第4章 零件的三维建模.ppt

第4章零件的三维建模 4 1概述4 2基于草图建立特征4 3特征编辑4 4形体的变换4 5形体与曲面有关的操作4 6形体的逻辑运算4 7添加材质4 8三维建模实例习题 4 1概述1 实体造型的两种模式第一种模式是以立方体 圆柱体 球体 锥体和环状体等为基本体素 通过交 并 差等集合运算 生成更为复杂形体 第二种模式是以草图为基础 建立基本的特征 以修饰特征方式创建形体 两种模式生成的形体都具有完整的几何信息 是真实而唯一的三维实体 CATIA侧重第二种模式 第三章介绍了在草图设计模块创建轮廓线的方法 本章介绍如何利用草图设计模块创建的轮廓线创建三维的特征以及进一步利用特征构造零件模型 2 进入零件三维建模模块的三种途径 1 选择菜单 Start MechanicalDesign PartDesign 即可进入零件三维建模模块 2 选择菜单 File New 弹出图4 1所示建立新文件对话框 选择Part 即可进入零件三维建模模块 图4 1建立新文件对话框 3 从Workbench工作台上选择PartDesign图标 即可进入零件三维建模模块 图 2从Workbench工作台进入零件设计模块 4 2基于草图建立特征这些特征是草绘曲线或曲线曲面模块中生成的平面曲线为基础的特征 它们有的是产生形体 例如拉伸Pad 旋转Shaft等 有的是从已有的形体中去除一部分形体 如挖槽Pocket 旋转槽Groove等 4 2 1拉伸该功能是将一个闭合的平面曲线沿着一个方向或同时沿相反的两个方向拉伸 Pad 而形成的形体 它是最常用的一个命令 也是最基本的生成形体的方法 在草图设计模块绘制了闭合的平面曲线 例如图4 3所示的白色曲线 单击该图标 弹出图4 4所示拉伸定义对话框 图4 3拉伸形体图4 4局部的拉伸定义对话框一般情况下 图4 4所示拉伸定义对话框已满足了使用要求 单击 More 按钮 将弹出图4 5所示的完整的拉伸定义对话框 单击图4 5所示对话框的 和 Less 按钮的功能适用于所有的对话框 图4 5完整的拉伸定义对话框该对话框各项含义如下 1 FirstLimit栏第一拉伸界限 其类型type包括Dimension Uptonext Uptolast Uptoplane和Uptosurface 详细的解释请参照 图 8有关孔深的选项 光标放在绿色LIM1或LIM2字符上时 出现绿色箭头 按鼠标左键拖动鼠标 可以改变两界限大小 2 SecondLimit栏第二拉伸界限 它的正方向和第一拉伸界限相反 其余含义同FirstLimit 3 Profile栏轮廓线 闭合曲线 可以是sketch 也可以是平面曲线 是在草图绘制模块建立的 详见第3章草图设计 若单击该栏的按钮 将进入创建该闭合曲线时的工作环境 4 Mirroredextent切换开关若该切换开关为开 SecondLimit等于FirstLimit 形体以草图平面为对称 5 ReverseDirection按钮单击该按钮 改变拉伸方向为当前相反的方向 单击代表拉伸方向的箭头 也可以改变拉伸方向 4 2 2挖槽该功能是挖槽 Pocket 挖槽产生的结果与拉伸相反 是从已有形体上去掉一块形体 见图4 6 其对话框与拉伸对话框相同 输入参数参见拉伸对话框 图4 6挖槽及其对话框 4 2 3打孔该功能是打圆孔或螺纹孔 单击该图标 弹出所示图4 7所示圆孔定义对话框 该对话框分为Extension Type和ThreadDefinition三个选项卡 图4 7圆孔定义对话框 1 Extension选项卡 见图4 7 1 Blind 盲孔 选此项时Depth为可用状态 该下拉列表中的Dimension UptoNext UptoLast UptoPlane和UptoSurface的含义见图 8 2 Diameter 孔直径 3 Depth 在界限为Blind时需要输入此项 为孔的深度 4 Axis 孔的轴线方向 Reverse改变成相反方向 5 PositioningSketch 进入草图设计 确定孔心位置 6 Bottom 孔底部形状 包括Flat平底和V Bottom锥底两种 7 Angle 底锥角度 图 8有关孔深的选项 2 Type选项卡 见图4 9 通过该选项卡可确定各种式样孔的参数 例如图4 10所示的简单孔 锥孔 沉孔 和埋头孔等 图4 9 a Type选项卡 图4 9 b 孔的式样3 ThreadDefinition选项卡定义钻孔的直径 深度和螺纹孔的螺纹大径 深度等参数 见图4 10 图4 10 4 预定义孔的位置选择打孔平面后则产生的孔心和预选圆弧同心 或者产生两个相对于两直线的定位尺寸 用鼠标双击尺寸可以编辑它们 从而定位了孔中心 见图4 11 图 11预定义孔中心位置 4 2 4旋转体该功能是将一条闭合的平面曲线绕一条轴线旋转一定角度而形成形体 平面曲线和轴线是在草图设计模块绘制的 绘制轴线的图标为 如果非闭合曲线的首 尾两点在轴线或轴线的延长线上 也能生成旋转形体 注意曲线不能自相交或与轴线相交 单击图标 弹出图4 12所示定义轴的对话框 图 12 该对话框各项含义如下 1 Limits栏包括两个旋转角度 其旋转方向是相反的 用来确定旋转的界限 2 Profile栏被旋转的轮廓曲线 在草图设计模块创建 若单击图标 可进入草图设计模块 3 Axis栏选择的旋转轴线 4 2 5旋转槽该功能是将一条闭合的平面曲线绕一条轴线旋转一定的角度 其结果是从当前形体减去旋转得到的形体 见图4 13 其操作过程 参数的含义与相同 图4 13旋转槽的定义及其对话框 4 2 6肋该功能是将指定的一条平面轮廓线 Profile 沿指定的中心曲线 Centercurve 扫描而生成形体 轮廓线是闭合的平面曲线 中心曲线是轮廓线扫描的路径 如果中心曲线是三维曲线 那么它必须切线连续 如果中心曲线是平面曲线 则无需切线连续 如果中心曲线是闭合三维曲线 那么轮廓线必须是闭合的 单击图标 弹出图4 14所示定义肋的对话框 图4 14定义肋的对话框 该对话框Profilecontrol项有以下三种选择 1 Keepangle 轮廓线所在平面和中心线切线方向的夹角保持不变 见图4 15 a 2 Pullingdirection 轮廓线方向始终保持与指定的方向不变 通过Selection项选择一条直线 即可确定指定的方向 见图4 15 b 3 Referencesurface 轮廓线平面的法线方向始终和指定的参考曲面夹角大小保持不变 通过Selection项选择一个表面即可 见图4 15 c a b c 图4 15控制扫描过程中轮廓线的方向 4 2 7狭槽该功能是生成狭槽 Slot 狭槽与肋相反 是从已有形体上去掉扫描形体 见图4 16 它的定义 条件和操作过程与肋相同 图4 16Slot狭槽 4 2 8加强筋该功能是在已有的形体的基础上生成加强筋 加强筋的截面是通过已有的形体的表面和指定的轮廓线确定的 可将加强筋的截面沿其法线正 反或双向拉伸到指定厚度 单击该图标 弹出图4 17所示定义加强筋的对话框 图4 17加强筋及其对话框 该对话框的说明如下 1 Thickness栏编辑框内输入加强筋厚度 若切换开关Mirroredextent为开 将双向拉伸 若单击Reversedirection按钮 将改变拉伸为当前的反方向 2 Depth栏若单击Reversedirection按钮 将在指定的轮廓线的另一侧形成加强筋的截面 3 Profile栏确定加强筋的轮廓线 4 2 9放样该功能是放样 Loft 用一组互不交叉的截面曲线和一条指定的或自动确定的脊线 Spine 扫描得到的形体 形体的表面通过这组截面曲线 见图4 18 如果指定一组导线 Guides 那么形体还将受到导线的控制 可以为截面曲线指定相切支撑面 使放样形体和支撑面在此截面处相切 还可以在截面曲线上指定闭合点 Closingpoint 用于控制形体的扭曲状态 图4 18放样 单击图标 弹出图4 19所示放样定义对话框 图4 19放样定义对话框该对话框上部的列表框按选择顺序记录了一组截面曲线 下部有Guides Spine Coupling和Relimitation四个选项卡 1 Guides选项卡 输入各截面曲线的导线 2 Spine选项卡 输入所选的脊线 默认的脊线是自动计算的 3 Coupling选项卡 控制截面曲线的偶合 有以下四种情况 Ratio 截面通过曲线坐标偶合 Tangency 截面通过曲线的切线不连续点偶合 如果各个截面的切线不连续点的数量不等 则截面不能偶合 必须通过手工修改不连续点使之相同 才能偶合 Tangencythencurvature 截面通过曲线的曲率不连续点偶合 如果各个截面的曲率不连续点的数量不等 则截面不能偶合 必须通过手工修改不连续点使之相同 才能偶合 Vertices 截面通过曲线的顶点偶合 如果各个截面的顶点的数量不等 则截面不能偶合 必须通过手工修改顶点使之相同 才能偶合 截面线上的箭头表示截面线的方向 必须一致 各个截面线上的ClosingPoint所在位置必须一致 否则放样结果会产生扭曲 4 Relimitation选项卡 控制放样的起始界限 见图4 20 当该选项卡的切换开关为打开状态时 放样的起始界限为起始截面 如果切换开关为关闭状态 若指定脊线 则按照脊线的端点确定起始界限 否则按照选择的第一条导线的端点确定起始界限 若脊线和导线均未指定时按照起始截面线确定放样的起始界限 图4 20确定放样界限 4 2 10减去放样该功能是从已有形体上去掉放样形体 与放样结果相反 见图4 21 减去放样的操作过程 对话框的内容及参数的含义与放样完全相同 图4 21减去放样 4 3特征编辑4 3 1倒圆角该功能是倒圆角 单击该图标 弹出图4 22所示定义倒圆角的对话框 图4 22定义倒圆角的对话框该对话框各项的含义如下 1 Radius编辑框 输入圆角半径 2 Object s tofilet 输入倒圆角的对象 可选择多个棱边或面 若选择了面 面的边界处将产生圆角 3 Propagation 棱边的连续性 有Minimal和Tangency两种选择 若选择了Minima 将不考虑与被选棱边的邻接边 即只倒被选棱边的圆角 若选择了Tangency 如果被选棱边的邻接边与其相切邻接 也将被倒圆角 4 Edge s tokeep 保留倒圆角的棱边 见图4 23 a 5 Limitingelement选择倒角的界限 见图4 23 b 6 Trimribbons按钮用于两棱边的倒角面相互交叉时 使倒角面互相剪切 如果不选此项 则倒角面不剪切 见图4 23 c a b c 图4 23倒圆角 4 3 2变半径倒圆角该功能是在同一棱边上倒出半径为变化的圆角 单击该图标 弹出图4 24所示对话框 图4 24变半径倒圆角VariableEdgeFillet及其对话框该对话框中Radius Propagation Trimribbons Edge s Edge s tokeep和Limitingelement各项与前面倒固定半径圆角的含义相同 其余各项的含义如下 1 Edges s tofilet 输入倒圆角的棱边 选中一条棱边时 棱边的两端显示了两个点和默认的半径值 2 Points 用来选取设置圆角半径的位置 首先单击该输入框 然后在被选棱边上单击某处 在被单击某处显示了一个点和默认的半径值 双击半径值 弹出图4 25所示参数定义对话框 通过该对话框可以修改半径的数值 图4 25参数定义对话框 2 Viriation 控制半径变化的规律 有Linear和Cubic两种选择 Linear选项使圆角角半径呈线性变化 见图4 26 a Cubic选项使圆角角半径呈立方曲线变化 见图4 26 b a b 图4 26线性变化和立方曲线变化的圆角 4 3 3生成面 面圆角该功能是生成面 面圆角 单击该图标 弹出图4 27所示面 面圆角定义对话框 输入圆角半径 选择邻接的两个面 单击OK按钮即可 图4 27圆角定义对话框 4 3 4生成与三面相切的圆角该功能是生成与三面相切的圆角 单击该图标 弹出图4 28所示定义与三面相切圆角的对话框 单击Facestofillet域 选择两个面 例如 选择图4 29 a 所示形体的前后面 单击Facetoremove域 选择移去的面 例如 选择图4 29 b 所示形体的顶面 单击OK按 结果见图4 29 c 图4 28定义与三面相切圆角的对话框 a b c 图4 29生成与三面相切的圆角 4 3 5切角该功能是切角 单击该图标 弹出图4 30所示定义切角的对话框 图4 30定义切角的对话框该对话框各项的含义如下 1 Mode编辑框 切角的模式 有Length1 Angle和Length1 Length2两种模式 若选择了Length1 Angle模式 该对话框出现了Length和Angle编辑框 若选择了Length1 Length2模式 该对话框出现了Length1和Length2编辑框 2 Length1 输入切角的长度1 3 Angle 输入切角的角度 4 Length2 输入切角的长度2 5 Reverse切换开关 若该开关为打开状态 Length1和Length2的互换 其余各项的含义同倒圆角 图4 31 b 所示为Length1 8 Angle 45 时形体切角后的结果 a b 图4 31形体切角 4 3 6拔模该功能是拔模 为了便于从模具中取出铸造类的零件 一切零件的侧壁需有一定斜度 即拔模角度 CATIA可以实现等角度和变角度拔模 1 等角度拔模单击该图标 弹出图4 32所示定义拔模斜度的对话框 图4 32定义拔模斜度的对话框 该对话框各项的含义如下 1 DraftType 拔模类型 左边按钮是简单拔模 右边按钮是变角度拔模 2 Angle 拔模角度 即拔模后拔模面与拔模方向的夹角 3 Face s todraft 选择拔模 改变斜度 的表面 拔模面呈深红色显示 4 Selectionbyneutralface 若打开此切换开关 通过中性面选择拔模的表面 5 NeutralElement 中性面 即拔模过程中不变化的实体轮廓曲线 中性面呈蓝色显示 见图4 33形体中间的轮廓线 确定了中性面 也就确定了拔模方向 该栏的Propagation选项控制拔模面的选择 若选择了None 将逐一个面地选择 若选择了Smooth 在中性曲线上与选择曲面相切连续的所有曲面全被选中 6 Pullingdirection 拔模方向 通常CATIA给出一个默认的拔模方向 见图4 33 a 的箭头 当选择中性面之后 拔模方向垂直于中性面 7 Partingelement 分离面 分离面可以是平面 曲面或者是实体表面 拔模面被分离面分成两部分 分别拔模 该栏有以下三个切换开关 8 Parting Neutral切换开关 若该切换开关为打开状态 分离面和中性面是同一个面 见图4 33 b 此时切换开关Draftbothsides为可用状态 a b c 图4 33拔模Draft对话框及其选项 9 Draftbothsides切换开关 若该切换开关为打开状态 拔模成中间大两端小的形状 见图4 33 c 10 DefinePartingelement切换开关 当Parting Neutral切换开关为关闭状态时 打开该切换开关 可以选择一个分离面 图4 34 a 是拔模前的形体 该形体的拔模角度为6 底面为中性面 侧面为拔模表面 拔模之后的结果见图4 34 b 图4 34拔模前后的形体 2 变角度拔模单击DraftType右边的按钮 对话框改变为变角度拔模状态 见图4 35 图4 35变角度拔模状态的对话框 比较这两个对话框 区别在后者用 Points 编辑框替换了 Selectionbyneutralface 编辑框 说明变角度拔模不能通过中性面选择拔模的表面 关键的操作是选择中性面和拔模面后 与这两种面临界的棱边的两个端点各出现一个角度值 双击此角度值 通过随后弹出的修改对话框即可修改角度值 如果要增加角度控制点 首先单击Points编辑框 再单击棱边 例如图4 36所示棱边的中点 棱边的点击处出现角度值显示 双击角度值 通过随后弹出的修改对话框即修改为指定角度 单击此角度值为取消此控制点 单击OK按钮即可 图4 36变半径拔模Draft 4 3 7抽壳该功能是保留实体表面的厚度 挖空实体的内部 也可以在实体表面外增加厚度 单击该图标 弹出图4 37所示抽壳定义对话框 图4 37抽壳定义对话框该对话框各项的含义如下 1 Defaultinsidethickness 从形体表面向内保留的默认厚度 例如输入10 2 Defaultoutsidethickness 从形体表面向外增加的默认厚度 例如输入0 3 Facestoremove 选择要去掉的表面 呈深红色显示 默认的厚度显示在该面上 例如选择图4 38 a 所示形体的顶面 4 Otherthicknessfaces 确定非默认厚度的表面 呈蓝色显示 并出现该面的厚度值 双击厚度值可以改变该面的厚度 例如 选择图4 38 a 所示形体的右前面 并将厚度值改为2 单击OK按钮 即可得到图4 38 b 所示形体 a b 图4 38形体抽壳 4 3 8改变厚度该功能是增加或减少指定形体表面的厚度 单击该图标 弹出图4 39所示厚度定义对话框 图4 39厚度定义对话框该对话框各项的含义如下 1 Defaultthickness 输入默认的厚度值 正数表示增加的厚度 负数表示减少的厚度 例如输入5 2 Defaultthicknessfaces 选择改变默认厚度的形体表面 该表面呈红色显示 例如选择图4 40 a 所示圆柱的顶面 3 Otherthicknessfaces 选择改变非默认厚度的形体表面 该表面呈蓝色显示 例如选择图4 40 a 所示底板顶面 双击初始值厚度 将其改为 2 单击OK按钮 即可得到图4 40 b 所示形体 a b 图4 40抽壳Shell对话框及结果 4 3 9内外螺纹该功能是在圆柱表面生成外螺纹或在圆孔的表面生成内螺纹 但只是将螺纹信息记录到数据库 三维模型上并不产生螺旋线 而是在二维视图上采用了螺纹的规定画法 单击该图标 弹出图4 41所示内外螺纹定义对话框 图4 41所示内外螺纹定义对话框 该对话框各项的含义如下 1 LateralFace 圆柱外表面或圆孔内表面 例如选择图4 42所示圆柱的外表面 2 LimitFace 螺纹的起始界限 必须是一个平面 例如选择图4 42所示圆柱的顶面 3 ReverseDirection按钮 改变螺纹轴线为当前相反的方向 4 Type 螺纹的类型 其中MetricThinPitch为公制细牙螺纹 MetricThickPitch为公制粗牙螺纹 NoStandatd为非标准螺纹 例如选择MetricThinPitch 5 ThreadDiameter 螺纹的大径 6 SupportDiameter 圆柱或圆孔的直径 7 ThreadDepth 螺纹的深 高 长 度 8 Supportheight 圆柱或圆孔的高 深 长 度 9 Pitch 螺距 10 RightThread 右旋螺纹 11 LeftThread 左旋螺纹 单击OK按钮 结果见图4 42 图4 42生成螺纹 4 3 10拉伸 拔模 倒圆角组合该功能集成了拉伸 拔模和倒圆角 操作步骤如下 1 选择草图设计模块绘制的曲线 见图4 44 a 单击图标 弹出图4 43所示对话框 2 在FirstLimit栏的Length框输入拉伸该曲线的值 该项是必选的 3 单击SecondLimit栏的Limit框 选择图4 44 a 形体的顶面 该项是必选的 图4 43 4 Draft 拔模 和Fillets 倒圆角 是可选项 如不做拔模或倒角 不要打开该栏的切换开关 5 如果打开了Draft栏的切换开关 需要输入拔模角度和选择中性面 中性面为FirstLimit和SecondLimit两者之一 6 如果打开了Fillets栏的切换开关 需要按照棱边的位置输入圆角半径 棱边的位置分为Lateral 侧边 FirstLimit 顶边 和SecondLimit 底边 7 OK按钮即可 结果见图4 43 b a b 图4 44生成拉伸 拔模和倒圆角组合特征 4 3 11挖槽 拔模 倒圆角组合该功能集成了挖槽 拔模和倒角 单击该图标 弹出对话框的式样及各项的含义与图4 43所示拉伸 拔模和倒圆角集成的对话框基本相同 图4 45是生成挖槽 拔模和倒圆角组合特征的实例 图4 45生成挖槽 拔模 倒圆角组合组合特征 4 4形体的变换4 4 1平移该功能是平移当前的形体 单击该图标 弹出图4 46所示对话框 该对话框各项的含义如下 1 Direction 移动的方向 可以选择直线或平面确定方向 如果选择的是平面 平面的法线即为移动方向 2 Distance 移动的距离 正数表示沿给定方向移动 负数表示沿给定方向的反方向移动 也可以用光标指向移动箭头 按住鼠标左键直接拖动形体 完成操作后 在特征树上生成相应的平移特征 图4 46平移形体及其对话框 4 4 2旋转该功能是旋转当前的形体 单击该图标 弹出图4 47所示对话框 该对话框各项的含义如下 1 Axis 旋转轴 选择一条直线 包括形体的棱边或回转体的轴线 2 Angle 旋转角度 正数表示逆时针旋转 负数表示顺时针旋转 也可以用光标指向旋转箭头 按住鼠标左键旋转形体 完成操作 在特征树上生成相应的旋转特征 图4 47旋转形体及其对话框 4 4 3对称该功能是将当前的形体变换到与指定平面对称的位置 单击该图标 弹出图4 48所示对话框 选择一个平面 例如选择特征树的xy平面 单击OK按钮 当前形体变换到与指定平面对称的位置 在特征树上生成相应的对称特征 图4 48对称旋转形体及其对话框 4 4 4镜像该功能是镜像与对称的相同之处是都指定一个镜像 对称 平面 不同之处是 经过镜像 镜像前的形体改变为一个特征 在镜像平面另一侧新产生一个与之对称的特征 但它们都属于当前形体 见图4 49 另外 镜像时选择的对象既可以是当前形 也可以者是一些特征的集合 图4 49镜像形体及其对话框 4 4 5矩形阵列该功能是将整个形体或者几个特征复制为m行n列的矩形阵列 a b 图4 50阵列一个特征首先预选需要阵列的特征 例如选取图4 50所示圆柱特征或在特征树上选择该特征 如果不预选特征 当前形体将作为阵列对象 单击该图标 弹出图4 51所示对话框 图4 51矩形阵列对话框 对话框各项的含义如下 1 FirstDirection SecondDirection 栏阵列的第一个方向 该栏有以下6项 1 Parameters 确定该方向参数的方法 可以选择Instances Length 复制的数目和总长度 Instances Spacing 复制的数目和间距 和Spacing Length 间距和总长度 例如选择Instances Spacing 2 Instances 确定该方向复制的数目 例如输入3 3 Spacing 确定该方向阵列的间距 例如输入80 4 Length 确定该方向的总长度 2 ReferenceDirection栏该行 列 的方向 该栏有以下2项 1 Referenceelemente 确定该方向的基准 例如选择图4 50 a 所示底板的长边 2 Reverse按钮 单击该按钮 改变为当前的相反方向 3 ObjecttoPattern栏复制的对象 该栏有以下2项 1 Object 输入复制的对象 2 Keepspecification 是否保持被阵列特征的Limit界限参数 假如被阵列特征pad的Limit参数为 UptoSurface 则阵列后pad特征的界限也是 UptoSurface 见图4 52 图4 52保持拉伸特征的界限 4 PostionofObjectinPattern栏调整阵列的位置和方向 该栏有以下3项 1 RowinDirection1 被阵列的特征是第一个方向中的第几项 例如输入2 2 RowinDirection2 被阵列的特征是第二个方向中的第几项 例如输入1 3 Rotationangle 阵列的旋转角 例如输入30 结果见图4 53 图4 53调整阵列的位置和方向 4 4 6圆形阵列该功能是将当前形体或一些特征复制为m个环 每环n个特征的圆形阵列 a b 图4 54圆形阵列一个特征首先预选需要阵列的特征 例如选取图4 54 a 圆形所示的小圆柱或在特征树上选择该特征 如果不预选特征 当前形体将作为阵列对象 单击该图标 弹出图4 55所示对话框 图4 55圆形阵列对话框 对话框各项的含义如下 1 AxialReference选项卡围绕轴线方向的参数 有以下6项 1 Parameters 确定围绕轴线方向参数的方法 可以选择Instances totalangle 复制的数目和总包角 Instances angularspacing 复制的数目和角度间隔 和Angularspacing totalangle 角度间隔和总包角 的Completecrown 整个圆周 例如选择Instances angularspacing 2 Instances 确定环形方向复制的数目 例如输入5 3 Angularspacing 确定环形方向相邻特征的角度间隔 例如输入72 4 Totalangle 确定环形方向的总包角 5 Referenceelement 确定环形方向的基准 例如选择图4 54 a 所示圆盘的轴线 6 Reverse按钮 单击该按钮 改变为当前的相反方向 2 CrownDefinition选项卡确定径向的参数 见图4 56 有以下4项 图4 56CrownDefinition选项卡 1 Parameters 确定径向参数的方法 可以选择Circle s thicknessspacing 圈数和径向宽度 Circle s circlespacing 圈数和圈之间的间隔 和Circlespacing tcrownthickness 圈之间的间隔和径向宽度 2 Circle s 确定圈数 例如输入2 3 Circlespacing 确定圈之间的间隔 例如输入20 4 Crownthickness 确定径向宽度 3 ObjecttoPattern栏复制的对象 该栏有以下2项 1 Object 输入复制的对象 2 Keepspecification 是否保持被阵列特征的Limit界限参数 参照矩形阵列 4 PostionofObjectinPattern栏调整阵列的位置和方向 该栏有以下3项 1 Rowinangular 被阵列的特征是环形方向的第几项 2 Rowinradial 被阵列的特征是径向的第几项 3 Rotationangle 阵列的旋转角 5 Radialalignmentofinstance s 栏 确定在复制特征时的对齐方式 图4 57 a 所示Radialalignmentofinstance s 切换开关处于打开状态时的圆形阵列 图4 57 b 所示为该切换开关处于关闭时的圆形阵列 a b 图4 57不同对齐方式下的圆形阵列4 4 7自定义阵列该功能是生成用户自定义的阵列 用户阵列与上面两种阵列的不同之处在于阵列的位置是在草图设计模块确定的 图4 58用户阵列一个特征 图4 58 a 所示为带有一个孔的六边形底板 选取六边形底板上表面 单击图标进入草图设计模块 单击图标 绘制一些点 见图4 58 a 单击图标 返回零件建模模块 单击图标 弹出图4 59所示用户阵列对话框 4 59用户阵列对话框 对话框各项的含义如下 1 Positions 选择绘制点的草图 2 Object 被阵列的对象 可以是单个特征 一些特征的组合或整个形体 例如选择图4 58 a 的小孔 3 Anchorpoint 用于改变阵列特征相对于草图点的位置 4 Keepspecification 是否保持被阵列特征的Limit界限参数 参照矩形阵列 4 4 4比例缩放该功能可通过基准面和比例因子缩放形体 在缩放过程中形体只在基准面的法线方向上缩放 单击该图标 弹出图4 60 b 所示对话 单击Reference框 输入基准面 例如选择图4 60 a 所示形体的右侧面 在Ratio框输入缩放比例 例如1 5 单击OK按钮 结果见图4 60 a a b 图4 60缩放形体 4 5形体与曲面有关的操作4 5 1曲面剪切形体该功能是用平面 形体表面或曲面剪切 Split 当前形体 单击该图标 弹出图4 61所示对话框 选择一个曲面 出现箭头 箭头指向是形体的保留部分 点击箭头可以改变方向 按OK按钮结束操作 见图4 62 图4 61曲面剪裁形体对话框图4 62剪切形体 4 5 2曲面加厚形体该功能是为曲面添加厚度 使其成为形体 单击该图标 弹出图4 63所示对话框 选择一个曲面 箭头所指方向是FirstOffset 第一个等距面 的方向 可以给出两个方向的厚度 通过ReverseDirection按钮可以改变等距方向 按OK按钮结束操作 见图4 64 图4 63为曲面添加厚度对话框图4 64为曲面添加厚度 4 5 3包围形体该功能是将封闭曲面和一些开口曲面围成形体 见图4 65 图4 65包围形体 4 5 4缝合形体该功能是把曲面和形体结合在一起 首先计算曲面和形体的相交部位 再去掉一部分形体材料 如果曲面和形体之间有空隙 则弥合这个缝隙 这是缝合 Sew 和剪切的区别 操作对象是整个形体 只需选择曲面 出现的箭头表示保留的形体部分 点击箭头可以改变方向 见图4 66 图4 66缝合形体 4 6形体的逻辑运算有些形体可以看作是由另一些形体组合而成的 将多个形体组合成一个形体 需要对形体进行逻辑运算 4 6 1插入新形体基于草图建立 修饰特征的方式所创建的只是一个形体 必须再插入新形体才能进行形体间的逻辑运算 例如 当前只有一个形体即特征树的PartBody 见图4 67 a 单击图标 特征树上增加了一个节点Body 2 见图4 67 b 继续建模 例如进入草图设计模块绘制一个圆 返回零件建模模块拉伸为一个圆柱体 圆柱体即为插入的新形体Body 2 见图4 67 b 同样的方法和操作过程可以再插入的新形体Body 3 a b 图4 67插入一个新形体 4 6 2组合该功能是将两个形体组合在一起 形成一个新的形体 图4 68组合之前的两个形体和特征树例如 图4 68是长方体PartBody和圆柱体Body 2 用该功能将这两个形体组合在一起的操作步骤是 单击图标 选择圆柱体或者在特征树上选择Body 2 随后弹出图4 69 a 所示组合对话框 单击OK按钮即可 从图4 69 b 所示特征树上可以看到Body 2已组合到PartBody a b 图4 69组合之后的两个形体和特征树 4 6 3加该功能是将两个形体合并在一起 形成一个新的形体 例如 将图4 68所示的长方PartBody和圆柱体Body 2合并在一起的操作步骤是 单击图标 选择圆柱体或者在特征树上选择Body 2 随后弹出图4 70 a 所示添加对话框 单击OK按钮即可 从图4 70 b 所示特征树上可以看到Body 2已合并到PartBody a b 图4 70合并之后的两个形体和特征树 4 6 4减该功能是从当前形体减去一些形体 例如 从图4 68所示的长方PartBody中减去圆柱体Body 2的操作步骤是 单击图标 选择圆柱体或者在特征树上选择Body 2 随后弹出图4 71 a 所示减去对话框 单击OK按钮即可 从图4 71 b 所示特征树上可以看到Body 2已合并到PartBody a b 图4 71形体减操作 4 6 5交该功能是将两个形体的共有部分 形成一个新的形体 例如求出图4 68所示的长方PartBody和圆柱体Body 2共有部分的操作步骤是 单击图标 选择圆柱体或者在特征树上选择Body 2 随后弹出图4 72 a 所示求交对话框 单击OK按钮即可 从图4 72 b 所示特征树上可以看到Body 2已合并到PartBody a b 图4 72上下文菜单实现并操作以上四种操作过程中 如果按住Crtl键 可以选择多个形体 4 6 6合并修剪该功能是合并修剪 合并修剪具有加和减两种运算的特点 可以有选择的保留或去掉所选形体的部分结构 形成一个形体 a b 图4 73合并修剪形体及其对话框图4 73 a 所示四条窄板是形体PartBody 四条宽板是形体Body 2 将形体Body 2合并修剪到形体PartBody的操作步骤是 单击图标 选择宽板或者在特征树上选择 Body 2 随后弹出图4 73 b 所示修剪对话框 对话框的前两项显示了当前是用PartBody修剪Body 2 第三项用于输入去掉的Body 2的面 未被选者将保留 第四项用于输入保留的Body 2的面 未被选者将去掉 如果后两项均输入一些表面 第三项的输入被忽略 例如单击对话框的Facestoremove框 选择形体Body 2的一些表面 被选中的表面呈深红色显示 单击OK按钮 结果见图4 74 图4 74掉Body 2的一些表面之后合并到PartBody 如果单击对话框的Facestokeep框 选择形体Body 2的一些表面 被选中的表面呈浅蓝色显示 见图4 75 a 单击OK按钮 结果见图4 75 b 图4 75保留Body 2的一些表面之后合并到PartBody 4 6 7去除一些形体的多余部分该功能是从参与运算的形体中去掉选中的某些部分 例如图4 76是一个长方体和一个方盒 图4 77从长方体减去方盒前后的状态 由于方盒是空的 因此长方体保留了方盒内的部分 利用该功能可以去掉方盒内的部分 图4 76长方体和方盒 a 减运算前 b 减运算后图4 77从长方体减去方盒前后的状态操作过程步骤是 单击图标 选择图4 78 a 所示形体或者在特征树上选择Remove 1 随后弹出图4 78 b 所示移去对话框 单击对话框的Facestoremove框 选择长方体顶面中心 被选中的表面呈深红色显示 单击OK按钮 结果见图4 79 a b 图4 78选择移去部分的表面及其对话框图4 79去除多余部分之后的形体 4 7添加材质该功能是为三维形体添加材质 单击该图标 出现图4 80所示材质对话框 从对话框中选取一种材质 选取添加该材质的形体 单击ApplayMaterial按钮 被选形体将被添加该材质 单击OK按钮则退出 图4 80材质库 注意 只有选择AppliedCustomizedView显示模式 才能显示出材质效果 图4 81 a 是添加Emerald 翡翠 材质之后的形体 图4 81 b 是添加DSStar材质之后的形体 a b 图4 81添加材质后的形体 4 8三维建模实例 例4 1 建立图4 82所示连杆的三维模型 图4 82连杆1 选择xy坐标面 单击图标 进入草图设计模块 绘制图4 83所示连杆草图 单击图标 返回三维建模模块 图4 83连杆草图 2 单击图标 在随后弹出的图4 84所示对话框的Type域选择Dimension Length框输入4 Profile栏选择连杆草图 单击OK按钮 生成图4 85所示连杆 图4 85拉伸连杆草图的结果图4 84拉伸对话框 4 单击图标 选择图4 86所示的四个棱边 在随后弹出的图4 86所示对话框的圆角半径Radius域输入5 单击OK按钮 图4 86连杆实体倒圆角 5 选择连杆的上表面 单击图标 绘制图4 87所示矩形 单击图标 返回三维建模模块 图4 87连杆挖槽草图 6 单击图标 在随后弹出的图4 88所示对话框的Depth域输入4 SecondLimit域选择实体上表面 Draft栏的Angle域输入5 所有圆角半径为2 单击OK按钮 结果见图4 89 图4 89挖槽 拔模 倒角之后的连杆图4 88连杆挖槽 7 单击图标 在随后弹出的图4 90所示对话框的拔模角度Angle域输入5 Face s todraft域选择连杆的侧壁 中性面NeutralElement选择连杆的上表面 拔模方向PullingDirection为CATIA自动给定的方向 单击OK按钮 连杆的上表面不变 下表面变大 图4 89拔模对话框 8 单击图标 选择连杆上表面外棱 圆角半经Radius域输入1 单击OK按钮 10 单击图标 在随后弹出的图4 90所示对话框的Mirroringelement域选择连杆的下表面 单击OK按钮 完成连杆的三维模型 见图4 82 图4 90镜像对话框11 选择特征树顶端节点Part1 同时按下Alt Enter 弹出图4 91所示特性对话框 单击Product选项卡 在PartNumber框中输入Rod作为默认的文件名 最后 单击图标存盘 例4 2 建立图4 92所示摇杆的三维模型为摇杆的三维模型 为了便于叙述 将摇杆划分为A B C D E五个结构 图4 92摇杆实体三维模型 1 建立结构C 1 选择ZX坐标面 单击图标 进入草图设计模块 绘制图4 93所示两个同心圆 单击图标 返回三维建模模块 图4 93结构C草图 2 单击图标 在随后弹出的图4 94 a 所示对话框的Type域选择Dimension Length框输入42 Profile栏选择连杆草图 单击OK按钮 生成图4 94 b 所示结构C a b 图4 94拉伸对话框及结构C 2 建立结构A 1 选择ZX坐标面 单击图标 进入草图设计模块 绘制图4 95所示图形 单击图标 返回三维建模模块 图4 95结构A草图 2 单击图标 选择结构A草图 拉伸长度为12 结果见图4 96 图4 96结构A和结构C 3 建立连接结构A与结构C的结构B 1 选择ZX坐标面 单击图标 进入草图设计模块 单击图标 Project 选择结构A的内表面 得到结构A内表面的投影 2 单击图标 绘制图4 97所示外轮廓线 单击图标 返回三维建模模块 图4 97结构B草图 3 单击图标 在随后弹出的图4 98所示对话框的Profile域选择结构B草图 FirstLimit的Length域输入12 SencondLimit的Length域输入 2 结果见图4 98 图4 98建立结构B 4 建立与XY坐标面成45度的平面 作为结构D E草图的基准面 1 单击图标 弹出图4 99所示定义点的对话框 在该对话框的Pointtype域选择Coordinates XYZ坐标域均输入0 生成第一点 同样方法生成XYZ坐标域依次输入0 10 0 生成第二点 图4 99定义点的对话框 2 单击图标 弹出图4 100所示定义直线的对话框 在该对话框的Linetype域选择Point Point 依次选择上述生成的两点 得到直线 图4 100定义直线的对话框 3 单击图标 弹出图4 101所示定义平面的对话框 在该对话框的Planetype域选择Angle Normaltoplane Rotationaxis域选择前面生成的直线 Reference域选择XY坐标面 Angle域输入45度 生成经过y轴与XY面成45度的平面 图4 101定义平面的对话框 5 生成结构D 1 单击图标 在特征树上得到特征Body 2 并自动作为当前工作特征 2 单击图标 选择与XY坐标面成45度的平面 进入草图设计模块 绘制图4 102所示矩形草图 单击图标 返回三维建模模块 图4 102矩形草图 3 单击图标 在随后弹出的拉伸对话框的Profile域选择图4 102所示矩形 FirstLimit的Length域输入24 SencondLimit的Length域输入 4 见图4 103 图4 103拉伸得到结构D 4 单击图标 选择图4 104所示结构D的四个棱边 在随后弹出的倒圆角对话框的圆角半径Radius域输入3 单击OK按钮 结果见图4 104 图4 104摇杆实体三维模型支臂倒棱 6 生成结构E 1 单击图标 在特征树上得到特征Body 3 并自动作为当前工作特征 2 单击图标 选择与XY坐标面成45度的平面 进入草图设计模块 绘制图4 105所示矩形草图 单击图标 返回三维建模模块 图4 105结构E的草图 3 单击图标 在随后弹出的拉伸对话框的Profile域选择图4 105所示圆 FirstLimit的Length域输入28 结果结构E见图4 106 图4 106将结构E的草图拉伸为圆柱 4 单击图标 在随后弹出的抽壳对话框的DefaultInsidethickness域输入8 选择图选择圆柱 结构E 的上下表面 单击OK按钮 结果见图4 107 图4 107结构E经抽壳得到圆孔 7 将结构D Body 2 与结构E Body 3 联成一体 并去掉圆孔内的多余部分 1 单击图标 在随后弹出的修剪对话框的Trim域选择Body 3 With域选择Body 2 Facestoremove选择圆孔内的多余部分 见图4 108 单击OK按钮即可 图4 108连接结构D和E 去掉孔内多余部分 2 单击图标 将图4 109所示上下两条交线倒圆角 圆角半径圆角为5mm 图4 109倒圆角 8 将所有的结构合并一体 并去掉圆孔内的多余部分 结构C是第一个建立的PartBody 结构A和结构B是在PartBody基础上建立的 因此这三个结构是一体的 结构D与结构E在第7步已合并为Body 2 所以只需将PartBody和Body 2合并一体 并去掉圆孔内的多余部分即可 1 单击图标 在随后弹出的修剪对话框的Trim域选择Body 2 With域选择PartBody Facestoremove选择圆孔内的多余部分 见图4 110 单击OK按钮即可 图4 110摇杆实体三维模型支臂和支杆实体剪切 2 单击图标 将图4 111所示交线倒圆角 圆角半径圆角为5mm 图4 71倒圆角 3