CATIA创成式外形造型设计

《CATIA创成式外形造型设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CATIA创成式外形造型设计（95页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、CATIA创成式外形造型设计第三章 CATIA V5 创成式外形设计 目录 1 2 产品介绍 . 6 图标功能介绍(基本概念、基本界面介绍) . 6 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 3 线框造型图标 . 6 曲面造型 . 7 几何操作 . 8 分析 . 9 约束 . 9 注解 . 9 高级复制工具 . 10 用户特征 . 10 高级曲面造型 . 10 与创成式外形设计有关的工具 . 11 软件环境设定(Customizing Settings) . 12 3.1 3.2 3.3 一般环境参数设定 . 12 显示环境参数设定 . 13 零件文档参

2、数设定 . 13 4 功能详细介绍 . 14 4.1 线框造型功能 . 14 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6 4.1.7 4.1.8 4.1.9 4.1.10 4.1.11 4.1.12 4.1.13 4.1.14 点的生成详解 . 14 创建多点/平面详解 . 14 创建极值元素详解 . 15 创建极坐标极值元素详解 . 16 直线的生成详解 . 18 折线的生成详解 . 18 平面的生成详解 . 18 在两平面间创建多平面详解 . 19 圆的生成详解 . 19 拐角的生成详解 . 20 桥接曲线详解. 21 圆锥线详解 . 21 样条线详解 . 22

3、 螺旋线详解 . 23 4.1.15 4.1.16 4.1.17 4.1.18 4.1.19 4.1.20 4.1.21 4.2 平面螺旋线详解 . 24 脊骨曲线详解 . 25 平行线详解 . 25 投影线详解 . 27 组合投影线详解 . 27 反射曲线详解 . 28 相交元素详解 . 28 曲面造型功能 . 29 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6 4.2.7 4.2.8 4.2.9 拉伸面详解 . 29 回转面详解 . 30 球面详解 . 30 偏移曲面详解 . 31 扫描曲面详解 . 32 自适应扫描曲面详解 . 39 填充曲面详解 . 40 放样

4、曲面详解 . 42 过渡曲面详解 . 44 4.3 几何操作功能 . 46 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.3.6 4.3.7 4.3.8 4.3.9 4.3.10 4.3.11 4.3.12 4.3.13 4.3.14 4.3.15 4.3.16 4.3.17 4.3.18 合并几何体详解 . 46 修补曲面详解 . 47 光顺曲线详解 . 48 恢复被剪切的曲面或曲线详解. 49 分解几何元素详解 . 49 切割元素详解 . 50 修剪元素详解 . 51 提取边界线详解 . 51 提取几何体详解 . 52 提取多边界详解 . 53 两曲面倒圆详解 . 53

5、棱线倒圆详解 . 54 变半径倒圆详解 . 55 面面倒圆详解 . 56 三面相切倒圆详解 . 56 平移几何体详解 . 57 旋转几何体详解 . 57 对称几何体详解 . 57 4.3.19 4.3.20 4.3.21 4.3.22 4.3.23 4.3.24 4.3.25 4.4 缩放几何体详解 . 58 仿射对象详解 . 58 将几何体移动到另一坐标系上详解 . 58 延长曲线/曲面详解 . 59 曲线/曲面反向详解 . 59 提取最近部分几何体详解 . 59 创建规则详解 . 60 分析功能 . 60 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 曲面连接性检查详解 .

6、60 曲线连接性检查详解 . 61 拔模角分析详解 . 61 曲面曲率映射分析详解 . 61 曲线曲率分析详解 . 61 4.5 约束功能 . 61 4.5.1 4.5.2 对单个几何元素施加约束详解 . 62 在几何元素间施加约束详解 . 62 4.6 注解功能 . 62 4.6.1 4.6.2 创建带引出箭头的注解详解 . 62 创建超级链接详解 . 62 4.7 高级复制功能 . 63 4.7.1 4.7.2 4.7.3 4.7.4 4.7.5 4.7.6 4.7.7 对象复制详解 . 63 矩行阵列详解 . 63 圆形阵列详解 . 64 复制Open Body详解 . 65 创建高级复

7、制详解 . 66 将高级复制存入目录详解 . 66 实例化高级复制详解 . 66 4.8 用户特征功能 . 67 4.8.1 4.8.2 4.8.3 创建用户特征详解 . 67 将用户特征存入目录中详解 . 67 实例化用户特征详解 . 67 4.9 高级曲面造型功能 . 68 4.9.1 4.9.2 4.9.3 4.9.4 线与点的展开详解 . 68 交汇曲面详解 . 69 曲面凸起详解 . 71 根据曲线替换变形曲面详解 . 71 4.10 与创成式外形设计有关的工具 . 74 更新模型详解 . 74 生成新坐标系详解 . 74 显示历史树详解 . 75 在支撑面上工作详解 . 75 捕捉

8、点详解 . 75 创建笛卡尔格栅组详解 . 75 生成带或不带历史记录的几何体详解 . 76 插入元素详解 . 76 实体选择器详解 . 76 4.10.1 4.10.2 4.10.3 4.10.4 4.10.5 4.10.6 4.10.7 4.10.8 4.10.9 5 应用实例 . 76 5.1 实例一 筋类曲面 . 76 5.2 实例二 三倒圆曲面交汇处的曲面处理方法. 80 5.2.1 5.2.2 5.2.3 三角边曲面补丁法. 80 变半径倒圆法 . 81 四边曲面补丁法 . 82 5.3 5.4 5.5 5.6 实例三 六倒圆曲面交汇处的曲面处理方法. 84 实例四 多倒圆曲面交汇

9、处的曲面处理方法. 86 实例五 瓶子曲面 . 89 实例六 旋钮 . 91 产品介绍 CATIA V5的创成式外形设计模块包括线框和曲面造型功能，它为用户提供了一系列应用广泛、功能强大、使用方便的工具集，以建立和修改用于复杂外形设计所需的各种曲面。同时，创成式外形设计方法采用了基于特征的设计方法和全相关技术，在设计过程中能有效地捕捉设计者的设计意图，因此极大地提高了设计者的质量与效率，并为后续设计更改提供了强有力的技术支持。 图标功能介绍(基本概念、基本界面介绍) CATIA V5的创成式外形设计模块由如下几组图标菜单组成：线框造型图标、曲面造型图标、几何操作图标、分析图标、约束图标、规则图

10、标、工具图标和复制图标。 线框造型图标 Point 创建点 Point & Planes Repetition 创建多点/平面 Extremum 创建极值元素 Polar Extremum 创建极坐标极值元素 Line 创建直线 Polyline 创建折线 Plane 创建平面 Planes between 在两平面之间创建多个平面 Circle 创建圆 Conic 创建圆锥线 Spiral 创建平面螺旋线 Spline 创建样条线 Helix 创建螺旋线 Spine 创建脊骨曲线 Corner 创建拐角 Connect curve 创建桥接线 Parallel curve 创建平行线 Pro

11、jection 创建投影线 Combine 创建组合投影线 Reflect lines 创建反射线 Intersection 创建交线 曲面造型 曲面造型功能的强弱是软件造型功能强弱的重要标志，它被广泛应用于汽车外形、模具型面等产品的设计上。CATIA V5为用户提供了丰富而实用的曲面造型功能。 Extrude 创建拉伸曲面 Revolution 创建回转曲面 Sphere 创建球曲面 Offset 创建偏移曲面 Sweep 创建扫描曲面 Adaptative sweep 创建自适应扫描曲面 Fill 创建填充曲面 Loft 创建放样曲面 Blend 创建过渡曲面 几何操作 几何操作功能是几何

12、造型功能的重要补充与拓广，其功能强弱会直接影响曲面造型功能的使用效果。CATIA V5为用户提供了大量的曲线曲面的修改、编辑功能，极大地提高了曲面造型效率。 Join合并几何元素 Healing 缝补曲面 Curve smooth 曲线光顺 Untrim 恢复被剪切曲面 Disassemble 分解几何元素 Split 切割曲面或线框元素 Trim 修剪曲面或线框元素 Boundary 提取曲面边界线 Extract 提取几何体 Multiple edge extract 从草图中提取部分几何体 Shape Fillet 两曲面倒圆 Edge Fillet 曲面棱线倒圆 Variable Fi

13、llet 变半径倒圆 Face-Face Fillet 面面倒圆 Tritangent Fillet 三面相切倒圆 Translate 平移几何体 Rotate 转动几何体 Symmetry 对称几何体 Scaling 缩放几何体 Affinity 仿射变形 Axis to Axis 将几何体移动到另一坐标系中 Extrapolate 延长曲线/曲面 Invert Orientation 曲线/曲面反向 Near 从组合体中提取与参考对象最近部分的元素 Law 创建规则 分析 CATIA V5为用户提供了丰富的曲面分析功能来检验曲线、曲面质量。 Connect Checker 曲面连接性检查

14、Curve Connect Checker 曲线连接性检查 Draft Analysis 拔模角分析 Mapping Analysis 曲面曲率映射分析 Curvature Analysis 曲线曲率分析 约束 CATIA V5为用户提供的设置约束的功能如下所示。 Constraint 对单个几何元素施加约束 Constraint Defined in a Dialog Box 对几何元素间施加约束 注解 CATIA V5为用户提供的注解功能子菜单见下所示。 Text with Leader 创建带引出箭头的标注 Flag Note 创建超级链接 高级复制工具 CATIA V5为用户提供的高级

15、复制工具如下所示。 Object Repetition 对象复制 Rectangle Pattern 矩形队列 Circle Pattern 圆形队列 Duplicate Open Body 复制Open Body PowerCopy Creation 生成高级复制 Save in Catalog 将高级复制存入目录 用户特征 CATIA V5为用户提供的用户特征功能如下所示。 UserFeature Creation 创建用户特征 Save in Catalog 将用户特征存入目录 高级曲面造型 CATIA V5不仅提供了普通曲面造型功能，而且还针对某些特殊行业的特殊需求，开发了高级曲面造型

16、功能。这些功能在安装了创成式曲面优化器后才能使用。 Develop 将曲线影射到旋转面上 Junction 创建连接交汇面 Bump 创建隆起面 Wrap Curve 按曲线包装变形曲面 与创成式外形设计有关的工具 CATIA V5提供了可进行产品更新，检查结构树，建立基准等功能。 Update 更新模型 Axis System 生成坐标系 Show Historical Graph 显示历史树 Work on Support 创建支撑面 Snap to point 捕捉点 Create a new Grid Set 创建笛卡尔格栅组，即在指定方向上的一组平面 Create Datum 生成带

17、或不带历史记录的几何体 Insert Element 创建一几何体，并在特征树中将其特征插入到其主父元素旁边。 Select Current Tool 打开实体 Group 组的操作 软件环境设定(Customizing Settings) 为了充分发挥CATIA V5的曲面设计能力，必须根据设计对象的特点，合理地设定绘图环境参数。用Tools-Option-Shape打开GSD的环境参数设定界面，在此窗口中有三个选项，分别对应不同的参数设定。 图3-1 一般参数设置界面 一般环境参数设定 一般环境参数设定包括外部参考、更新、删除操作参数的设定，其界面如图3-1所示。 在外部参考项中有以下设定

18、选择： 与所选择对象保持链接关系：选中该选项，则保持与外部参考的链接关系，当外部参考变化后，自动变化。用隔离命令可以断开两者之间的链接。 在显示模式下创建外部参考：在定义元素过程中定义其显示模式。 在创建链接是需要确认。 只能选择发布对象作为外部参考。所谓发布对象，是指为该对象赋于一个别名，其它对象可以通过别名引用它。 在更新项有以下选择： 自动更新或手动更新。 在更新过程中出现错误时停止更新。 同步更新所有的外部参考。 激活分步更新显示，即按操作步骤，分步更新。 在删除操作中有以下选项： 显示删除对话框：如果想用删除过滤器可以选择该选项。 删除参考草图：删除特征时，也删除与该特征相关的草图。

19、如果相关草图还与其它特征相关，则不删除。 显示环境参数设定 显示环境参数设定包括特征树和几何体的显示参数的设定，其界面如图3-2所示。 图3-2 显示参数设置界面 在特征树项可以设定在特征树中是否显示以下对象：外部参考、约束、参数、关系、正在操作的实体、草图。 在几何体项可以设定是否只显示当前操作的实体，该选项只适用于零件设计。 零件文档参数设定 零件文档参数设定包括新零件设定，其界面如图3-3所示。 图3-3 零件文档参数设置界面 在新零件设定中只有一个选项：在生成新零件时创建坐标系。该坐标系的原点为三个缺省平面的交点，三个坐标轴方向同系统坐标轴方向一致。 功能详细介绍 本节将详细地介绍创成

20、式外形设计相关的功能及各功能在实际造型中的应用。 线框造型功能 点的生成详解 在CATIA V5中，生成点的步骤为：选择生成点的类型；输入相应参数；点击OK按钮，生成点。其中，点的类型有以下几种： 坐标点：它用于生成相对于参考点来指定x、y、z坐标值的点。系统默认参考点为坐标原点，也可以自行指定参考点。 曲线上的点：它用于生成位于指定曲线上，并离参考点为指定距离值的点。系统默认参考点为曲线的端点，也可以自行指定参考点。系统提供了两种指定距离的方法：一是指定在曲线上的距离；二是指定相对曲线长度的比例。另外，测地距是指沿曲线从参考点到生成点之间的距离，而欧氏距离是指从参考点到生成点之间的最短距离。

21、 平面上的点：它用于生成位于指定平面上，并相对参考点为指定H、V坐标值的点。 曲面上的点：它用于生成位于指定曲面上，并在指定方向上与参考点相距指定距离的点。 圆心点：它用于生成所选择圆的圆心点。 曲线的切点：它用于生成指定曲线在指定方向上的切点。 中间点：它用于生成位于指定两点之间，在指定比例上的点。其中，比例值为第一点到生成点之间的距离除以第一点到第二点之间距离。 创建多点/平面详解 该功能用于一次生成多个点，如果选中Create normal planes also选项，还可一次生成多个平面。其操作步骤为： 点击Points and Planes Repetition工具条或菜单，出现对话

22、框。 图3-4 创建多点对话框 选择一条曲线或曲线上一点。 输入要创建的点数。如果选中With end points选项，则两个边界点分别是第一个实例和最后一个实例。 如果在第二步中选择的是一条曲线，则生成曲线的等距点。如果在第二步中选择的是曲线上一点，则显示一个箭头，表示生成从指定点到箭头对应的曲线端点间的等距点，可以编辑箭头的方向。 如果在第二步中选择的是曲线上一点，还可以选择第二点，以生成两点间的等距点。 如果在第二步中选择的是曲线上一点，则可以选择“参数”选项中的“Instances & spacing”项，这样就可以输入两点的间距，用点数和间距来生成点组。 可以选中Create no

23、rmal planes also选项，以生成曲线所在点处的法平面。 如果选中Create in a new Open Body选项，则生成的元素放到一个新的Open Body中。 点击OK按钮，完成操作。 创建极值元素详解 该功能用于在一个曲线、曲面或凸台上，在指定方向的最大或最小距离的位置上创建一个极值元素，它可以是一个点、一条边界，也可以是一个面。图3-5为该功能的对话框,，图3-6为一个实例。 如果选择的元素是一条曲线，则在指定方向上生成极值点，即在曲线上，指定方向上的最大或最小坐标点。 如果选择的元素为一个曲面，则根据指定的方向，可能会生成一个点或一条边界线。 如果选择的元素为一个实体

24、，则根据指定的方向，可能会生成一个点、一条边界线、或一个面。 图3-5 创建极值元素的对话框 图3-6 创建极值元素的实例图 创建极坐标极值元素详解 极坐标极值元素是平面曲线上的一个在指定方向上的极坐标的极值点。图3-7为其对话框，其中Contour是指极值元素所在的曲线，Support是指Contour所在的面，在Axis部分用来指定极坐标的坐标原点及参考方向。用些功能可以创建以下四种类型的极坐标极值元素： 最小半径 最大半径 最小角度 最大角度 图3-7 创建极坐标极值元素的对话框 最小半径 最大半径 最小角度 最大角度 图3-8 极坐标极值元素的类型 直线的生成详解 在CATIA V5中

25、提供了多种生成直线的方法。如果指定支撑面，最后生成的直线会被投影到支撑面上。 通过两点生成直线：该方法用于生成两点间的直线。 通过点和方向生成直线：该方法用于生成通过一点并与指定方向平行的直线。 生成与一曲线成一定角度的直线：该方法用于生成通过一点，并与一指定曲线成一定角度的直线。当指定角度为90度时，所生成的直线垂直于指定的曲线。 曲线的切线：该方法用于生成曲线的切线。其中，如果所选的Element2为一点，则所生成的切线通过该点；如果Element2为一曲线，则所生成的切线还与该曲线相切。 曲面法线：该方法用于生成过曲面上一点，并与曲面垂直的直线。 角分线：该方法用于生成两直线之间的角分线

26、。其中，Point为所生成的角分线上一点。 折线的生成详解 所谓折线是指由多条首尾相连的直线组成的直线段组，在相邻两直线之间可以倒角。它对创建管道之类的柱圆很有帮助。其创建步骤为： 点击Polyline工具条或菜单Insert-Wireframe-Polyline。 选择组成折线的点，可以通过对话框右侧的按钮编辑点。 可以对除端点外的所有点添加倒角半径，方法是在列表中选择要添加倒角的点，在Radius域中输入倒角半径。 可以按Apply按钮，预览结果。 按OK按钮，生成折线。 平面的生成详解 在CATIA V5中提供了以下几种生成平面的方法： 创建偏移平面：该方法用于生成一个与参考平面平行，并相距一定距离的平面。 创建过点且平行于参考平面的平面：该方法用于生成通过一点，并与参考平面平行的平面。 创建与参考平面成一定角度的平面：该方法用于生成过某一转动轴且与参考平面成指定角度的平面。如指定角度为零度，则待生成平