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1、1-1第第6章章 零部件装配零部件装配设计装配装配设计是机械是机械产品不可缺少的一部分，它能品不可缺少的一部分，它能够很好地制定很好地制定产品的品的结构和特征，方便工程人构和特征，方便工程人员对产品的品的认知，而知，而这也也是是电子子样机的基机的基础。Catia V5装配装配设计模模块可以很方便的可以很方便的定定义机械装配之机械装配之间的的约束关系，束关系，实现零件的自零件的自动定位，并定位，并检查装配之装配之间的一致性，它可以帮助的一致性，它可以帮助设计师自上而下或自自上而下或自下而上的定下而上的定义、管理多、管理多层次的大型装配次的大型装配结构，使零件的构，使零件的设计在在单独独环境和装配
2、境和装配环境中境中实现。1-26.1 装配装配设计模模块的的简介介装配装配设计模模块是机械是机械设计的一个重要模的一个重要模块。绝大数的机械大数的机械设计中包括中包括诸多零件、部件，都需要通多零件、部件，都需要通过装配才能形成一个装配才能形成一个整体，达到整体，达到设计目的。目的。选择【开始】【开始】|【机械【机械设计】|【装【装配件配件设计】命令，在系】命令，在系统弹出零部件号出零部件号对话框中框中键入零部入零部件号，件号，单击【确定】按【确定】按钮，进入装配件入装配件设计平台。平台。装配件装配件设计平台中包含平台中包含约束、移束、移动、约束束创建、建、产品品结构工构工具、装配件特征和空具、
3、装配件特征和空间分析分析6个常用工具个常用工具栏。1-36.2 装配零部件管理装配零部件管理装配装配设计平台的操作平台的操作对象主要是已象主要是已经设计完成的各种零部件，完成的各种零部件，因此管理功能的【因此管理功能的【产品品结构工具】工具构工具】工具栏是是设计平台的核平台的核心工具心工具栏。该工具工具栏包括【包括【组件】工具、【件】工具、【产品】工具、品】工具、【零部件】工具、【零部件】工具、【现有有组件】工具、【具有定位的件】工具、【具有定位的现有有组件】工具、【替件】工具、【替换组件】工具、【件】工具、【图形形树重新排序】工重新排序】工具、【生成具、【生成编号方式】工具、【号方式】工具、
4、【选择性性载入】工具、【管入】工具、【管理表达】工具和【快速多理表达】工具和【快速多实例化】工具。例化】工具。1-416.2.1 创建新零部件建新零部件在装配在装配设计平台中可以平台中可以创建建3中零部件，分中零部件，分别是是组件、件、产品品和零部件：和零部件：（1）【）【组件】工具，是在指定的件】工具，是在指定的产品下品下创建新建新组件的工具，件的工具，该组件名称不存件名称不存盘，选择结构构树中的中的Product1，单击该工具按工具按钮，一个，一个组件件Product2创建完成建完成。（2）【）【产品】工具，是在指定的品】工具，是在指定的产品下品下创建新的建新的产品的工品的工具，具，选择结
5、构构树中的中的Product1，单击该工具按工具按钮，一个，一个组件件Product3创建完成建完成。（3）【零部件】工具，是在指定的）【零部件】工具，是在指定的产品或品或组件下件下创建新的建新的零部件的工具，零部件的工具，选择结构构树中的中的Product1，单击该工具工具按按钮，一个零件，一个零件Part1创建完成。建完成。1-56.2.2 加加载已已经存在的零部件存在的零部件【现有有组件】工具和【具有定位的件】工具和【具有定位的现有有组件】工具用于加件】工具用于加载已已经存在的各种零部件。存在的各种零部件。单击【现有有组件】工具按件】工具按钮，并，并在在结构构树中指定加中指定加载到的目到
6、的目标组件后，系件后，系统弹出文件出文件选择对话框，如框，如图所示，所示，选择零部件，零部件，该零部件就加零部件就加载到指定到指定的的组件下。件下。1-66.2.3 替替换零部件零部件【替【替换组件】工具，是用新加件】工具，是用新加载的零部件替的零部件替换当前装配当前装配设计平台中的零部件的工具。平台中的零部件的工具。单击该工具按工具按钮，选择需要被替需要被替换的零部件，系的零部件，系统弹出文件出文件选择对话框，框，选择替替换零部件，零部件，系系统弹出出对替替换影响影响对话框，如框，如图所示，所示，该对话框的列表框的列表框中列出了框中列出了执行行该操作后将受到影响的元素，操作后将受到影响的元素
7、，单击【确定【确定】按】按钮完成替完成替换操作。操作。1-76.2.4 结构构树排序排序【图形形树重新排序】工具，是用于重新排序】工具，是用于调整整结构构树上上选中中产品的品的子子产品的品的顺序的工具。序的工具。单击该工具按工具按钮，在，在结构构树上上选择重新排序的重新排序的组件或件或产品品标签，系，系统弹出出图形形树重排序重排序对话框。框。单击【上移【上移选定定产品】工具按品】工具按钮，将，将选定的零部件向上移定的零部件向上移动。单击【下移【下移选定定产品】工具按品】工具按钮，将，将选定的零部件向下移定的零部件向下移动。单击【移【移动选定定产品】工具按品】工具按钮，交，交换两个两个选定零部件
8、之定零部件之间的位置。的位置。1-86.2.5 零部件零部件编号号【生成【生成编号方式】工具，是用于号方式】工具，是用于对零部件零部件进行行编号的工具，号的工具，该编号可号可应用到工程用到工程图中的零部件清中的零部件清单。单击该工具按工具按钮，选择要要编号的零部件，系号的零部件，系统弹出生成出生成编号方式号方式对话框。框。【整数】（【整数】（Integer）和【字母】（和【字母】（Letters）单选框分框分别表表示以整数或字母的方式生成示以整数或字母的方式生成编号。号。当所当所选择的零部件已有的零部件已有编号号时，【，【现有有编号】（号】（Existing nembers）选项组可用，【保持
9、】（可用，【保持】（Keep）单选框表示框表示保持原保持原编号不号不变，【替，【替换】（】（Replace）单选框表示采用框表示采用新的新的编号。号。1-96.2.6 产品品载入管理入管理【选择性性载入】工具，是用于入】工具，是用于设置置载入入产品的子品的子产品的品的载入入范范围的工具。的工具。单击该工具按工具按钮，系，系统弹出出产品品载入管理入管理对话框，如框，如图所示，在【打开深度】（所示，在【打开深度】（Open depth）下拉下拉列表框列表框选择载入子入子产品的范品的范围。1-106.2.7 零部件管理零部件管理【管理表达】工具，是用于管理【管理表达】工具，是用于管理组件基本属性的工
10、具。件基本属性的工具。单击该工具按工具按钮，选择任意零部件，系任意零部件，系统弹出管理表达出管理表达对话框，框，如如图所示。所示。该对话框框显示示选择的零部件的名称、路径和的零部件的名称、路径和类型等。通型等。通过该对话框可以框可以对选择的零部件的零部件进行关行关联、除去、替、除去、替换、重命、重命名和激活等操作。名和激活等操作。1-116.2.8 复制零部件复制零部件【快速多【快速多实例化】工具，是用于例化】工具，是用于对加加载的零部件按照一定的的零部件按照一定的方式方式进行复制装配的工具，常用于一个行复制装配的工具，常用于一个产品存在多个相同品存在多个相同零部件零部件时。单击【快速多【快速
11、多实例化】工具按例化】工具按钮右下黑色三角，右下黑色三角，展开【多展开【多实例化】工具例化】工具栏，该工具工具栏包括【快速多包括【快速多实例化例化】工具和【定】工具和【定义多多实例化】工具。例化】工具。1、快速多、快速多实例化例化2、定、定义多多实例化例化1-126.3 装配装配约束束约束是装配束是装配设计的一个关的一个关键因素，零部件之因素，零部件之间除了位置关系，除了位置关系，还要考要考虑相互相互约束关系，才能完成装配。装配束关系，才能完成装配。装配设计平台中平台中提供了【提供了【约束束创建】和【建】和【约束】束】2个工具个工具栏，两个工具，两个工具栏包含【包含【约束束创建】工具、【相合建
12、】工具、【相合约束】工具、【接触束】工具、【接触约束束】工具、【偏移】工具、【偏移约束】工具、【角度束】工具、【角度约束】工具、【固定束】工具、【固定组件】工具、【固件】工具、【固联】工具、【快速】工具、【快速约束】工具、【灵活束】工具、【灵活/固定子装配件】工具、【更改固定子装配件】工具、【更改约束】工具和【再使用模束】工具和【再使用模式】工具等式】工具等约束工具。束工具。1-136.3.1 创建建约束方式束方式单击【约束束创建方式】工具右下黑色三角，展开【建方式】工具右下黑色三角，展开【约束束创建建方式】工具方式】工具栏，如，如图6.22所示，所示，该工具工具栏包含【缺省方式、包含【缺省方
13、式、【链方式】、【堆方式】、【堆栈方式】方式】3种种连续创建建约束的方法。束的方法。1、缺省方式、缺省方式2、链方式方式3、堆、堆栈方式方式1-146.3.2 相合相合约束（束（Coincidence Constraint）【相合相合约束】工具，是用于束】工具，是用于对齐零件的零件的约束工具，根据束工具，根据选择的几何元素，可以的几何元素，可以获得同心、同得同心、同轴或共面或共面约束。当两个几束。当两个几何元素的最小距离小于何元素的最小距离小于10-3mm时，系，系统认为它是是相合。它是是相合。下面列出可用于相合下面列出可用于相合约束的几何元素。束的几何元素。图约束属性束属性对话框框 1-15
14、6.3.3 接触接触约束（束（Contact Constraint）【接触接触约束】工具，是在平面或曲面之束】工具，是在平面或曲面之间创建接触的建接触的约束工束工具，它具，它们的公共区域可能是平面（面接触）、的公共区域可能是平面（面接触）、线（线接触）接触）、点（点接触）和、点（点接触）和圆（圆环接触）。接触）。1-166.3.4 偏移偏移约束（束（Offset Constraint）【偏移偏移约束】工具，是用于束】工具，是用于设定两个元素之定两个元素之间距离的距离的约束工束工具。可以用于具。可以用于创建偏移建偏移约束的元素如表束的元素如表6.3所示。所示。YES表示可以表示可以创建建约束束
15、下面以如下面以如图6.33所示所示图形形创建偏移建偏移约束束为例，例，讲解【偏移解【偏移约束】工具的使用方法，具体操作束】工具的使用方法，具体操作步步骤如下所示：如下所示：（1）单击【约束】工具束】工具栏上的【偏移上的【偏移约束】工具按束】工具按钮，选择螺柱端面和螺母端面，系螺柱端面和螺母端面，系统弹出出约束属性束属性对话框框。（2）在偏移微）在偏移微调框框键入入-10mm，单击【确定】按【确定】按钮，偏移，偏移约束束创建完成。建完成。1-176.3.5 角度角度约束束【角度【角度约束】工具，是束】工具，是对两个元素之两个元素之间保保证一定角度的一定角度的约束束工具，工具，线和面都可以作和面都
16、可以作为被被选择的几何元素。的几何元素。下面以如下面以如图6.36所示所示图形形为例，例，讲解【角度解【角度约束】工具的使束】工具的使用方法，具体操作步用方法，具体操作步骤如下所示：如下所示：（1）单击【约束】工具束】工具栏上的【角度上的【角度约束】工具按束】工具按钮，选择如如图6.37所示两个平面，系所示两个平面，系统弹出出约束属性定束属性定义对话框框。（2）在角度微）在角度微调框框键入入60度，度，单击【确定】按【确定】按钮，角度，角度约束束创建完成。建完成。1-186.3.6 固定固定约束（束（Fix）【固定固定组件】工具，是用于装配更新件】工具，是用于装配更新时防止防止该部件从它的上一
17、部件从它的上一级装配中移装配中移动或离开的或离开的约束工具。固定部件的束工具。固定部件的约束有两种束有两种类型。型。（1）在一个固定）在一个固定约束中，要依靠装配体的几何原点来固定它的位束中，要依靠装配体的几何原点来固定它的位置，就需要置，就需要设置一个置一个绝对位置，位置，这个操作只需在个操作只需在约束定束定义对话框中框中选中【在空中【在空间中固定】复中固定】复选框，就可以框，就可以设置置绝对坐坐标了。了。（2）在一个固定）在一个固定约束中，要依靠它固定的位置固定装配体，就需束中，要依靠它固定的位置固定装配体，就需要要设置一个相置一个相对位置，位置，这个操作需要在个操作需要在约束定束定义对话
18、框中取消框中取消【在空【在空间中固定】复中固定】复选框。框。该工具的操作步工具的操作步骤如下所示：如下所示：（1）单击【约束】工具束】工具栏上的【固定上的【固定组件】工具按件】工具按钮，选择需要需要的几何元素；的几何元素；（2）双）双击结构构树中的固定中的固定组件件图标，系，系统才会才会弹出出约束定束定义对话框，在框，在对话框中框中进行行设置固定置固定约束束类型。型。1-196.3.7 固固联约束束【固【固联】工具，是将所】工具，是将所选取的活取的活动的若干零部件按照的若干零部件按照现有相有相对位置固定在一起的位置固定在一起的约束工具，移束工具，移动其中任意一个零部件，其中任意一个零部件，整整
19、组部件都将随之移部件都将随之移动。该工具工具栏的操作步的操作步骤如下所示：如下所示：（1）单击【约束】工具束】工具栏上的【固上的【固联】工具按】工具按钮，系，系统弹出固出固联对话框，如框，如图6.41所示；所示；（2）选择要固要固联的零部件，零部件就添加到列表框中，的零部件，零部件就添加到列表框中，要要从列表中移除部件，只需从列表中移除部件，只需单击它。它。（3）单击【确定】按【确定】按钮，完成固，完成固联约束。束。1-206.3.8 快速快速约束束【快速【快速约束】工具，是按照快速束】工具，是按照快速约束列表中的束列表中的约束束优先先顺序，序，系系统自自动对选择的零部件的零部件对象象创建建约
20、束的工具。束的工具。选择菜菜单栏中的【工具】中的【工具】|【选项】|【机械【机械设计】|【装配件【装配件设计】|【约束】束】选项卡可以卡可以对快速快速约束束进行行设计，如，如图所示。所示。1-216.3.9 更改更改约束束【更改【更改约束】工具，是将已生成的束】工具，是将已生成的约束根据需要更改成其它束根据需要更改成其它约束的工具。束的工具。该工具的操作步工具的操作步骤如下所示：如下所示：（1）单击【约束】工具束】工具栏上的【更改上的【更改约束】工具按束】工具按钮，在，在结构构树上上单击需要更改的需要更改的约束，系束，系统弹出可能的出可能的约束束对话框框。（2）在）在对话框中框中选择更改成的更
21、改成的约束，束，单击【确定】按【确定】按钮，更改更改约束完成。束完成。1-226.3.10 阵列列约束束【再使用模式】工具，是通【再使用模式】工具，是通过使用零件使用零件设计生成的生成的阵列，列，创建建约束束阵列的工具。列的工具。该工具的操作步工具的操作步骤如下所示：如下所示：（1）在利用）在利用阵列生成的零部件上安装一个零件，并列生成的零部件上安装一个零件，并设置它置它们之之间的的约束关系；束关系；（2）单击【约束】工具束】工具栏上的【再使用模式】工具按上的【再使用模式】工具按钮，系系统弹出在出在图样上上实例化例化对话框框。（3）选择零件零件设计生成的生成的阵列特征，列特征，这样它会添加到它
22、会添加到图样区域的文本框中；区域的文本框中；（4）单击要要实例化的部件，例化的部件，选择预先先约束好的零部件，束好的零部件，这样他会添加到文本框中；他会添加到文本框中；（5）单击【确定】按【确定】按钮，完成，完成阵列列约束。束。1-236.3.11 刚性性/柔性柔性约束束产品中的子品中的子产品内的零部件在品内的零部件在产品中的固定方式有两种：品中的固定方式有两种：刚性固定和柔性固定。柔性固定指子性固定和柔性固定。柔性固定指子产品中的零部件像其它品中的零部件像其它零部件一零部件一样利用利用罗盘或移或移动按按钮进行自由移行自由移动。刚性固定性固定指整个子指整个子产品只能作品只能作为刚性整体移性整体
23、移动。两种固定方式的切。两种固定方式的切换是利用【灵活是利用【灵活/固定子装配件】工具按固定子装配件】工具按钮完成的。使用完成的。使用方法是方法是单击【灵活【灵活/固定子装配件】工具按固定子装配件】工具按钮，然后在，然后在结构构树上上选择子子产品就完成了固定方式之品就完成了固定方式之间的切的切换。1-246.4 装配中零部件位置装配中零部件位置调整整零部件三零部件三维装配就是体装配就是体现零部件的位置关系，因此零部件的零部件的位置关系，因此零部件的位置是装配的关位置是装配的关键。【移。【移动】工具】工具栏就是就是调整零部件位置整零部件位置的工具，的工具，该工具工具栏包含【操包含【操纵】、【敏捷
24、移】、【敏捷移动】、【分解】、【分解】和碰撞】和碰撞时停止操停止操纵】4个工具。个工具。1-256.4.1 移移动零部件零部件【操【操纵】工具，是通】工具，是通过鼠鼠标拖拖动或旋或旋转等方式移等方式移动零部件的零部件的工具。工具。单击该工具工具栏，系，系统弹出操作参数出操作参数对话框，如框，如图所所示，示，对话框中各框中各图标的含的含义如下所述。如下所述。第一行是控制沿着某坐第一行是控制沿着某坐标轴方向移方向移动；第二行是控制沿着某坐第二行是控制沿着某坐标平面内判断；平面内判断；第三行是控制沿着某坐第三行是控制沿着某坐标轴旋旋转。遵循遵循约束复束复选框是几何元素安装框是几何元素安装约束定束定义
25、的方向移的方向移动。1-266.4.2 快速移快速移动零部件零部件【敏捷移【敏捷移动】工具】工具栏是采用映射的方式是采用映射的方式对组件件进行快速移行快速移动。单击【敏捷移【敏捷移动】工具右下黑色三角，展开【敏捷移】工具右下黑色三角，展开【敏捷移动】工具工具栏，该工具工具栏包含【敏捷移包含【敏捷移动】和【智能移】和【智能移动】2个个工具。工具。1、敏捷移、敏捷移动2、智能移、智能移动1-276.4.3 生成装配爆炸生成装配爆炸图【分解】工具，是【分解】工具，是对装配在一起的零部件分解的工具，方便了解装配在一起的零部件分解的工具，方便了解零部件之零部件之间的位置关系，并有利于生成二的位置关系，并
26、有利于生成二维图纸。单击该工具工具按按钮，系，系统弹出爆炸出爆炸对话框，框，该对话框的内容如下所述。框的内容如下所述。深度用于深度用于设置爆炸的置爆炸的层次。全部次。全部层表示将装配表示将装配产品分解至最底品分解至最底层，第一第一层表示表示仅分解到第一分解到第一层零部件；零部件；形式用于形式用于设置分解的方式。置分解的方式。3D表示将表示将产品在三品在三维空空间中分解；中分解；2D表示将表示将产品分解后投影到品分解后投影到XY平面上；平面上；约束表示将束表示将产品按照品按照约束束条件条件进行分解，行分解，该方式方式仅在在产品中存在共品中存在共轴或共面或共面时有效；有效；选择用于用于显示示选择的
27、用于分解的的用于分解的产品；品；固定固定产品文本框用于品文本框用于选择分解分解过程中位置固定不程中位置固定不变的零部件；的零部件；转动爆炸滑爆炸滑块条用于条用于观察整个分解察整个分解过程。程。1-286.4.4 碰撞停止碰撞停止【碰撞【碰撞时停止操停止操纵】工具，是在激活】工具，是在激活该工具工具时，调整装配件整装配件的零部件是，如果遇到碰撞，在碰撞方向上停止操的零部件是，如果遇到碰撞，在碰撞方向上停止操纵的工的工具。具。1-296.5 装配分析装配分析装配装配设计完成后需要完成后需要进行相行相应的分析，通的分析，通过分析分析检验装配效装配效果和零部件果和零部件设计是否存在缺陷。是否存在缺陷。
28、Catia V5提供了【分析】提供了【分析】（Analyze）菜菜单栏，如，如图所示，菜所示，菜单栏中包含了【空中包含了【空间分析】工具分析】工具栏所有内容。所有内容。该菜菜单栏提供了很多装配分析功提供了很多装配分析功能。下面具体能。下面具体讲解使用方法。解使用方法。1-306.5.1 材料清材料清单选择【分析】【分析】|【材料清【材料清单】命令，系】命令，系统弹出物料清出物料清单对话框框，如，如图所示，所示，该对话框有物料清框有物料清单和清和清单报告两个告两个选项卡。卡。1、物料清、物料清单2、清、清单报告告1-316.5.2 更新更新选择【分析】【分析】|【更新】命令，如果有更新元素，系【
29、更新】命令，如果有更新元素，系统弹出更出更新分析新分析对话框，在分析框，在分析选项卡内会卡内会显示所有需要更新的元示所有需要更新的元素以及相关数据，包括素以及相关数据，包括产品中需要更新的品中需要更新的产品、需要更新品、需要更新的的约束，子束，子产品中需要更新的部件、需要更新的品中需要更新的部件、需要更新的约束以及束以及需要更新的零件外需要更新的零件外观显示形示形态等。在更新等。在更新选项卡内，可以卡内，可以直接直接选择需要更新的元素，然后需要更新的元素，然后单击右右侧的更新工具按的更新工具按钮进行更新操作。如果当前所有的元素都是最新的，行更新操作。如果当前所有的元素都是最新的，产品中品中没有
30、需要更新的元素，系没有需要更新的元素，系统会会弹出更新分析出更新分析对话框，提示框，提示“组件是最新的件是最新的”。1-326.5.3 约束分析束分析选择【分析】【分析】|【约束分析】命令，系束分析】命令，系统弹出出约束分析束分析对话框框，如，如图所示，所示，该对话框包含框包含约束、中断和已停用束、中断和已停用3个个选项卡。在卡。在对话框最上下拉列表框框最上下拉列表框选择准准备分析的分析的产品，在品，在选项卡内列出当前分析卡内列出当前分析产品的所有品的所有约束信息。束信息。1-336.5.4 自由度分析自由度分析自由度分析可以帮助用自由度分析可以帮助用户分析分析产品中的剩余自由度。在三品中的剩
31、余自由度。在三维空空间中，一个物体有中，一个物体有6个自由度，如果个自由度，如果6个自由度全被限个自由度全被限制，物体就被固定不制，物体就被固定不动了。在装配了。在装配设计过程中程中对物体添加物体添加了了约束，那么自由度就会减少，自由度分析功能就是通束，那么自由度就会减少，自由度分析功能就是通过分析剩余的自由度，指分析剩余的自由度，指导用用户进行装配行装配设计。1-346.5.5 相关性分析相关性分析在装配完成后，可以通在装配完成后，可以通过关关联关系关系显示部件之示部件之间的的约束关系。束关系。选择【分析】【分析】|【相关性】命令，系【相关性】命令，系统弹出装配依出装配依赖关系关系树对话框，
32、右框，右击对象，象，弹出右出右键菜菜单。在在弹出的右出的右键菜菜单中中选择全部展开命令。展开全部展开命令。展开约束关系。束关系。注意：在注意：在对话框中框中显示的关系示的关系树，可以，可以进行移行移动、缩放等操放等操作。作。1-356.5.6 机械机械结构分析构分析装配完成后，装配完成后，选择【分析】【分析】|【机械【机械结构】命令，系构】命令，系统弹出机出机械械结构构树对话框，如框，如图所示，可以通所示，可以通过机械机械结构分析构分析显示示产品中部件与品中部件与约束的束的详细关系。关系。1-366.5.7 干涉分析干涉分析干涉分析是装配分析中比干涉分析是装配分析中比较重要的分析功能，利于重要
33、的分析功能，利于该命令可命令可以以对装配好的装配好的产品品进行干涉分析。行干涉分析。Caia V5提供了碰撞提供了碰撞计算和碰撞两个命令。算和碰撞两个命令。碰撞碰撞计算算1.1.碰撞计算碰撞计算 2碰撞碰撞1-376.6 总结组件装配是大型工程件装配是大型工程设计很重要的一步。使用很重要的一步。使用组件装配可以件装配可以使各个零部件使各个零部件单独独设计，然后再装配成一个整体，然后再装配成一个整体，让设计者更加得心者更加得心应手。本章按照装配手。本章按照装配设计的的过程，逐程，逐渐讲解了解了加加载和和创建零部件、建零部件、约束、移束、移动和分析几个方面的内容。和分析几个方面的内容。通通过本章学本章学习应该具具备了初步装配了初步装配设计的能力。的能力。