除。右鍵單擊所需的幾何圖形集，然后選擇“GeometricalSet.x對象(GeometricalSet.xobject)”->“移除幾何圖形集(RemoveGeometricalSet)”上下文命令。將移除幾何圖形集，并將其組成實體包括在父級幾何圖形集中。2023/10/19將幾何圖形集移動到新幾何體

選中“移動非共享父級(Moveunsharedparents)”選項，將第一個選定元素的全部父級移動到新位置，前提是這些父級沒有被初始幾何體的任何其它元素所共享。在這種狀況下，移動之前將突出顯示全部非共享父級。選中“移動全部父級(Moveallparents)”選項，將第一個選定元素的全部父級移動到新位置，無論這些父級是否被初始幾何體的任何其它元素所使用〔共享〕。這種狀況下，移動之前將突出顯示全部父級元素。2023/10/19排序幾何圖形集內(nèi)容當幾何元素不再以規(guī)律創(chuàng)立挨次顯示時，您可能需要排序幾何圖形集的內(nèi)容。在這種狀況下，使用自動排序功能可重新排序構造樹中的幾何圖形集內(nèi)容〔幾何圖形本身不受影響〕。GeometricalSet.1對象(GeometricalSet.1object)”->“自動排序(AutoSort)”GeometricalSet.1對象(GeometricalSet.1object)”->“重新排序子級(ReorderChildren)”2023/10/19治理有序幾何圖形集幾何圖形集能夠將種特征集合到同一集或子集中。這些特征的挨次沒有任何意義，由于它們的訪問權限和可視化是獨立治理的，不使用任何規(guī)章。此構造雖然靈敏，但并不適合設計流程。

因此，在有序幾何圖形集中引入了定義設計的步驟連續(xù)性和吸取的概念。創(chuàng)立特征創(chuàng)立新對象，修改特征則在現(xiàn)有對象中創(chuàng)立新狀態(tài)并吸取以前的狀態(tài)。被吸取的特征不再可見也不行訪問，就似乎被它們的吸取特征“屏蔽”了一樣。在有序幾何圖形集中，構造樹中的特征顯示挨次與設計創(chuàng)立步驟全都。與幾何圖形集中的特征不同，有序幾何圖形集中的特征可以設為當前元素：選擇給定的設計創(chuàng)立步驟，位于它之后的內(nèi)容既不行訪問也不行見。插入有序幾何圖形集定義工作對象可視化有序幾何圖形集中的特征選擇有序幾何圖形集中的特征移除有序幾何圖形集移除有序幾何圖形集中的特征排序有序幾何圖形集的內(nèi)容重新排序有序幾何圖形集中的部件重新排序特征修改子級替換特征從有序幾何圖形集切換到幾何圖形集在有序幾何圖形集內(nèi)部插入和刪除編輯有序幾何圖形集中的特征

2023/10/19OrderedGeometricalSets1[1].CATPart插入有序幾何圖形集可以將有序幾何圖形集插入到當前特征之后。無法在幾何圖形集內(nèi)創(chuàng)立有序幾何圖形集，反之亦然?？梢詫缀误w插入到有序幾何圖形集中。

定義工作對象:創(chuàng)立的下一個元素位于工作對象之后。2023/10/19可視化有序幾何圖形集中的特征這對于臨時查看將要生成的幾何圖形可能很有用。

要執(zhí)行此操作，可以選中“工具(Tools)”->“選項(Options)”->“根底構造(Infrastructure)”->“零部件根底構造(PartInfrastructure)”->“顯示(Display)”選項卡中的“位于當前特征之后的幾何圖形(Geometrylocatedafterthecurrentfeature)”選項。這也可以顯示位于當前特征之后的幾何圖形。只有位于當前對象之前且沒有被當前對象之前的任何對象吸取的特征才在構造樹中可見。指定給特征的顏色將拓展到相繼修改此特征的全部特征中。這就是可以只對創(chuàng)立特征設置某一特定顏色的緣由。因此，更改修改特征的顏色將修改初始狀態(tài)的顏色。2023/10/19選擇有序幾何圖形集中的特征無法選擇位于當前特征之后的特征或被吸取的特征。例如在這里，當編輯“Extrude.1”時，無法選擇位于“Extrude.1”〔即當前對象〕之后的“Offset.1”。黑色符號表示無法選擇此項。另外，應用程序將顯示工具提示，解釋無法選擇的緣由。

為確保3D幾何圖形中的可視化和構造樹中的選擇之間的全都性，無法在3D幾何圖形中實現(xiàn)可視化的特征在構造樹中也不能被選擇。2023/10/19移除有序幾何圖形集移除有序幾何圖形集中的特征

右鍵單擊有序幾何圖形集，然后選擇“刪除(Delete)”上下文命令。有序幾何圖形集及其全部內(nèi)容將被刪除。右鍵單擊特征，然后選擇“刪除(Delete)”上下文命令。刪除修改特征：系統(tǒng)將重設修改元素的子級。因此，刪除的特征將被上一級修改特征替代。

在本方案中，“Split.1”被刪除。因此，現(xiàn)在“Offset.1”指向“Extrude.1”。刪除創(chuàng)立特征：無法重設。2023/10/19排序有序幾何圖形集的內(nèi)容當幾何元素不再依據(jù)規(guī)律創(chuàng)立挨次顯示時，可能需要將有序幾何圖形集的內(nèi)容排序。假設啟用了對已繪制或將要生成的幾何圖形的選擇，就會消逝這種狀況。這種狀況下，可使用自動排序功能將構造樹中的有序幾何圖形集內(nèi)容重新排序?！癘rderedGeometricalSet.1”包含一條基于兩個點的直線有序幾何圖形集的內(nèi)容將立刻重新組織以顯示規(guī)律創(chuàng)立流程。幾何圖形保持不變。基準特征被設為構造樹中的第一個元素?！癘rderedGeometricalSet.1對象(OrderedGeometricalSet.1object)”->“自動排序(AutoSort)”2023/10/19Reorder1[1].CATPart基于修改特征重新排序創(chuàng)立特征OrderedGeometricalSet.1對象(OrderedGeometricalSet.1object)”->“重新排序子級(ReorderChildren)”

2023/10/19基于修改特征重新排序修改特征Reorder2[1].CATPart當您編輯“Split.2”時，就可以看到“Split.2”被重設到“Fill.1”...由于現(xiàn)在“Split.2”修改了“Fill.1”，因此“Split.1”被重設到“Split.2”當向上重新排序時，正好位于重排序特征的新位置之前的那個特征成為工作對象。當向下重新排序時，正好位于重排序特征的原始位置之前的那個特征成為工作對象。2023/10/19修改子級“修改子級(Modify)”命令允許您通過選擇有序幾何圖形集的第一個和最終一個部件修改它的內(nèi)容并可銷毀有序幾何圖形集。此命令僅對子有序幾何圖形集有效?！癘rderedGeometricalSet.x對象(OrderedGeometricalSet.xobject)”->“修改子級(Modifyingchildren)”。選擇“Line.1”作為第一個元素，“Split.1”作為最終一個元素。

修改子級(Modifychildren)”命令還允許您移除子有序幾何圖形集。結果是，元素將在父有序幾何圖形集中重設。2023/10/19從有序幾何圖形集切換到幾何圖形集“OrderedGeometricalSet.1對象(OrderedGeometricalSet.1object)”->“切換為幾何圖形集”“OrderedGeometricalSet.1”變成“GeometricalSet.1”。

此命令僅對根有序幾何圖形集有效。無法從幾何圖形集切換到有序幾何圖形集?？梢孕薷念伾?。在有序幾何圖形集中不行見的被吸取的特征和位于當前對象之后的特征被放置在幾何圖形集的不顯示區(qū)域。2023/10/19將特征插入到新幾何體中

通過將兩個或多個特征收集到一個新幾何體中來重建構造樹。此操作是否會影響零部件的最終造型取決于幾何圖形。Publish[1].CATPart多重選擇“Pad.1”、“Pad.2”和“Draft.1”作為要編組到新幾何體中的特征。這些特征必需屬于同一幾何體或零部件幾何體，且必需在樹中連續(xù)。選擇挨次不重要?！安迦?Insert)”>“在新幾何體中插入(InsertinNewBody)”。同樣，可以使用“插入新...(Insertinnew...)”上下文命令或只需單擊“插入(Insert)”工具欄中的“裝配特征(AssembleFeatures)”。

在列表中第一個特征的位置處創(chuàng)立新幾何體?？梢跃庉嬓袨榕c其它任何幾何體一樣的新幾何體的屬性。上下文特征在選定的特征中，不能選擇上下文特征作為樹中的第一個特征。“上下文特征”指的是幾何圖形取決于其它特征的特征。例如，圓角取決于其它特征。假設選擇中包括上下文特征但不包括其父級〔或“支持面”〕，則無法使用“在新幾何體中裝配(AssembleinNewBody)”功能?！爸钡?..”特征在選擇的特征中，無法將“直到...”特征選擇為樹中的第一個特征。假設選擇中包括“直到...”特征而不包括其父級，應用程序將警告您或者退出命令或者驗證選擇，但請牢記，此功能可修改幾何圖形。2023/10/19裝配幾何體

裝配是集成零部件規(guī)格的布爾運算。它允許創(chuàng)立簡潔的幾何圖形。一般而言，使用布爾運算是構造零部件的一個好方法。設計之前，可以通過將包含〔或不包含〕幾何圖形的幾何體與空幾何體關聯(lián)來實際定義零部件的構造。完成這些規(guī)格后，即可專注于幾何圖形的操作。Assemble[1].CATPart“裝配...(Assemble...)”

2023/10/19可以裝配的幾何體如果幾何體沒有位于有序幾何圖形集中，則可以裝配一組幾何體（通過Ctrl鍵進行多重選擇）。此功能將提高您的工作效率。可以將幾何體裝配到實體，反之亦然。在這種情況下，布爾運算結束后，所選的第二個幾何體仍保留在結構樹中的同一位置。從V5R16開始，可以將設置在有序幾何圖形集(OGS)中的幾何體，裝配到設置在相同或不同有序幾何圖形集中的另一個幾何體中。請注意，可以使用專用的上下文命令執(zhí)行不同的布爾運算。根據(jù)布爾運算是否中斷幾何圖形的順序構造，應用程序的行為將有所不同。2023/10/19不中斷幾