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1、25第1章 CATIA设计基础第一章 CATIA设计基础CATIA是英文 Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application 的缩写，是法国Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，占据世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位，广泛应用于汽车制造、航空、造船、电子、消费品等行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域。从1982年到1988年，CATIA 相继发布了1版本、2版本、3版本，并于1993年发布了功能强大的4版本，现在的CATIA 软件分为V4版本和 V5版本两个系列。V4版本应用于UNIX 平
2、台，V5版本应用于UNIX和Windows 两种平台。本书将介绍V5版本在Windows 平台的应用。1.1 启动CATIA1.1.1 案案例介绍及知知识要点启动CATIAA，如图1.1所示。图 1-1 启启动知识点 掌握CATIAA文件类型和和创建方法 掌握CATIAA鼠标操作方方法 了解CATIAA操作界面1.1.2 操操作步骤 启动CATIAA根据图1-1所所示，启动CATIIA。图1-1启动界界面 创建文件系统会自动创建建一个CATTIA装配文文件，如图1-2所示。图1-2 自动动创建装配文文件如图序号1，22处所示，PProducct是CATTIA的装配配文件。 新建零件文件单击【文
3、件】-【新建】，如图1-33所示，系统统将自动弹出出【新建】对对话框，选择择“part”类型，单击击【确定】，如如图1-4所所示，弹出【新新零件】对话话框，输入文文件名，不勾勾选【启用混混合使设计】，单击确定，如图1-5所示。图 1-3 新新建文件图 1-4 创创建partt图 1-5 输输入文件名 保存文件按Ctrl+SS保存文件，如如图1-6所所示，命名为为“Designn_1”，单击【保保存】，系统统将自动添加加文件后缀“.CATPPart”。图 1-6保存存文件 绘制草图选择xy平面，单击【草图】，进入草图图绘制界面，选择【矩形】命令，绘制如图1-7所示的草图，单击【约束】，进行草图尺
4、寸的标注，单击【退出工作台】，退出草图。图1-7 绘制制草图 建立凸台特征选择草图，单击击【凸台】，激活【凸台定定义】属性管管理器对话框框，在【长度】文本框框中输入“35”并回车，其他保持默默认，如图1-8所示，单击击【确定】。图 1-8 建建立凸台特征 移动，旋转，缩缩放凸台将鼠标在主窗口口区域内，按住住鼠标中键不不放，移动鼠标，实实现移动凸台台。如图1-9所示。 图1-9移动凸凸台将鼠标在主窗口口区域内，同同时按住鼠标标中键和右键键不放，移动动鼠标，实现现旋转凸台。如如图1-100所示。 图1-10 旋旋转凸台将鼠标在主窗口口区域内，同同时按住鼠标标中键和右键键，之后松开开右键，移动动鼠标
5、，实现现缩放凸台。如如图1-111所示。 图1-11 缩缩放凸台 查看特征明细树树（Speccificaation Tree）查看窗口界面左左上侧的特征征明细树，会会发现如图11-12的结结构。当前特特征明细树表表明，该零件件几何体由一一个凸台组成成，该凸台是是由一个草图图生成的。图1-12特征征明细树 改变凸台显示模模式单击【视图】工工具栏上的“模型显示模式式命令按钮” ，从下拉菜菜单中选择任任意其他模式式，观察模型型变化，如图图1-13所示示。 图 1-13 改变显示模模式1.1.3 步步骤点评1. 对于步骤3：在在新建零件时时，要理解“混合设计”的含义。从CATIIA V5 R14版以后
6、后增加了混合合（Hybriid）设计。在在这个设计环环境下设计者者可以把线框框，曲面，实实体集合在一一个相同的零零件实体里面面。这个设计计方法集成了了Part Desiggn 和 GGeneraative Shapee Desiign，即在在part中中既可以实体体建模，又可可以曲面建模模。建议初学者者在新建零件件时，放弃使使用混合设计计。2. 对于步骤7：从从旋转到缩放放模型，操作作动作是连贯的的，即同时按按住中键和右右键，然后松松开右键的同同时移动鼠标标，即可实现模模型的缩放。1.1.4 知知识总结-CATIAA界面1. 【特征明细树】：它是一个可可见的特征顺顺序树，记录录了创建一个个模型
7、的每一一个步骤，显显示特征的组组成元素，父父子关系，约约束等，对于于装配文件，则则记录了装配配的相关信息息，如图1-14。图 1-14 特征明细树树2. 【特征明细树】的的操作：【特征明细树】有有下表所列的操操作方式，如如表1-1所示。表 1-1 特特征树操作列列表操作鼠标动作描述隐藏树F3按下F3键隐藏藏或显示树激活或ShiftF3左键单击树干的的任意位置（注注意不要单击击特征）或SShift+F3，再次次动作为逆操作任意位置移动树树拖动按住左键并拖动动鼠标上下移动树（滚动）滚动滚轮缩放树Ctrl 滚滚动按住Ctrl并并滚动滚轮3. 【鼠标】的操作作：【鼠标】有下表表所列的操作作方式，如表表
8、1-2所示。表1-2 【鼠鼠标】操作方方式操作鼠标动作描述选择特征左键单击模型特特征并选中移动模型按住中键并拖动动鼠标旋转模型 同时按住中键和和右键并拖动动鼠标缩放模型 同时按住中键和和右键，然后后松开右键并并拖动鼠标4. 【工作台】的概概念：在CATIIA中执行操操作，都是在在一个工作台台中进行的，比如，新建建Part文件件时，系统自动动进入【零件件设计】工作作台，新建PProducct，系统自自动进入【AAssembbly Deesign】工工作台；在草草图绘制时，系系统自动进入入【草图编辑辑器】工作台台。一方面，可以以指定当前文文件的类型；另一方面，每每一个工作台台都预先集合合了特定的命
9、命令，方便设设计者操作，如图1-17 所示。 图 1-17 工作台5. 【罗盘】：罗盘盘（Comppass）是是一个方向参参考工具，并并且可以通过过操作它来实实现模型的移移动，旋转等等动作。如图图1-18所示。图 1-18 罗盘6. 【显示模型】：显示模型（RRenderring SStyless）CATIIA有多种的的模型显示模模型，以显示示模型的几何何体，在【视视图】工具栏栏中的【显示示模型】命令令，提供以下下几种显示模模型，如图11-19所示示。图 1-19 【曲面切平平面】生成基基准面1.2 设计意意图1.2.1 案案例介绍及知知识要点创建如图1.221所示模型型。图 1-21 设计意
10、图知识点 理解设计意图的的概念 掌握运用不同的的设计意图进进行设计1.2.2模型型分析根据图1-211所示，发现模模型具有以下下几个特点：1. 模型由底板和两两个孔组成。2. 这个模型可以通通过绘制草图图，然后拉伸伸完成建模。3. 除了如图1-221所示的草草图绘制方法法之外，还可可以有其他两两种绘制，如如图1-222。 那两种?图 1-22 草图分析1.2.3 操操作步骤 建立零件启动CATIAA，单击【文件件】-【新建建】，系统将将自动弹出【新新建】对话框框，选择“part”类型，单击击【确定】，如如图1-233所示，弹出出【新零件】对对话框，输入入文件名deesign intennts，
11、不勾勾选【启用混混合使设计】，单单击确定，如如图1-244所示。图 1-23 创建parrt图 1-24 输入文件名名 保存文件按Ctrl+SS保存文件，如如图1-25所示，单单击【保存】，系系统将自动添添加文件后缀缀“.CATPaart”。图 1-25 保存文件 进入草图绘制状状态在【草图编辑器器】工具栏中单单击【草图】，选择【xy平面】，如图1-26所示。系统进入草图绘制状态中。图 1-26 进入草绘状状态 绘制草图选择【矩形】命命令，绘制如如图1-277所示的草图图，单击【约约束】，进行行草图尺寸的的标注，单击击【退出工作作台】，退出出草图。图 1-27 绘制草图 建立凸台特征选择草图，
12、单击击【凸台】，激激活【凸台定定义】属性管管理器对话框框，在【长度度】文本框中中输入“35”并回车，其其他保持默认认，如图1-28所示，单单击【确定】。 图 1-28 建立基体特特征 编辑草图在特征明细树中中双击【草图1】，如图1-29所示， 图 1-29 草图绘制系统进入草图绘绘制状态中，双击数值为110和55的尺寸，分别在【约束定义】对话框中修改草图尺寸为160和80，如图1-30所示， 图 1-30 修改草图单击【工作台】工工具栏的【退退出工作台】命命令，退出草图，模模型重新建模模，如图1-31所示。图 1-31 重新建模 再次编辑草图再次编辑草图，修改草草图尺寸，如如图1-322所示。
13、图 1-32 再次修改草草图退出草图，模型型再次重新建模模，如图1-33所示。图 1-33 再次重新建建模 第三次编辑草图图第三次编辑草图图，修改草图图尺寸，如图图1-34所示。图 1-34 第三次修改改草图退出草图，模型型重新建模，如如图1-355所示。图 1-33 第三次重新新建模1.2.4 步步骤点评1. 对于步骤6：第第一次编辑草草图尺寸，会会发现两个圆圆孔随着1110的尺寸变变为160，它它们的圆心与与两边的距离离并没有改变变。2. 对于步骤7：第第二次编辑草草图尺寸，其其设计意图为为无论底板的的长度如何变变化，例如将将160改回回110，两两个圆的圆心心距离左边缘缘的距离是不不变的
14、。3. 对于步骤8：第第三次编辑草草图尺寸，其其设计意图为为无论左侧圆圆的圆心与左左边缘的距离离是多少，两两个圆的圆心心之间的距离离是不变的。1.2.5 知知识总结-设计意图1.【设计意图图】概念：它是构构建模型时的的策略，不同同的设计意图图可以实现不不同的模型变变化和结构功功能的变化。构构建模型前，一一定要考虑好好设计意图，以以实现模型的的参数化。构构建模型的方方式方法是设设计者设计意意图的体现，它它影响着产品品模型在生命命周期中的更更改和变化。2.【设计意图图】的重要性：模型构建完完之后，会后后续影响着许许多方面，例例如：模型的的灵活更改，相相关模型间的的相关性，所所以考虑不完完善或不恰当
15、当的设计意图图会影响产品品生命周期的的许多方面。3.【设计意图图】的实现方方式： （1）自动添添加几何约束束 在草图绘绘制过程中，可可以设置几何何线条间自动动添加几何约约束的类型，包包括相切，平平行，垂直，竖竖直等。 （2）人为添添加几何约束束 除了自动动添加的几何何约束之外，设设计者还可以以人为的添加加其他的几何何约束，例如如：同心，重重合，角度等等。 （3）添加尺尺寸约束 除了添加几几何约束外，尺尺寸约束可以以有效的表达达设计意图，正正确得当的尺尺寸决定了设设计者将如何何实现设计变变更。（4）方程式 方程式可可以使得尺寸寸间具有精确确的数学关系系，可以驱动动相关尺寸发发生更改。1.3 练习1. 打开Orrientaation.CATPaart文件，通过鼠鼠标操作，实实现模型的移移动，旋转和和缩放，并改改变模型的显显示模型，如如图1-200所示。习题图12. 观察下图图模型，思考考可以用几种种不同的方法法完成建模，不不同的方法代代表了体现了了不同的设计计意图，如习题图1所示。习题图2