CATIAV5教程-第6章零部件装配设计.ppt

1-1 第6章 零部件装配设计 装配设计是机械产品不可缺少的一部分，它能够很好地制定 产品的结构和特征，方便工程人员对产品的认知，而这也 是电子样机的基础。Catia V5装配设计模块可以很方便的 定义机械装配之间的约束关系，实现零件的自动定位，并 检查装配之间的一致性，它可以帮助设计师自上而下或自 下而上的定义、管理多层次的大型装配结构，使零件的设 计在单独环境和装配环境中实现。 1-2 6.1 装配设计模块的简介 装配设计模块是机械设计的一个重要模块。绝大数的机械设 计中包括诸多零件、部件，都需要通过装配才能形成一个 整体，达到设计目的。选择【开始】|【机械设计】|【装 配件设计】命令，在系统弹出零部件号对话框中键入零部 件号，单击【确定】按钮，进入装配件设计平台。 装配件设计平台中包含约束、移动、约束创建、产品结构工 具、装配件特征和空间分析6个常用工具栏。 1-3 6.2 装配零部件管理 装配设计平台的操作对象主要是已经设计完成的各种零部件 ，因此管理功能的【产品结构工具】工具栏是设计平台的 核心工具栏。该工具栏包括【组件】工具、【产品】工具 、【零部件】工具、【现有组件】工具、【具有定位的现 有组件】工具、【替换组件】工具、【图形树重新排序】 工具、【生成编号方式】工具、【选择性载入】工具、【 管理表达】工具和【快速多实例化】工具。 1-4 16.2.1 创建新零部件 在装配设计平台中可以创建3中零部件，分别是组件、产品 和零部件： （1）【组件】工具，是在指定的产品下创建新组件的工具 ，该组件名称不存盘，选择结构树中的Product1，单击 该工具按钮，一个组件Product2创建完成。 （2）【产品】工具，是在指定的产品下创建新的产品的工 具，选择结构树中的Product1，单击该工具按钮，一个 组件Product3创建完成。 （3）【零部件】工具，是在指定的产品或组件下创建新的 零部件的工具，选择结构树中的Product1，单击该工具 按钮，一个零件Part1创建完成。 1-5 6.2.2 加载已经存在的零部件 【现有组件】工具和【具有定位的现有组件】工具用于加载 已经存在的各种零部件。单击【现有组件】工具按钮，并 在结构树中指定加载到的目标组件后，系统弹出文件选择 对话框，如图所示，选择零部件，该零部件就加载到指定 的组件下。 1-6 6.2.3 替换零部件 【替换组件】工具，是用新加载的零部件替换当前装配设计 平台中的零部件的工具。单击该工具按钮，选择需要被替 换的零部件，系统弹出文件选择对话框，选择替换零部件 ，系统弹出对替换影响对话框，如图所示，该对话框的列 表框中列出了执行该操作后将受到影响的元素，单击【确 定】按钮完成替换操作。 1-7 6.2.4 结构树排序 【图形树重新排序】工具，是用于调整结构树上选中产品的 子产品的顺序的工具。单击该工具按钮，在结构树上选择 重新排序的组件或产品标签，系统弹出图形树重排序对话 框。 单击【上移选定产品】工具按钮，将选定的零部件向上移动 。 单击【下移选定产品】工具按钮，将选定的零部件向下移动 。 单击【移动选定产品】工具按钮，交换两个选定零部件之间 的位置。 1-8 6.2.5 零部件编号 【生成编号方式】工具，是用于对零部件进行编号的工具， 该编号可应用到工程图中的零部件清单。单击该工具按钮 ，选择要编号的零部件，系统弹出生成编号方式对话框。 【整数】（Integer）和【字母】（Letters）单选框分别表 示以整数或字母的方式生成编号。 当所选择的零部件已有编号时，【现有编号】（Existing nembers）选项组可用，【保持】（Keep）单选框表示 保持原编号不变，【替换】（Replace）单选框表示采用 新的编号。 1-9 6.2.6 产品载入管理 【选择性载入】工具，是用于设置载入产品的子产品的载入 范围的工具。单击该工具按钮，系统弹出产品载入管理对 话框，如图所示，在【打开深度】（Open depth）下拉 列表框选择载入子产品的范围。 1-10 6.2.7 零部件管理 【管理表达】工具，是用于管理组件基本属性的工具。单击 该工具按钮，选择任意零部件，系统弹出管理表达对话框 ，如图所示。 该对话框显示选择的零部件的名称、路径和类型等。通过该 对话框可以对选择的零部件进行关联、除去、替换、重命 名和激活等操作。 1-11 6.2.8 复制零部件 【快速多实例化】工具，是用于对加载的零部件按照一定的 方式进行复制装配的工具，常用于一个产品存在多个相同 零部件时。单击【快速多实例化】工具按钮右下黑色三角 ，展开【多实例化】工具栏，该工具栏包括【快速多实例 化】工具和【定义多实例化】工具。 1、快速多实例化 2、定义多实例化 1-12 6.3 装配约束 约束是装配设计的一个关键因素，零部件之间除了位置关系 ，还要考虑相互约束关系，才能完成装配。装配设计平台 中提供了【约束创建】和【约束】2个工具栏，两个工具 栏包含【约束创建】工具、【相合约束】工具、【接触约 束】工具、【偏移约束】工具、【角度约束】工具、【固 定组件】工具、【固联】工具、【快速约束】工具、【灵 活/固定子装配件】工具、【更改约束】工具和【再使用 模式】工具等约束工具。 1-13 6.3.1 创建约束方式 单击【约束创建方式】工具右下黑色三角，展开【约束创建 方式】工具栏，如图6.22所示，该工具栏包含【缺省方式 、【链方式】、【堆栈方式】3种连续创建约束的方法。 1、缺省方式 2、链方式 3、堆栈方式 1-14 6.3.2 相合约束（Coincidence Constraint） 【相合约束】工具，是用于对齐零件的约束工具，根据选择 的几何元素，可以获得同心、同轴或共面约束。当两个几 何元素的最小距离小于10-3mm时，系统认为它是是相合 。下面列出可用于相合约束的几何元素。 图约束属性对话框 1-15 6.3.3 接触约束（Contact Constraint） 【接触约束】工具，是在平面或曲面之间创建接触的约束工 具，它们的公共区域可能是平面（面接触）、线（线接触 ）、点（点接触）和圆（圆环接触）。 1-16 6.3.4 偏移约束（Offset Constraint） 【偏移约束】工具，是用于设定两个元素之间距离的约束工 具。可以用于创建偏移约束的元素如表6.3所示。 YES表示可以创建约束 下面以如图6.33所示图形创建偏移 约束为例，讲解【偏移约束】工具的使用方法，具体操作 步骤如下所示： （1）单击【约束】工具栏上的【偏移约束】工具按钮，选 择螺柱端面和螺母端面，系统弹出约束属性对话框。 （2）在偏移微调框键入-10mm，单击【确定】按钮，偏移 约束创建完成。 1-17 6.3.5 角度约束 【角度约束】工具，是对两个元素之间保证一定角度的约束 工具，线和面都可以作为被选择的几何元素。 下面以如图6.36所示图形为例，讲解【角度约束】工具的使 用方法，具体操作步骤如下所示： （1）单击【约束】工具栏上的【角度约束】工具按钮，选 择如图6.37所示两个平面，系统弹出约束属性定义对话框 。 （2）在角度微调框键入60度，单击【确定】按钮，角度约 束创建完成。 1-18 6.3.6 固定约束（Fix） 【固定组件】工具，是用于装配更新时防止该部件从它的上一级 装配中移动或离开的约束工具。固定部件的约束有两种类型。 （1）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 置，就需要设置一个绝对位置，这个操作只需在约束定义对话 框中选中【在空间中固定】复选框，就可以设置绝对坐标了。 （2）在一个固定约束中，要依靠它固定的位置固定装配体，就需 要设置一个相对位置，这个操作需要在约束定义对话框中取消 【在空间中固定】复选框。 该工具的操作步骤如下所示： （1）单击【约束】工具栏上的【固定组件】工具按钮，选择需要 的几何元素； （2）双击结构树中的固定组件图标，系统才会弹出约束定义对话 框，在对话框中进行设置固定约束类型。 1-19 6.3.7 固联约束 【固联】工具，是将所选取的活动的若干零部件按照现有相 对位置固定在一起的约束工具，移动其中任意一个零部件 ，整组部件都将随之移动。该工具栏的操作步骤如下所示 ： （1）单击【约束】工具栏上的【固联】工具按钮，系统弹 出固联对话框，如图6.41所示； （2）选择要固联的零部件，零部件就添加到列表框中，要 从列表中移除部件，只需单击它。 （3）单击【确定】按钮，完成固联约束。 1-20 6.3.8 快速约束 【快速约束】工具，是按照快速约束列表中的约束优先顺序 ，系统自动对选择的零部件对象创建约束的工具。选择菜 单栏中的【工具】|【选项】|【机械设计】|【装配件设计 】|【约束】选项卡可以对快速约束进行设计，如图所示 。 1-21 6.3.9 更改约束 【更改约束】工具，是将已生成的约束根据需要更改成其它 约束的工具。该工具的操作步骤如下所示： （1）单击【约束】工具栏上的【更改约束】工具按钮，在 结构树上单击需要更改的约束，系统弹出可能的约束对话 框。 （2）在对话框中选择更改成的约束，单击【确定】按钮， 更改约束完成。 1-22 6.3.10 阵列约束 【再使用模式】工具，是通过使用零件设计生成的阵列，创 建约束阵列的工具。该工具的操作步骤如下所示： （1）在利用阵列生成的零部件上安装一个零件，并设置它 们之间的约束关系； （2）单击【约束】工具栏上的【再使用模式】工具按钮， 系统弹出在图样上实例化对话框。 （3）选择零件设计生成的阵列特征，这样它会添加到图样 区域的文本框中； （4）单击要实例化的部件，选择预先约束好的零部件，这 样他会添加到文本框中； （5）单击【确定】按钮，完成阵列约束。 1-23 6.3.11 刚性/柔性约束 产品中的子产品内的零部件在产品中的固定方式有两种：刚 性固定和柔性固定。柔性固定指子产品中的零部件像其它 零部件一样利用罗盘或移动按钮进行自由移动。刚性固定 指整个子产品只能作为刚性整体移动。两种固定方式的切 换是利用【灵活/固定子装配件】工具按钮完成的。使用 方法是单击【灵活/固定子装配件】工具按钮，然后在结 构树上选择子产品就完成了固定方式之间的切换。 1-24 6.4 装配中零部件位置调整 零部件三维装配就是体现零部件的位置关系，因此零部件的 位置是装配的关键。【移动】工具栏就是调整零部件位置 的工具，该工具栏包含【操纵】、【敏捷移动】、【分解 】和碰撞时停止操纵】4个工具。 1-25 6.4.1 移动零部件 【操纵】工具，是通过鼠标拖动或旋转等方式移动零部件的 工具。单击该工具栏，系统弹出操作参数对话框，如图所 示，对话框中各图标的含义如下所述。 第一行是控制沿着某坐标轴方向移动； 第二行是控制沿着某坐标平面内判断； 第三行是控制沿着某坐标轴旋转。 遵循约束复选框是几何元素安装约束定义的方向移动。 1-26 6.4.2 快速移动零部件 【敏捷移动】工具栏是采用映射的方式对组件进行快速移动 。单击【敏捷移动】工具右下黑色三角，展开【敏捷移动 】工具栏，该工具栏包含【敏捷移动】和【智能移动】2 个工具。 1、敏捷移动 2、智能移动 1-27 6.4.3 生成装配爆炸图 【分解】工具，是对装配在一起的零部件分解的工具，方便了解 零部件之间的位置关系，并有利于生成二维图纸。单击该工具 按钮，系统弹出爆炸对话框，该对话框的内容如下所述。 深度用于设置爆炸的层次。全部层表示将装配产品分解至最底层 ，第一层表示仅分解到第一层零部件； 形式用于设置分解的方式。3D表示将产品在三维空间中分解；2D 表示将产品分解后投影到XY平面上；约束表示将产品按照约束 条件进行分解，该方式仅在产品中存在共轴或共面时有效； 选择用于显示选择的用于分解的产品； 固定产品文本框用于选择分解过程中位置固定不变的零部件； 转动爆炸滑块条用于观察整个分解过程。 1-28 6.4.4 碰撞停止 【碰撞时停止操纵】工具，是在激活该工具时，调整装配件 的零部件是，如果遇到碰撞，在碰撞方向上停止操纵的工 具。 1-29 6.5 装配分析 装配设计完成后需要进行相应的分析，通过分析检验装配效 果和零部件设计是否存在缺陷。Catia V5提供了【分析】 （Analyze）菜单栏，如图所示，菜单栏中包含了【空间 分析】工具栏所有内容。该菜单栏提供了很多装配分析功 能。下面具体讲解使用方法。 1-30 6.5.1 材料清单 选择【分析】|【材料清单】命令，系统弹出物料清单对话 框，如图所示，该对话框有物料清单和清单报告两个选项 卡。 1、物料清单 2、清单报告 1-31 6.5.2 更新 选择【分析】|【更新】命令，如果有更新元素，系统弹出 更新分析对话框，在分析选项卡内会显示所有需要更新的 元素以及相关数据，包括产品中需要更新的产品、需要更 新的约束，子产品中需要更新的部件、需要更新的约束以 及需要更新的零件外观显示形态等。在更新选项卡内，可 以直接选择需要更新的元素，然后单击右侧的更新工具按 钮进行更新操作。如果当前所有的元素都是最新的，产品 中没有需要更新的元素，系统会弹出更新分析对话框，提 示“组件是最新的”。 1-32 6.5.3 约束分析 选择【分析】|【约束分析】命令，系统弹出约束分析对话 框，如图所示，该对话框包含约束、中断和已停用3个选 项卡。在对话框最上下拉列表框选择准备分析的产品，在 选项卡内列出当前分析