《CATIAV5零件设计》PPT课件.ppt

CATIA V5零件设计 4-1 第4章 CATIA V5零件设计 上一章讲解了零件设计的草图绘制方法，本 章将结合实例讲解实体零件设计方法，主要 是通过草图几何轮廓线进过拉伸、旋转、钻 孔、扫描以及放样等工具生成实体模型。最 后介绍布尔运算生成实体零件的方法。本章 中将涉及到曲面、曲线等后续课程中内容， 读者不必追究，等到学习完后续课程就会明 白，这里重点以轮廓线草图为主要学习对象 。 CATIA V5零件设计 4-2 4.1 零件设计模块介绍 通过上一章的学习，掌握了在草图平台下创建轮廓线 的方法，本章将详细讲解实体零件设计工具的使用方 法和作用，并实例的形式进一步讲解各工具如何利用 已有的二维轮廓线生成三维实体。掌握每个工具的使 用方法和作用是实体零件设计的基本技能，复杂的零 件都是由简单的实体零件组合而成，不是使用一个命 令就能生成。这里建议大家在设计复杂的零件时，尽 量使用简单的工具命令。 CATIA V5零件设计 4-3 4.1.1 进入零件设计模块 选择【开始】（Start）|【机械设计】（Mechinical Design）|【零件设计】（Part Design）命令，在弹 出的新建零部件对话框内输入零部件名称，按确定按 钮，就可以进入零件设计平台。 在零件设计的过程中，经常要在草图工作台和零件设 计平台之间切换，在草图工作台绘制好二维轮廓，然 后切换到零件设计平台，利用二维轮廓生成三维实体 。在以后的小节中将讲解草图工作台与零件设计平台 之间如何切换。 CATIA V5零件设计 4-4 4.1.2 主要工具栏 零件设计主要是通过拉伸、旋转、扫描等方式生成简 单的实体零件，简单实体零件按照几何关系进行组合 形成复杂的实体零件。零件设计过程中主要用到5个 工具栏： 【基于草图特征】（Sketch Based Features）工具 栏，提供了10种生成零件的方法，该工具栏有3个展 开工具栏。 CATIA V5零件设计 4-5 4.1.2 主要工具栏 【修饰特征】（Dress Up Features）工具栏，提供 多种修饰零件的功能，将在本章介绍。 【变换特征】（Transformation Features）工具栏， 如图所示，提供了一些变换方法，通过利用它们很方 便地生成零件特征或修改特征。 CATIA V5零件设计 4-6 4.1.2 主要工具栏 【参考元素】（Reference Element）工具栏，用来 生成点、线和面作为生成零件的参考。 【布尔操作】（Boolean Operation）工具栏，可以 用来对一个零件文件的多个组件进行布尔运算。 CATIA V5零件设计 4-7 4.2 创建基于草图的零件特征 【基于草图特征】（Sketch Based Features ）工具栏是零件设计平台的核心模块，是生 成三维实体零件的最基础最常用的工具。通 过在草图模块绘制的图形，经过拉伸、旋转 、扫描等零件设计工具的操作生成三维实体 零件。下面详细介绍各工具的使用方法和作 用。 CATIA V5零件设计 4-8 4.2.1 创建拉伸凸台 【拉伸凸台】工具，是通过在草绘中绘制的轮廓线以 多种方式拉伸成三维实体。单击该工具按钮右下黑色 三角，展开凸台工具栏，如图所示，该工具栏包括凸 台、拔模圆角凸台和多凸台3个工具，下面详细介绍 各工具。 1凸台（Part） 2拔模圆角凸台 3多凸台 CATIA V5零件设计 4-9 4.2.2 创建拉伸凹槽 拉伸凹槽是通过在草绘中绘制的封闭轮廓线以多种方 式拉伸成三维实体。单击【基于草图特征】工具栏上 的【凹槽】工具按钮黑色三角，展开凹槽工具栏，该 工具栏包括凹槽、拔模圆角凹槽和多凹槽3个工具， 凹槽工具栏中工具与凸台工具栏中工具的使用方法基 本相同，这里只举例介绍各工具的操作步骤。 1凹槽 2拔模圆角凹槽 3多凹槽 CATIA V5零件设计 4-10 4.2.3 创建旋转实体 【旋转体】工具，是使 用开放轮廓创建旋转体 的工具。单击该工具按 钮，系统弹出旋转体定 义对话框，如图所示下 面介绍各选项的用途与 使用方法： CATIA V5零件设计 4-11 4.2.4 创建旋转凹槽 【旋转槽】工具，是通过旋转轮廓从现有特 征中移除材料的绘图工具。旋转槽工具使用 方法与旋转体相同，这里就不在累赘，只举 例介绍【旋转槽】工具的操作步骤。 CATIA V5零件设计 4-12 4.2.4 创建旋转凹槽 下面以在一个销子上开一个卡槽为例，介绍【旋转槽 】工具的操作步骤，具体操作步骤如下所示： （1）通过拉伸或者旋转创建一个30100的销子； （2）单击【旋转槽】工具按钮，在弹出的旋转槽定 义对话框中单击草图按钮，选择轴线所在的平面，进 入草图绘制平台； （3）绘制所要开槽的轮廓线，退出草图，选择销子 轴线为旋转轴： （4）单击“确定”按钮，旋转槽创建完成。 CATIA V5零件设计 4-13 4.2.5 创建孔特征 【孔】工具，是从几何体中去除材料创建孔 的工具。单击该工具按钮，选择定位孔的点 或线，然后选择创建孔的面，系统弹出孔定 义对话框，该对话框包括三个选项卡，下面 详细介绍各选项卡的用法。 1延伸 2类型 3螺纹定义 CATIA V5零件设计 4-14 4.2.6 创建扫描肋 【肋】工具，是沿中 心曲线扫掠轮廓创建 实体零件的绘图工具 。单击该工具按钮， 系统弹出肋定义对话 框，如图所示，对话 框中内容如下所述： CATIA V5零件设计 4-15 4.2.7 创建扫描凹槽 【开槽】工具，是通过沿 中心曲线扫描轮廓去除实 体零件材料的工具。该工 具与【肋】工具使用方法 相同。 【开槽】工具，是通过沿 中心曲线扫描轮廓去除实 体零件材料的工具。该工 具与【肋】工具使用方法 相同。 CATIA V5零件设计 4-16 4.2.7 创建实体混合 单击【基于草图特征】工具栏上的【实体混 合】工具按钮右下方的黑色三角，展开高级 拉伸特征工具栏，该工具栏包括实体混合和 加强肋两个工具。 1实体混合 2加强肋 CATIA V5零件设计 4-17 4.2.8 创建多截面实体 【多截面实体】工具，是通 过沿计算所得或用户定义的 脊线扫掠一个或多个截面曲 线创建实体的工具。创建的 特征可以遵循一条或多条引 导曲线。单击该工具按钮， 系统弹出多截面实体定义对 话框，如图所示，对话框内 容如下所示： CATIA V5零件设计 4-18 4.2.10 创建移除的多截面实体 【已移除的多截面实体】 工具，是通过沿计算所得 的或用户定义的脊线扫掠 一个或多个平面截面曲线 生成放样材料实体，然后 再移除该材料的工具。该 工具的使用方法与多截面 实体完全相同。 CATIA V5零件设计 4-19 4.3 零件特征修饰 零件特征修饰是在不改变零件基本轮廓下进 行的修饰，修饰特征工具栏也是零件设计平 台的主要工具栏之一。该工具栏包括多种对 已生成三维实体进行修饰的工具，可以对特 征进行倒圆角、倒角、拔模、抽壳、加厚和 添加螺纹等操作。下面详细介绍这些工具的 用法。 CATIA V5零件设计 4-20 4.3.1 倒圆角 通过倒圆角工具可以对已有实体进行各种倒圆角操作。单击【 倒圆角】工具黑色三角，展开圆角工具栏，如图所示，该工具 栏包括倒圆角、可变半径圆角、可变弦长圆角、面与面圆角和 三切线内圆角5种倒圆角工具。下面详细介绍各倒圆角工具的使 用方法。 1倒圆角（Edge Fillet） 2可变半径圆角（Variable Radius Fillet） 3可变弦长圆角（Chordal Fillet） 4面与面圆角（Face-Face Fillet） 5三切线内圆角（Tritangent Fillet） CATIA V5零件设计 4-21 4.3.2 倒角 【倒角】工具，是在选定边线上移除或 添加平截面，即在两个原始面之间创建 斜曲面的工具。单击该工具栏，系统弹 出倒角定义对话框，如图所示，对话框 的内容如下所述。 模式：长度1（Length1）/角度表示 通过长度和角度创建倒角；长度1（ Length1）/长度2（Length2）表示通过 两边长常见倒角； 长度：倒角边长； 角度：倒角边之间的夹角； CATIA V5零件设计 4-22 4.3.2 倒角 要倒角的对象：倒角的对象，可以是边 ，也可以是面； 扩展：相切 ：倒角整个选定边线及其 相切边线，它将继续在选定边线之外进 行倒角化，直到遇到相切不连续的边线 为止；最小：考虑与选定边线相切的 边线，在无法执行其它操作时，应用程 序将继续在选定边线之外进行倒角。 反转：改变倒角的方向，用于非对称性 倒角，如1030、1020为非对称倒角 。 CATIA V5零件设计 4-23 4.3.3 拔模 拔模是方便锻铸件从模具中移出的特征。单击【修饰 特征】工具栏上的【拔模】工具黑色三角，展开拔模 工具栏，如图所示，该工具栏包括拔模斜度、拔模反 射线、可变角度拔模三个工具。下面分别介绍各工具 的使用方法。 1创建拔模角度 2创建反射线拔模 3创建可变角度拔模 CATIA V5零件设计 4-24 4.3.4 抽壳 【盒体】工具，是使实心零件生成一定壁厚 的实体零件的工具。 CATIA V5零件设计 4-25 4.3.5 加厚 【加厚】工具，是加工零部件前 需要增大厚度或移除厚度的工具 。 下面以如图所示图形为例，对图 示高亮面加厚5mm，讲解【加 厚】工具的使用方法，具体操作 步骤如下所示： CATIA V5零件设计 4-26 4.3.5 加厚 （1）单击【修饰特征】工具 栏上的【加厚】 工具按钮， 系统弹出加厚定义对话框，如 图所示； （2）在默认厚度微调框键入 5mm； （3）单击默认厚度面文本框 ，选择图示高亮面为加厚面； （4）其它选项为默认值，单 击“确定”按钮，加厚创建完成 ，效果如图所示。 CATIA V5零件设计 4-27 4.3.6 添加螺纹 【内螺纹/外螺纹】工具， 是对已有孔或圆柱进行螺 纹化的工具。单击该工具 按钮，系统弹出螺纹、丝 锥定义对话框，如图所示 ，对话框中各选项用法与 孔定义对话框中螺纹定义 选项卡选项相同，这里不 再累赘。 CATIA V5零件设计 4-28 4.3.7 移除/替换面 单击【移除面】工具黑色三角，展开移除/替 换面工具栏，如图所示，该工具栏包括移除 面和替换面两个工具，下面详细介绍各工具 的用法。 1移除面 2替换面 CATIA V5零件设计 4-29 4.4 创建参考元素 参考元素工具栏是实体零件设计平台中非常 重要的辅助工具模块。虽然不能直接生成实 体零件，但是在零件设计过程中经常需要使 用参考元素帮助零件的生成。该工具栏包括 点工具、线工具和面工具。 CATIA V5零件设计 4-30 4.4.1 创建参考点 【点】工具是创建参考点的工具，参考点可以通过以 下方法创建：坐标、在曲线上、在平面上、在曲面上 、圆或球面中心、曲线上切点和两点间。单击【参考 元素】工具栏上的【点】工具按钮，系统弹出点定义 对话框，在点类型下拉列表框中，可以选择各种点的 创建方法，还可以使用新锁定按钮 防止在选择几何 图形时自动更改类型。 CATIA V5零件设计 4-31 4.4.1 创建参考点 只需单击此按钮，锁就变为红色 ，下面介绍各种生 成点的方法。 1通过坐标创建点 2创建曲线上的点 3创建平面上的点 4创建曲面上的点 5圆/球面中心点 6曲线上的切线 7点之间 CATIA V5零件设计 4-32 4.4.2 创建参考线 【直线】工具是用于创建参考线的工具，单击该工具 按钮，系统弹出直线定义对话框，在线型下拉列表框 中提供了6种生成直线的方法，下面详细介绍各方法。 1创建两点连线 2指定点和方向 3与曲线成角度或法线 4创建曲线的切线 5创建曲面的法线 6创建角分线 CATIA V5零件设计 4-33 4.4.3 创建参考面 【平面】工具是用于创建参考平面的工具， 单击该工具按钮，系统弹出平面定义对话框 ，如图所示。在对话框中平面类型下拉列表 框中提供了11中平面的生成方式，分别是： 偏移平面、平行通过点、平面的角度/法线、 通过三点、通过两条直线、通过点和直线、 通过平面曲线、曲线的法线、曲线的切线、 方程式和平均通过点。 CATIA V5零件设计 4-34 4.4.3 创建参考面 下面详细介绍各方式的使用方法。 1创建偏移平面 2创建通过点与平面平行的平面 3创建与平面成一定角度的平面 4创建三点平面 5创建两条直线平面 6创建点和直线平面 7创建曲线平面 8创建曲线的法平面 9创建曲线的切平面 10创建方程式平面 11创建中间平面 CATIA V5零件设计 4-35 4.5 零件特征转换 零件特征转换是对已经生成的零件特征进行 位置的变换和复制等辅助操作。特征转换工 具栏也是实体零件设计平台中非常重要的辅 助工具之一。该工具栏包括平移工具、镜像 工具、阵列工具和缩放工具。下面介绍各工 具的用法。 CATIA V5零件设计 4-36 4.5.1 平移 平移工具是对空间实体对象元素进行移动。 单击平移工具右下黑色三角，展开平移工具 栏。该工具栏包括平移、旋转、定位变换4个 工具。下面详细介绍各工具使用方法。 1、平移 2、旋转 3、对称 4、定位变换 CATIA V5零件设计 4-37 4.5.2 镜像 变换特征工具栏中的镜像工具与变换特征对称工具相 似，区别在于操作对象后，原来的对象仍然保留。单 击该工具按钮，选择参考面，系统弹出镜像定义对话 框，系统自动根据选择的参考面镜像复制实体对象。 下面以如图所示图形为例，讲解【镜像】工具的使用 方法，具体操作步骤如下所示： CATIA V5零件设计 4-38 4.5.3 阵列 阵列工具是对实体对象进行多个复制的工具 。单击矩形阵列黑色三角，展开阵列工具栏 ，如图所示，该工具栏包括矩形阵列、圆弧 阵列和自定义阵列三种方式。 1矩形阵列 2圆形阵列 3自定义阵列 CATIA V5零件设计 4-39 4.5.4 缩放 缩放工具是对实体对象进行放大和缩小操作 。单击该工具黑色三角，展开比例（Scale） 工具栏，如图所示，该工具栏包括缩放、 Affinity两个工具。 1缩放 2放射（Affinity） CATIA V5零件设计 4-40 4.6 设置 3D 约束 在3D设计模块中业可以进行几何元素约束。 3D设计平台中提供了在