CATIAV5機(jī)械設(shè)計從入門到精通進(jìn)階篇高清版

1、CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）資料內(nèi)容1、重要說明2、前言3、目錄4、第一章 零件設(shè)計5、第二章 外形設(shè)計和風(fēng)格造型6、第三章 裝配設(shè)計7、第四章 工程分析8、第五章 三維造型綜合實例重要說明：該材料是中國青年出版社關(guān)于CATIA V5 機(jī)械設(shè)計從入門到精通（進(jìn)階篇）的一個宣傳資料，該套書為中國青年出版社關(guān)于CAD/CAE/CAM 系列叢書的一力作。該資料給出了全書的介紹以及各個章節(jié)部分內(nèi)容，如果您覺得該書適合您，您可以在各個書店購得該書。您可以在網(wǎng)上任意傳播該資料，但是希望您能夠尊重作者的勞動成果和出版社的版權(quán)，保持該資料的完整性。謝謝您的支持。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計

2、 從入門到精通（進(jìn)階篇）CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）前言返回頂部1.關(guān)于 CATIACATIA（Computer-graphics Aided Three-dimensional Interactive Application） 是法國Dassault 公司于 1975 年起開始發(fā)展的一套完整的 3D CAD/CAM/CAE 一體化軟件。它的內(nèi)容涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計、工業(yè)設(shè)計、三維建模、分析計算、動態(tài)模擬與仿真、工程圖的生成到生產(chǎn)加工成產(chǎn)品的全過程，其中還包括了大量的電纜和管道布線、各種模具設(shè)計與分析、人機(jī)交換等實用模塊。CATIA 不但能夠保證企業(yè)內(nèi)部設(shè)計部門之間的協(xié)同

3、設(shè)計功能而且還可以提供企業(yè)整個集成的設(shè)計流程和端對端的解決方案。CATIA 大量用于航空航天、汽車及摩托車行業(yè)、機(jī)械、電子、家電與 3C 產(chǎn)業(yè)、NC 加工等各方面。由于其功能強(qiáng)大而完美，CATIA 已經(jīng)幾乎成為三維 CAD/CAM 領(lǐng)域的一面旗幟和爭相遵從的標(biāo)準(zhǔn)，特別是在航空航天、汽車及摩托車領(lǐng)域，CATIA 一直居于統(tǒng)治地位。法國的幻影 2000 系列戰(zhàn)斗機(jī)就是使用 CATIA 進(jìn)行設(shè)計的一個典范，而波音 777 客機(jī)使用 CATIA完成無圖紙設(shè)計，更造就了 CAD 領(lǐng)域內(nèi)的一個神話。另外 CATIA 還用來制造米其林輪胎、伊萊克斯電冰箱和洗衣機(jī)、3M 公司的粘合劑和利爾轎車的內(nèi)飾，還有 A

4、BB 公司制造的火車和通用動力公司建造的核潛艇。索尼公司利用 Catia 軟件完成了1700 萬件零件的制造。全世界半數(shù)左右的汽車制造商也用這套軟件。在國內(nèi)，幾乎所有的航空工廠、半數(shù)以上的汽車廠商都在使用 CATIA，哈爾濱飛機(jī)制造公司用 CATIA 來設(shè)計 EC120 直升機(jī)，從造型到數(shù)控程編，實現(xiàn)超精加工。Dassault 公司與 MSC 公司的強(qiáng)強(qiáng)合作，加強(qiáng)了其 CAE 模塊，并且發(fā)展出基于 CATIA的 MSC.visualNastran V5i 有限元分析軟件。CATIA 已經(jīng)逐漸成為國內(nèi)外大學(xué)院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)課，也成為工程技術(shù)人員必備的技能。2.CATIA V5IBM/D

5、assault 一貫對開發(fā)很重視，CATIA 的新產(chǎn)品的開發(fā)非常的迅速。目前的 CATIA覆蓋了產(chǎn)品開發(fā)的整個周期，并且一直保持著其技術(shù)領(lǐng)先的優(yōu)勢。開始之初，受計算機(jī)硬件的限制，CATIA V4 版本是工作站版本，運(yùn)行在 UNIX 系統(tǒng)下面，隨著計算機(jī)硬件的飛速發(fā)展，CATIA 推出了運(yùn)行在個人計算機(jī)(PC)上的版本 CATIA V5。CATIA V5 不但具有 V4 版本的強(qiáng)大功能，還增加了許多新的特性。CATIA V5 基于 Windows 的操作界面非常友好，使得復(fù)雜的設(shè)計工作變得簡單，枯燥的工作變得愉快。CATIA V5 包含的模塊有（以 P3 版本為例）：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模塊，機(jī)械設(shè)計模塊，

6、曲面造型模塊，分析模塊，AEC 工廠模塊，NC 加工模塊，數(shù)字模型模塊，設(shè)備和系統(tǒng)模塊，數(shù)字程序和加工模塊，人機(jī)工程設(shè)計和分析模塊等，各個模塊都具有強(qiáng)大的功能。在機(jī)械設(shè)計模塊中，有專門的航空鈑金件設(shè)計模塊；強(qiáng)大的曲面造型能力是 CATIA 尤為值得稱道的地方，該模塊中有專門針對汽車設(shè)計的模塊。機(jī)械制造者 30 年來一直夢想著在計算機(jī)上實現(xiàn)他們的全套操作，即從設(shè)計人員在機(jī)械設(shè)計中的第一筆點(diǎn)畫，到產(chǎn)品生產(chǎn)和廠房布置等所有步驟，CATIA 真正做到了這一點(diǎn)。3.本書特色CATIA 軟件可謂博大精深，要在一本書中對各個模塊都進(jìn)行講述是不可能的。本書講CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）述

7、 CATIA 中與機(jī)械設(shè)計有關(guān)的內(nèi)容，主要講述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)計、曲面造型和分析模塊，另外對如何配置設(shè)計環(huán)境也進(jìn)行了詳細(xì)講述。本書采用軟件剖析和實例制作相結(jié)合的方式進(jìn)行講述，使得讀者在學(xué)習(xí)的過程中既能通過實例對工具的功能有具體形象的認(rèn)識，又能對各個設(shè)計工具有全面深入的了解。無論是初學(xué)者還是有一定使用經(jīng)驗的讀者，都能從本書中得到裨益。4.本書內(nèi)容及如何使用本書本套書分為上下兩冊，上冊對 CATIA V5 的機(jī)械設(shè)計的工作環(huán)境和各個設(shè)計工具的功能進(jìn)行了詳細(xì)剖析，使得讀者對 CATIA V5 機(jī)械設(shè)計部分的整體和局部功能都有一個全面而詳細(xì)的了解。只有對軟件的全局進(jìn)行了把握，才能在設(shè)計產(chǎn)品時做到胸有成

8、竹，清楚地知道產(chǎn)品的哪個部分該在軟件的哪個模塊中去實現(xiàn)；只有對每個工具的功能有了詳細(xì)和深入的了解之后，才能快捷高效地開展具體的設(shè)計工作。下冊主要介紹實例制作，引導(dǎo)讀者如何熟練地應(yīng)用各個工具進(jìn)行機(jī)械設(shè)計和分析。由于有些專業(yè)術(shù)語目前還沒有一個統(tǒng)一的中文名稱，為了準(zhǔn)確起見，把相應(yīng)的英文名稱也一起給出。下冊書的具體章節(jié)安排如下：第 1 章：機(jī)構(gòu)設(shè)計(Mechanical Design)實例。本章中通過簡單的例子使讀者能夠逐漸掌握 CATIA 的實體造型方法和實體造型中所需注意的事項、工程圖的生成、3 維模型的參數(shù)化設(shè)計方法、板金設(shè)計方法、焊接設(shè)計方法、模具設(shè)計方法、公差和標(biāo)注管理以及 3 維模型的修復(fù)

9、功能等等。此外綜合實例部分則介紹了如何綜合各種實體造型方法來實現(xiàn)一些簡單產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計和三維建模。第 2 章：外形設(shè)計(Shape)實例。本章中通過簡單的例子講解了 CATIA V5 外形設(shè)計（或者又稱為曲面造型）方法。CATIA V5 的曲面造型部分功能十分強(qiáng)大，可以快速、簡單和準(zhǔn)確的建立各種復(fù)雜曲面，并且可以方便的在曲面造型功能和實體造型功能之間進(jìn)行切換。CATIA V5 的曲面造型部分包含了 4 個相對獨(dú)立的模塊：自由風(fēng)格成形、自由風(fēng)格草圖追蹤器、自適應(yīng)外形設(shè)計與優(yōu)化器和數(shù)字化外形編輯器。其中數(shù)字化外形編輯器可以通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件接口，通過逆向工程，方便的重建實際產(chǎn)品的外形曲面。第 3 章

10、：裝配設(shè)計(Assembly Design)實例。本章綜合使用機(jī)構(gòu)設(shè)計、外形設(shè)計和裝配設(shè)計方法，通過綜合實例來實現(xiàn) CATIA 的裝配。裝配是基于已有的零件，而機(jī)械設(shè)計和外形設(shè)計是生成零件的途徑，所以雖然裝配設(shè)計屬于機(jī)械設(shè)計部分，但是在本書中將其作為單獨(dú)一章。另外要注意的是，目前比較通用的自頂向下（TopDown）設(shè)計方法，是先確定零件的裝配關(guān)系，再去具體設(shè)計各個零件。這是屬于設(shè)計思路的問題，不在本書的討論范圍以內(nèi)。第 4 章：工程分析與仿真實例。本章中通過簡單的例子介紹了 CATIA 的各個分析模塊以及有限元網(wǎng)格劃分功能。此外綜合實例部分則對一些實際產(chǎn)品的進(jìn)行了應(yīng)力分析與模態(tài)分析。第 5 章

11、：三維造型綜合實例。本章中通過設(shè)計一輛自行車來向讀者演示怎樣使用 CATIA來進(jìn)行一個完整產(chǎn)品的三維造型設(shè)計，在讓讀者進(jìn)一步熟悉部件設(shè)計、曲面造型和裝配設(shè)計環(huán)境中各個工具的同時，讓讀者體會到參數(shù)化設(shè)計的優(yōu)勢以及怎樣靈活使用參數(shù)化設(shè)計。對于初學(xué)者，建議首先從下冊書簡單的實例制作開始學(xué)習(xí)，在實例制作過程中，如果對相關(guān)工具的設(shè)置不理解，可以查閱上冊書中相關(guān)內(nèi)容。在對 CATIA 有了一定的了解之后，再系統(tǒng)學(xué)習(xí)上冊內(nèi)容，使得自己對 CATIA 的掌握有一個全面的提升。當(dāng)然，同任何別的軟件一樣，在熟悉了各個工具的功能之后，需要讀者不斷地實踐，只有通過實戰(zhàn)，才能不斷提升自己的設(shè)計經(jīng)驗。另外在本書的編寫過程

12、中，MSC 公司的周林輝經(jīng)理和趙志英工程師提供了幫助和鼓勵。CATIA 軟件博大精深，涉及到機(jī)械設(shè)計、電子產(chǎn)品設(shè)計、工廠布局等等方方面面。由CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）于時間倉促，本書難免有疏漏之處，還望讀者不吝指正。編者2004 年 1 月目錄返回頂部第 1 章1.1機(jī)構(gòu)設(shè)計.6零件設(shè)計.7拉伸成形實例.7旋轉(zhuǎn)成形實例.錯誤！未定義書簽。打孔與開槽成形實例.錯誤！未定義書簽。切面掃描成形實例.錯誤！未定義書簽。層疊成形實例.錯誤！未定義書簽。利用布爾運(yùn)算生成圖形的實例.錯誤！未定義書簽。零件設(shè)計綜合實例.錯誤！未定義書簽。1.2設(shè)計表與工程圖.錯誤！未定義書簽。設(shè)計表的

13、建立與使用.錯誤！未定義書簽。建立工程圖.錯誤！未定義書簽。1.31.41.51.61.71.81.9第 2 章2.1使用 Structure Design 創(chuàng)建結(jié)構(gòu).錯誤！未定義書簽。使用 Sheet Metal Design 繪制機(jī)箱電源外殼 .錯誤！未定義書簽。使用 Mold Tooling Design 設(shè)計模具 .錯誤！未定義書簽。使用 Weld Design 進(jìn)行焊接組裝 .錯誤！未定義書簽。Functional Tolerancing & Annotations 標(biāo)注 .錯誤！未定義書簽。使用 Healing Assistant 修補(bǔ)曲面 .錯誤！未定義書簽。本章小結(jié).錯誤！未定

14、義書簽。外形設(shè)計和風(fēng)格造型.16自由風(fēng)格成形.16自由風(fēng)格成形簡單實例.17自由曲面成形綜合實例.錯誤！未定義書簽。2.22.3自由風(fēng)格草圖追蹤器.錯誤！未定義書簽。自適應(yīng)外形設(shè)計與優(yōu)化器.錯誤！未定義書簽。使用自適應(yīng)外形設(shè)計與優(yōu)化器的簡單實例.錯誤！未定義書簽。自適應(yīng)曲面設(shè)計與優(yōu)化綜合實例.錯誤！未定義書簽。2.42.5第3章數(shù)字化外形編輯器.錯誤！未定義書簽。本章小節(jié).錯誤！未定義書簽。裝配設(shè)計.25CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）3.13.2簡單連接件組裝.錯誤！未定義書簽。引擎的組裝范例.錯誤！未定義書簽。引擎的組裝.錯誤！未定義書簽。引擎的運(yùn)動模擬.錯誤！未定義書簽

15、。3.3CPU 風(fēng)扇組裝范例.錯誤！未定義書簽。零件的繪制.25組裝過程.253.4第 4 章4.1本章小節(jié).30工程分析.31工程分析的簡單實例.錯誤！未定義書簽。應(yīng)結(jié)構(gòu)分析模塊簡單實例.錯誤！未定義書簽。高級網(wǎng)格劃分工具模塊簡單實例.錯誤！未定義書簽。裝配變形公差分析.錯誤！未定義書簽。4.2工程分析的綜合實例.31門把應(yīng)力分析.314.2.2 CPU 風(fēng)扇散熱片底座組合件的自由模態(tài)分析方法.374.3第 5 章5.1本章小節(jié).40三維造型綜合實例.40零件設(shè)計.41車輪的制作.41腳踏的制作.67車座的制作.67支架的制作.675.2裝配設(shè)計.67組件定位.67參數(shù)關(guān)聯(lián).695.3本章小

16、結(jié).70第1章機(jī)構(gòu)設(shè)計返回頂部機(jī)構(gòu)設(shè)計部分是 Catia 工程建模的基礎(chǔ)。使用機(jī)構(gòu)設(shè)計功能以及后面將要講述的曲面造型功能，Catia 幾乎可以繪制出任意復(fù)雜的 3D 形體，并且可以方便的建立零件庫和繪制工程圖。另外，Catia 還能對繪制的零件進(jìn)行模擬裝配，及時的把問題消除于設(shè)計階段。本章的內(nèi)容主要可分為 3 個部分。零件設(shè)計CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）設(shè)計表與工程圖機(jī)構(gòu)設(shè)計的其他功能1.1 零件設(shè)計在 Catia 中，零件成形的方式很多，對同一個零件可以使用不同的成形方式來實現(xiàn)。零件成形方式可以分為下面幾類。拉伸成形實例旋轉(zhuǎn)成形實例打孔與開槽成形實例切面掃描成形實例層疊

17、成形實例利用布爾運(yùn)算生成圖形的實例零件設(shè)計綜合實例下面就上述幾類成形方式，分別以實例加以說明，在本節(jié)最后還會給出 2 個綜合實例以及練習(xí)題，以便讀者能夠及時復(fù)習(xí)與鞏固所學(xué)內(nèi)容，為以后學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。拉伸成形實例拉伸成形的原理就是將草圖模式下繪制的封閉的幾何曲線在第 3 維坐標(biāo)方向上拉伸，從而形成 3D 形體。1簡單拉伸成形實例Catia 允許用戶定義拉伸的形式和拉伸的方向。下面用簡單的例子來說明如何使用 Catia 的拉伸成形功能，以及拉伸成形對話框中的各項功能。（1）單擊(Standard)工具條上的按鈕，打開 New 對話框。從對話框中選中 Part 列表項，單擊按鈕，進(jìn)入零件設(shè)計工作環(huán)境。

18、（2）單擊零件目錄樹中的 xy plane 或者單擊零件設(shè)計實體模式下屏幕中央基準(zhǔn)面示意圖中的 XY 平面，選中 XY 基準(zhǔn)面。然后單擊 Sketcher Toolbar 工具條中的按鈕，進(jìn)入草圖模式。在草圖模式下使用 Profile 工具條上的由讀者任意確定，如圖 1-1 所示。按鈕，繪制一簡單的封閉曲線，尺寸可以圖 1-1繪制任意封閉曲線CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）注意：單擊按鈕繪制曲線時，會出現(xiàn)如下 3 個按鈕，以控制不同方式的曲線繪制。：繪制直線。：通過指定 1 點(diǎn)以及要與已有曲線相切的限制來繪制圓。：指定 3 點(diǎn)來繪制圓。（3）接下來使用約束來定義直線與圓弧相切

19、。按住 Ctrl 鍵，依次選中圓弧和與之相切的直線，然后單擊 Constraint 工具條上的Tangency 復(fù)選框，如圖 1-2 所示。按鈕，在彈出的 Constraint Definition 對話框中選中圖 1-2設(shè)置相切注意： Constraint Definition 對話框中的其他選項的含義，將在后面的約束總結(jié)部分詳細(xì)說明。（4）使用同樣的方法設(shè)定另外兩處相切，繪制完成的圖形如圖 1-3 所示。圖 1-3繪制封閉曲線注意：圖中連接點(diǎn)處的短平行線表示直線與圓弧相切。（5）單擊按鈕，返回零件設(shè)計的實體模式，并選中該曲線，如圖 1-4 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)

20、階篇）圖 1-4零件設(shè)計的實體模式中的封閉曲線（6）單擊按鈕，彈出 Pad Definition 對話框，如圖 1-5 所示。圖 1-5在 Pad Definition 對話框中設(shè)置拉伸長度可以在此對話框中設(shè)置拉伸的 Length，在本例中設(shè)置為 40mm。單擊形體繪制完成了，如圖 1-6 所示。按鈕，3D圖 1-6拉伸成形（7）在繪制完成的 3D 圖形上雙擊鼠標(biāo)左鍵， Pad Definition 對話框又會彈出。單擊按鈕，拉伸方向反向，如圖 1-7 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 1-7反向拉伸選中復(fù)選框，將會以拉伸面作為對稱面，對 3D 形體進(jìn)行鏡像映射。單擊

21、按鈕，可以將 Pad Definition 對話框展開，從而設(shè)置更多參數(shù)，如圖 1-8 所示。圖 1-8展開 Pad Definition 對話框在此對話框中可以設(shè)定以封閉曲線所在平面為中心，向兩個方向的拉伸長度。還能實現(xiàn)封閉曲線延給定方向拉伸。在如圖 1-4 所示界面中，作一條直線。直線位于 YZ 基準(zhǔn)面內(nèi)，如圖1-9 所示。圖 1-9作拉伸參考線注意：上圖中前為 YZ 基準(zhǔn)面內(nèi)的視圖，后為 3D 繪圖狀態(tài)下的視圖。選中封閉曲線，單擊按鈕，在圖 1-8 所示的對話框中清空復(fù)選框，并將繪制的直線作為 Reference，單擊按鈕，便生成了以封閉曲線為底面的斜柱體，同時正向拉伸所得實體用線條的形

22、式表現(xiàn)出來，如圖 1-10 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 1-10 斜向拉伸選中封閉曲線，單擊按鈕，在圖 1-8 所示的對話框中選中復(fù)選框，激活 Thin Pad選項區(qū)域，設(shè)置參數(shù) Thickness1 和 Thickness2，如圖 1-11 所示。圖 1-11 拉伸殼體注意： Thickness1 和 Thickness2 定義的延展方向使用如下方式定義：輪廓線（Profile）和拉伸方向確定延展的初始參照面，延（Profile）逆時針方向走， Thickness1 定義的延展方向在左邊， Thickness2 定義的延展方向在右邊。單擊按鈕，生成拉伸成形的殼

23、體，如圖 1-12 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 1-12 拉伸成形的殼體2以不同方式拉伸成形實例下面用實例的形式介紹 Pad Definition 對話框中 Type 下拉列表框的各項的用法。Type 下拉列表框如圖 1-11 所示。圖 1-13Type 下拉列表框（1）將圖 1-4 中所示封閉曲線拉反向伸成為一個 20mm 厚的實體，其過程前面已經(jīng)講過，這里就不再贅述。（2）選中 XY 基準(zhǔn)面，單擊 Reference Elements 工具條中的按鈕，自定義基準(zhǔn)面。將Plane type 設(shè)置為 Offset from plane，并將 Offset 值設(shè)為

24、 60mm， Reference 設(shè)置為 XY 基準(zhǔn)面，如圖 1-14 所示。圖 1-14 復(fù)制基準(zhǔn)面（3）單擊按鈕，生成一個新的基準(zhǔn)面。按照同樣的步驟再建立一個基準(zhǔn)面，但這次把 Offset 值設(shè)為 30mm，如圖 1-15 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 1-15 復(fù)制完成的基準(zhǔn)面（4）選中基準(zhǔn)面 1，切換到 2D 繪圖模式，繪制一圓，半徑為 10mm，圓心在原點(diǎn)；選中基準(zhǔn)面 2，切換到 2D 繪圖模式，繪制一以原點(diǎn)為中心的正方形，邊長 40mm.。如圖 1-16 所示。圖 1-16 在基準(zhǔn)面上繪制圖形（5）將基準(zhǔn)面 2 上的正方形反向拉伸 10mm，接下來拉伸

25、基準(zhǔn)面 1 上的圓，可以在 PadDefinition 對話框中 Type 下拉列表框中選擇拉伸的方式。Dimension 是由用戶自定義尺寸來決定拉伸長度； Up to next 是以相鄰的幾何形體作為拉伸的界限； Up to last 是以最遠(yuǎn)的幾何形體作為拉伸的界限； Up to plane 是以用戶指定的基準(zhǔn)面為拉伸界限； Up to surface 是以用戶指定的幾何形體表面作為拉伸界限。這里僅以 Up to surface 列表項為例說明，如圖1-17 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 1-17 使用 Up to surface 拉伸圓柱體鼠標(biāo)單擊選定第

26、2 個幾何體的上表面為拉伸界限，此表面就會顯示在 Limit 文本框中。單擊按鈕，改變拉伸方向。這里不改變拉伸方向也可以，這是因為選定的拉伸界限已經(jīng)確定了拉伸的長度與拉伸方向。單擊按鈕，完成拉伸操作，如圖 1-18所示。圖 1-18 拉伸完成的圓柱體3拉伸成形中的幾個注意點(diǎn)在上文中使用 Catia 的拉伸成形功能建立幾何體時，拉伸體的輪廓線都是封閉曲線，但并不是只有封閉曲線才能執(zhí)行拉伸成形操作。即使是非封閉曲線，只要它的未封閉部分能被周圍幾何體表面所限制，使得此非封閉曲線與其在幾何表面上的頭影形成封閉曲線，就可以執(zhí)行拉伸操作，下面舉例說明。（1）在 XY 基準(zhǔn)面中建立一圓形，半徑 35mm，并

27、將其拉伸為一個 20mm 厚的圓柱體。單擊 Dress-Up Features 工具條上的按鈕，對圓柱體抽殼，如圖 1-19 所示。圖 1-19 對圓柱體抽殼將抽殼厚度設(shè)為 1mm，單擊上表面，將其設(shè)為抽殼面。單擊（2）在 YZ 基準(zhǔn)面中畫一條過原點(diǎn)的直線，如圖 1-20 所示。按鈕，完成抽殼。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 1-20 繪制直線（3）單擊按鈕返回零件設(shè)計的實體模式，以此直線為輪廓線執(zhí)行拉伸操作。如圖 1-21所示。圖 1-21 拉伸操作（4）單擊按鈕，拉伸成形完成，如圖 1-22 所示。還需要注意的一點(diǎn)，用以拉伸成形的輪廓線，可以是一條曲線，也可以是一組曲

28、線。下面以實例的方式加以說明。圖 1-22 拉伸成形體（1）在 XY 基準(zhǔn)面內(nèi)繪制一個同心的 6 角形和圓形，尺寸任意，如圖 1-23 所示。圖 1-23 繪制 6 角形和圓形組合曲線（2）單擊按鈕，返回零件設(shè)計實體模式，對此圖形進(jìn)行拉伸操作，如圖 1-24 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 1-24 多條曲線組成的輪廓線拉伸成形注意：進(jìn)行拉伸操作時，6 角形和圓形必須能夠作為一個整體操作，否則就不能得到期望的圖形?？梢约僭O(shè)這樣一種情況，先對 6 角形進(jìn)行了拉伸操作，然后取消操作，再繪制一圓形。此時圓形與 6 角形就不是一個整體了。第2章外形設(shè)計和風(fēng)格造型返回頂部現(xiàn)實

29、中，許多工程零件和實體造型都具有復(fù)雜的表面形狀，例如臺手機(jī)殼，汽車曲面等等。而 Catia 的構(gòu)造設(shè)計功能無法繪制復(fù)雜曲面，這就需要用到 Catia 的另一個至關(guān)重要的造型功能外形設(shè)計和風(fēng)格造型。本章的主要內(nèi)容分 4 個部分講解。自由風(fēng)格成形自由風(fēng)格草圖追蹤器自適應(yīng)外形設(shè)計與優(yōu)化器數(shù)字化外形編輯器2.1 自由風(fēng)格成形Catia 的自由風(fēng)格成形功能（FreeStyle）具有非常強(qiáng)大的表面造型與優(yōu)化功能，其工具條比零件設(shè)計（PartDesign）復(fù)雜得多。它包括 3 個子產(chǎn)品：FreeStyle Shaper,FreeStyle Optimizer和 FreeStyle Profiler。其中 F

30、reeStyle Shaper 用來設(shè)計任意類型的表面元素；FreeStyle Optimizer可以用來創(chuàng)建和修改基于其他元素，例如數(shù)據(jù)文件的曲線和表面形狀；FreeStyle Profiler 可以直接創(chuàng)建基于輪廓線和曲線組的復(fù)雜表面。下面首先分別對 3 個子產(chǎn)品以簡單的實例的形式加以說明，然后給出自由曲面成形的綜合實例。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）自由風(fēng)格成形簡單實例自由風(fēng)格成形功能中 3 個子產(chǎn)品在功能上是相互協(xié)調(diào)相互補(bǔ)充的，其中最基本的功能是FreeStyle Shaper。1FreeStyle Shaper（自由風(fēng)格造型器）Catia 的自由風(fēng)格造型器可以通過

31、網(wǎng)格和控制點(diǎn)任意改變曲面的形狀，其缺點(diǎn)是難以精確控制曲面形狀，下面以實例的形式說明如何建立一個最基本的曲面。（1）單擊 Start 菜單，從彈出的菜單中選擇 Shape 菜單選項，彈出級聯(lián)菜單。從級聯(lián)菜單中選擇 FreeStyle 菜單項，進(jìn)入自由風(fēng)格成形工作環(huán)境，如圖 2-1 所示。圖 2-1進(jìn)入自由曲面成形工作環(huán)境（2）單擊 Surface Creation 工具條上的Planar patch 按鈕，然后在繪圖區(qū)域單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單中選擇 Edit Orders 菜單項，彈出 Orders 對話框。此對話框用來設(shè)置控制點(diǎn)的行列數(shù)，將控制點(diǎn)行數(shù) U 設(shè)為 5，列數(shù)設(shè)為 4，如圖 2-

32、2 所示。圖 2-2設(shè)置 Orders 對話框（3）單擊按鈕關(guān)閉 Orders 對話框，然后在繪圖區(qū)域中任意一點(diǎn)單擊鼠標(biāo)左鍵，拖動鼠標(biāo)，于是創(chuàng)建表面的輪廓線出現(xiàn)了。調(diào)整表面輪廓線尺寸，達(dá)到合適位置后再次單擊鼠標(biāo)左鍵，生成表面，如圖 2-3 所示。圖 2-3調(diào)整表面輪廓線尺寸注意：要想精確定義輪廓線尺寸，可以在拖動鼠標(biāo)調(diào)整輪廓線尺寸時單擊CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單中選擇 Edit Dimensions 菜單項，彈出 Dimensions 對話框 。在 Dimensions 對話框輸入尺寸，例如 L1110mm，L2150mm，如圖 2-4 所示。圖

33、2-4（4）生成的表面如圖 2-5 所示。精確定義輪廓線尺寸圖 2-5生成表面（5）選中繪制的表面，單擊 Shape Modification 工具條上的Control Points 按鈕，彈出 Control Points 對話框，同時在生成的表面上出現(xiàn)網(wǎng)格與控制點(diǎn)，如圖 2-6 所示。圖 2-6Control Points 對話框注意：Control Points 對話框中 Support 選項區(qū)域中 6 個按鈕用來設(shè)定變形類型，Law 選項區(qū)域用來定義選中多點(diǎn)時的變形類型。（6）在繪圖區(qū)域中右上角的羅盤上單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單中選擇 Make YZ thePrivileged pla

34、ne 菜單項，如圖 2-7 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 2-7將 YZ 基準(zhǔn)面設(shè)為操作基準(zhǔn)面（7）將鼠標(biāo)移動到生成表面中間的網(wǎng)格線上，出現(xiàn)上下移動的箭頭。按住鼠標(biāo)左鍵，鼠標(biāo)變成手掌形，將網(wǎng)格線向下拖動，如圖 2-8 所示。圖 2-8 拖動網(wǎng)格線注意：同樣的操作也適用于控制點(diǎn)。（8）單擊按鈕，完成操作。單擊 Surface Creation 工具條上的按鈕下方的黑色箭頭，從彈出的工具條中選擇4 Points Patch 按鈕，然后依次選中前面繪制曲面的 4個頂點(diǎn)，創(chuàng)建第 2 個表面，如圖 2-9 所示。圖 2-9創(chuàng)建第 2 表面注意：當(dāng)鼠標(biāo)處出現(xiàn)如圖 2-9 所示

35、的圓框時表示已經(jīng)捕捉到該處的頂點(diǎn)。（9）選中創(chuàng)建的第 2 個表面，為了便于分辯，在 Graphic Properties 工具條中將其顏色改變?yōu)樘壹t色，如圖 2-10 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）7-10 改變第 2 個表面的顏色（10）將鼠標(biāo)移動到繪圖區(qū)域右上角的羅盤中的紅色方塊處，當(dāng)鼠標(biāo)變?yōu)槭中螘r，按住鼠標(biāo)左鍵將羅盤拖動到新創(chuàng)建的表面上。然后將鼠標(biāo)移動到水平軸上，當(dāng)水平軸變成紅色時按住鼠標(biāo)左鍵，將第 2 表面從第 1 表面上拖離，如圖 2-11 所示。圖 2-11 拖動第 2 表面（11）使用同樣的方法將第 2 表面面在 Z 方向向下拖動一段距離，最后所得圖形

36、如圖2-12 所示。圖 2-12 將第 2 表面拖動到合適位置注意：通過羅盤來拖動第 2 表面時必須首先選中要拖動的表面，再沿特定軸向拖動羅盤。（12）將鼠標(biāo)移動到羅盤中的紅色方塊處，當(dāng)鼠標(biāo)變?yōu)槭中螘r，按住鼠標(biāo)左鍵將羅盤拖離第 2 表面，羅盤會回到初始位置。單擊 Surface Creation 工具條上的Freeform BlendSurface 按鈕，彈出 Blend Surface 對話框。然后依次選中第 1 表面和第 2 表面相鄰的兩條邊，如圖 2-13 所示。CATIA V5 機(jī)械設(shè)計 從入門到精通（進(jìn)階篇）圖 2-13 設(shè)置兩個表面相連（13）單擊按鈕，確認(rèn)操作，所得曲面如圖 2-14 所示。圖 2-14 連接完成的曲面（14）按住 Ctrl 鍵，依次選中 3 個表面，然后單擊 Shape Modification 工具條上的Global Deformation 按鈕，彈出 Global Deformation 對話框。在此對話框中 Type 選項區(qū)域中有兩個按鈕，默認(rèn)按鈕是第 1 個Intermediate su