CATIA曲面造型命令

本文格式为Word版，下载可任意编辑——CATIA曲面造型命令

2.1几何操作（Operations）

几何操作功能是几何造型功能的重要补充与拓广，其功能强弱会直接影响曲面造型功能的使用效果。CATIAV5为用户提供了大量的曲线曲面的修改、编辑功能（如下所示），极

大地提高了曲面造型效率。

Join合并几何元素（线、面）

Healing修补曲面

Curvesmooth曲线光顺

Untrim恢复被剪切曲面

Disassemble分解几何元素

Split切割曲面或线框元素

Trim修剪曲面或线框元素

Boundary提取曲面边界限

Extract提取几何体

Multipleedgeextract从草图中提取部分几何体

ShapeFillet两曲面倒圆

EdgeFillet曲面棱线倒圆

VariableFillet变半径倒圆

Face-FaceFillet面－面倒圆

TritangentFillet三面相切倒圆

Translate平移几何体

Rotate转动几何体

Symmetry对称几何体

Scaling缩放几何体

Affinity仿射变形

AxistoAxis将几何体移动到另一坐标系中

Extrapolate延长曲线/曲面

InvertOrientation曲线/曲面反向

Near从组合体中提取与参考对象最近部分的元素

2.1.1合并几何体（Join）详解

该功能1)2)

该命令提供了三种选择几何体的模式：

?

标准模式（不按任何按钮）：假使所选几何体已存在于列表中，就将其从列表中删除；假使所选几何体还没在列表中出现，就将其添加到列表中。?

添加模式（按下AddMode按钮）：假使所选几何体还没在列表中出现，就将其添加到列表中；否则也不将其从列表中删除。?

删除模式（按下RemoveModc按钮）：假使所选几何体已在列表中出现，就将其从列表中删除，否则不起作用。

也可以从列表中选择要编辑的几何体对象，点击右键，选择快捷菜单中的Remove/Replace子菜单。

3)按预览(Apply)按钮，预览合并结果，并显示合并面的定位。左键点击定位箭头，会使

定位方向反向。

4)在参数（Parameters）选项中，可以完成以下操作：

?

假使点选了选项检查相切（Checkconnexity），会检查要合并的几何体是否首尾用于合并曲线或曲面（对话框见图2.1-1所示），其操作步骤为：

点击接合（Join）工具条或菜单Insert->Operations->Join。选择要合并的曲线或曲面。

相连，假使不是，会出现错误信息。

?

假使点选了选项j简化结果（Simplifytheresult），系统会尽可能地减少合并

面的数量。

?

假使点选了选项忽略错误元素（Ignoreerroneouselements），在合并过程中系

统会自动忽略不能合并的几何体。

?

对话框中的合并距离（Mergingdistance）是指合并间距限定值，即系统认为间

距小于该值的两部分可以合并。

?

假使选中角阙值（AngleTolerance）选项，可以输入角度合并限定值，即系统认

为两相邻部分在边界限上的角度小于该值的，可以合并。

5)在要删除的子元素（Sub-ElementsToRemove）选项中显示合并的子元素列表。所谓

子元素是指构成要合并元素的元素。在此选项中，用户可以选择那些子元素不参与合并。假使选中了Createjoinwithsub-elements选项，会用这些子元素生成一个新的合并元素，该合并元素是独立的。

6)在组合（Federation）选项中，可以重新组织要合并的元素。7)点击OK按钮键，完成几何体的合并。

图2.1-1合并操作对话框

2.1.2修补曲面（Healing）详解

该功能

用于修补曲面，即填充两面之间的间隙（对话框见图2.1-2所示），其具体的

操作步骤为：

1)点击修复（Healing）工具条或菜单Insert->Operations->Healing。2)选择要修补的曲面。3)可以编辑要修补的曲面列表

4)在参数（Parameters）选项中，完成以下工作：

??

选择连续类型（Continuity）：点连续（Point）、切矢连续（Tangent）。输入合并距离（Mergingdistance）用来指定要修补的最大距离，即只修补间距小于该距离的元素。

?输入间距目标值（Distanceobjective），它用于指定修补后曲面间可允许的最大距离。

?假使连续条件为切矢连续（Tangent），则切矢夹角和切矢夹角目标值可用，它们分别用来设定要修补的最大切矢夹角和修补后曲面的允许最大切矢夹角。

5)在冻结（Freeze）选项中，可以设定那些元素不受该操作的影响。

6)在锐度（Sharpness）选项中，可以设定那些边界不受该操作的影响。其中锐度角度

（Sharpnessangle）用来界定尖角与平角。7)点击OK按钮，完成操作。

图2.1-2修补曲面的对话框

2.1.3光顺曲线（Curvesmooth）详解

该功能

用于曲线的光顺处理，以生成高质量的几何体（其对话框见图2.1-3所示），其具

体的操作步骤为：

Operations->Disassemble。2)选择要分解的元素；

3)选择分解模式：分解所有单元（AllCells）或按区域分解单元（DomainsOnly）点击OK按钮键，完成操作。

图2.1-5

2.1.6切割元素（Split）详解

该功能用一个或几个几何元素（Cuttingelements）去切割另一个几何元素（Element

tocut）（对话框见图2.1-6）。可以用此功能来完成以下操作：1)

用一点、一线框元素或一面去切割一线框元素；

2)用一线框元素或另一面去切割另一面。完成切割的具体步骤为：

1)点击切割（Split）工具条或菜单Insert->Operations->Split。

2)选择被切割元素（Elementtocut）。所选位置将被默认为保存部分的位置。3)选择切割元素（Cuttingelements）。此时会显示切割结果的预览，可以通过点击要保

留部分或通过按另一侧(Otherside)按钮，来改变要保存的部分。可以选择多个切割元素，但要注意其选择次序

图2.1-6切割元素的对话框

假使切割元素不足以完全切割被切割元素，系统会自动延伸切割元素以完成切割。4)假使选中了Keepbothsides选项，则将同时保存切割后的两部分。

5)假使选中了Intersectioncomputation选项，则在完成切割的同时，还创立一个独立的

相交元素。

6)假使用一个线框元素切割另一线框元素，可以选择一支撑元素（Support）来指定切割

后要保存的部分。它由支撑元素的法矢量与切割元素的切矢量的矢积决定。7)可以将切割元素合并成一个元素。方法是在Cuttingelements中用弹出菜单中的Creat

Join项。

8)点击OK按钮键，完成操作。

2.1.7修剪元素（Trim）详解

该功能

用于实现两个曲面或两个线框元素之间的相互剪切（对话框如图2.1-7所示），其

具体操作步骤为：

1)点击修剪Trim工具条或菜单Insert->Operations->Trim。

图2.1-7剪切元素对话框

2)选择要剪切的元素（两面或两个线框元素（Element1、Element2））。

此时会显示剪切结果的预览，可以通过点击要保存部分或通过按另一侧按钮Othersideofelement1和Othersideofelement2按钮，来改变要保存的部分。

假使两元素不能相互完全切割，系统会自动延伸两元素以完成切割。

3)在剪切两个线框元素时，可以指定一个支撑面（Support），来确定剪切后的保存部分。

它由支撑面的法矢与剪切元素的切矢的矢积来确定。

4)假使选择了结果简化（Resultsimplification）选项，则系统会尽量减少最终生成剪切

面的数量。

5)假使选择了相交计算（Intersectioncomputation）选项，会生成两相剪切元素的相交

元素。

点击OK按钮键，完成操作。

?曲率连续（Curvature）。

6)对于曲面延长，指定端部类型（Extremities）。

??

延长体与原对象相切（Tangent）；延长体与原对象垂直（Normal）。

对于曲线延长，可以指定其支撑面（Support）。这样延长曲线位于支撑面上，其长度受支撑面边界的限制。

7)假使想让延长体与原对象合并，可以选中AssembleResult选项。8)点击OK按钮，完成操作。

2.1.23曲线/曲面反向（InvertOrientation）详解

该功能

用于将曲线或曲面反向，对于已经反向的曲线或曲面，可以通过编辑其反向

操作（Resettoinitial）来恢复其定位方向。

2.1.24提取最近部分几何体（Near）详解

该功能

2.1.25创立规则（Law）详解

该功能用于在零件文档中创立规则，以用其生成其它几何元素，例如扫描曲面或平行曲线等。一个规则的定义需要两个元素：一个是参考对象，它一般是一条直线；另一个是定义曲线。所定义的规则为两元素间对应点的距离（如图2-15所示）。假使不选定对话框中的Xparameterondefinition，用于定义规则的部分为参考直线与定义曲线的公共区域；否则定义规则的部分取决于定义曲线。

用于从多成份元素中提取与参考对象最近部分的几何体。

图2.1-15创立规则例如

当将定义的规则应用到一个几何元素上时，假使该几何元素的长度不等于参考直线的长度，则系统会自动对规则值进行缩放。

2.2高级复制工具（AdvancedReplicationTools）

CATIAV5为用户提供的高级复制工具如下所示。

ObjectRepetition对象复制RectanglePattern矩形队列CirclePattern圆形队列

DuplicateOpenBody复制（OpenBody）PowerCopyCreation生成高级复制SaveinCatalog将高级复制存入目录2.2.1对象复制（ObjectRepetition）详解

该功能中：

用于在创立一个对象的同时，生成该对象的多个实例。它可用于以下几个命令

1)创立位于曲线上的点（Pointsonacurve）；

2)创立与曲线呈一定角度的直线（Linesatanangleornormaltoacurve）；3)创立一定角度上的平面（Planesatanangle）；

4)创立偏置平面（OffsetPlanes）；5)创立平行线（ParallelCurves）；6)创立偏置曲面（OffsetSurfaces）；

7)在移动（Translate）、转动（Rotation）、缩放（Scaling）几何体时。2.2.2矩行阵列（RectanglePattern）详解

该功能

用于将线框元素或曲面元素在两指定轴向上生成矩形阵列，其生成步骤为：

1)点击矩形阵列（RectanglePattern）工具条或菜单。

2)选择要阵列的元素。此时出现对话框（如图2.2-1所示），在对话框中每个选项对应一

个阵列方向。

3)选择确定阵列方向的一个参考元素（Referenceelement），可以是一条直线，一个平

行面或一个曲面边界。

4)选择参数类型（Parameters），并输入相应的参数（Instances实例、Space间距、Length

长度）。参数类型有以下几种选项：?

实例和长度（Instances&Length）：用户需输入实例数（Instances）及总长度（Length），系统自动用总长度和实例数计算相邻实例之间的距离。?

实例和间距（Instances&Spacing）：用户需输入实例数（Instances）和相邻实例之间的距离（Spacing）。?

间距和长度（Spacing&Length）：用户需输入相邻实例间的距离（Spacing）和总长度（Length），系统自动用总长度和相邻实例间的距离计算实例数。

5)点击“更多〞（More）按钮，在增加的对话框区域可以输入相应参数以确定原对象在

阵列中的位置（行数、列数及角度），从而控制阵列的位置。可以用Simplifiedrepresentation选项去除阵列中的某个元素。其作法是选中Simplifiedrepresentation选项后，双击要消除的元素。

6)点击OK按钮键，完成操作。实例解析在直线方向上阵列三个圆

图2.2—1矩形阵列对话框

图2.2—2

图2.2—3

图2.2—4

图2.2—5

烟灰盒

2.2.3圆形阵列（CircularPattern）详解

该功能

是将原对象按圆形方式生成其它实例，其生成步骤为：

1)点击圆形阵列（Circularpattern）工具条或菜单。

2)选择原始对象（Object）。这时会出现对话框（如图2.2-6所示）。

图2.2-6圆形阵列对话框

?角间距和总角度（Anglespacing&Totalangle）：需输入角间距和总角度，系统自动由总角度和角间距计算实例数。

???

实例和总角度（Instance&Totalangle）：输入实例个数和总角度实例和角度间距（Instance&Anglespacing）：输入实例个数和角度间距完全径向（Completecrown）：需输入实例数，总角度为360度。

图2.2—7

3)进入CrownDefinition选项，选择参数类型，并输入相应的参数（各个参数间的关系见

图1-8所示）。参数类型有以下几种：

图2.2—8

?

圆和径向厚度（Circles&Crownthickness）：需输入圆的数量和径向厚度，各个圆在径向厚度范围内均匀分布。?

圆和圆间距（Circles&Circlespacing）：需输入圆的数量和圆的间距。

?圆间距和径向厚度（Circlespacing&Crownthickness）：需输入圆的间距和径向厚度，系统自动计算圆的数量。

6）点击OK按钮，完成操作。

茶杯底座

2.2.4复制OpenBody（DuplicateOpenBody）详解

该功能

用于从特征树中复制一个OpenBody。OpenBody是一组点、线、曲面等线框

和曲面元素的集合。其操作步骤为：

1)点击DuplicateOpenBody工具条或菜单。

选择要复制的OpenBody。此时会出现InsertObjects对话框

插入对象对话框

2)在对话框的Inputs区域输入足够的元素作为复制时的参考对象。

3)假使输入为重复屡屡的同一元素，可以有Useindenticalname按钮，由系统自动探寻

输入元素。

4)点击OK按钮，完成操作。假使选中了Repeat按钮，InsertObjects对话框不会消失，

还可以继续输入。

2.2.5创立高级复制（PowerCopyCreation）详解

高级复制（PowerCopy）由一组元素（几何元素、约束、公式等）组成，当向不同的环境中粘贴时，能根据环境重新定义。这样，它就抓住了设计意图和设计方法，从而提高了设计结果的可利用性和设计效率。

该功能用于创立高级复制，以备以后使用，其操作步骤为：

1)点击创立高级复制（PowerCopyCreation）工具条或菜单，出现创立对话框。2)选择要包含到高级复制（PowerCopy）中的元素。在对话框的定义（Definition）选项

框中会自动添加所选元素的信息。

3)在定义（Definition）选项中，可以命名要创立的高级复制（Name）。

4)在输入（Inputs）选项中，可以对高级复制的参考对象重新命名。方法是选中参考对象

后，在Name输入框中输入其新名字。

5)在参数（Parameters）选项中，可以定义高级复制中的那些参数可以在初始化时改变。

方法是选中要定义的参数后，选中发布（Published）选项，在名字（Name）输入框中输入其新名字。

6)在图标（Icon）选项中，可以为要创立的高级复制指定一个在特征树中使用的图标。7）点击OK按钮，完成操作。

2.2.6将高级复制存入目录（PowerCopySaveInCatalog）详解

该功能

用于将创立的高级复制存入一个目录文件中，以备以后使用。其操作步骤为：

1)选择要操作的高级复制。

2)点击PowerCopySaveInCatalog工具条或菜单。

3)假使选中“生成新的目录（Createanewcatalog）〞选项，需要在“目录名（Catalog

name）〞输入框中输入目录名及存放路径。

4)假使不是第一次使用目录，可以选中“更新一个旧目录（Updateanexistingcatalog）〞

选项，系统自动将选择的高级复制存入最近一个使用的目录中。5)点击OK按钮，完成操作。

2.2.7实例化高级复制（InstantiatePowerCopy）详解

对于创立的高级复制有两种实例化方法：

1)使用InstantiatefromDocument命令，其操作步骤为：

??

点击从文档实例化（InstantiatefromDocument）工具条或菜单。

从对话框中选择包含要实例化的高级复制的零件文档，并点击“开启〞按钮，出现“插入对象（InsertObject）〞对话框。??

在对话框中的“参考（Reference）〞选择框中，选择要实例化的高级复制。在对话框的“输入（Inputs）〞框中选择高级复制的参考对象，也可以用Useidenticalname按钮由系统自动选择。??

点击“参数（Parameters）〞按钮，输入可以编辑的参数。

点击OK按钮，完成实例化。也可以在点击OK按钮之前，用Preview按钮预览实例化的结果。

2)使用目录（Catalog）实例化高级复制，其操作步骤为：

?

点击“开启目录（OpenCatalog）〞工具条或菜单Tools->OpenCatalog，显示目录浏览器窗口（CatalogBrowser）。??

选择包含要实例化的高级复制的目录文件，并从中选择要实例化的高级复制。双击要实例化的高级复制，或将要实例化的高级复制拖拉到参考对象中，或使用其弹出菜单“实例化对象（InstantiateComponent）〞?

出现“插入对象（InsertObject）〞对话框，对该对话框的操作详见上种方法中的说明。

2.3高级曲面造型（AdvancedSurfaces）

CATIAV5不仅提供了普通曲面造型功能，而且还针对某些特别行业（如汽车等）的特别需求，开发了高级曲面造型功能。这些功能在安装了创成式曲面优化器（GenerativeShape

Optimizer）后才能使用。

展开（Develop）将曲线影射到旋转面上（在已展开外形工具栏里）

交汇面（Junction）创立连接交汇面

凹凸（Bump）创立隆起面

约束曲线（WrapCurve）按曲线包装变形曲面

外形变换（ShapeMorphing）根据外形变换而生成变形曲面

2.3.1线与点的展开（Developingwireandpoints）详解

该功能

把线和点影射到回转面上，即把平面上的线框元素通过坐标系的横、纵坐标的

对应关系影射到回转曲面上，生成新的影射元素，该影射元素与曲面的曲率相关。

有两种影射方法：影射－影射（Develop-Develop）；影射－投影（Develop-Project）。图2.3-1中所示的图形说明白两种影射方法。图中的黑实线表示要影射的线段，两条虚直线段1、2表示在线框坐标系中黑实线在两个坐标轴上的分量。

图2.3-1两种影射方法的说明

在影射－影射（Develop-Develop）方法中，线段的给定点（P）通过把它的第一个坐标分量影射到回转面上，作为曲线的横坐标（1到1’）直至（P’）点。然后，从（P’）点开始，把点（P）的另一个坐标分量影射到回转面上，作为曲线的纵坐标（2到2’）。其结果是深兰色实曲线。

在影射－投影（Develop-Project）方法中，线段的给定点（P）通过把它的第一个坐标分量影射到回转面上，作为圆柱面（圆柱面通过支撑曲面上的一个点）上的曲线的横坐标（1到1’）而产生点（P’），另一坐标分量平行于虚拟圆柱面的轴，然后，把在圆柱面上的曲线沿法矢方向投影到回转面上，结果是深绿色实曲线。

生成影射曲线的具体步骤为：

1)点击展开（Develop）按钮，出现一个对话框（见图2.3-2所示）。

图2.3-2投影定义的对话框

2)选择要展开的曲线（Wiretodevelop）。缺省状况下，系统自动计算包含该曲线的平

面（Wireplane），但当要影射曲线为直线时，则必需指定线平面（Wireplane）。3)选择支持面（Supportsurface）。

4)按预览（Apply）按钮，在线平面（Wireplane）和支持曲面（Supportsurface）上分

别出现缺省坐标系。缺省状况下，支持面坐标轴的原点被定位在曲面的某一点上，曲面在该点上的切平面平行于线平面。但是，寻常要明确地指定支持面坐标轴的原点。5)在“支持面原点“下点击点（Point）选项，并在曲面上指定一点，作为支撑面坐标轴

的原点（Point）。这时两坐标轴系统被自动修改：支撑面坐标轴系统与所选点一致；线坐标轴系统的原点与支撑面坐标轴系统的原点之间的距离为最短。

6)假使选择了定位2D线（Position2Dwire）选项，然后点击显示参数（Showparameters）

按钮扩展对话框，就可以修改线坐标系的位置。假使线坐标系变绿，就表示可以对其进行编辑。

7)按OK按钮，生成影射曲线。2.3.2交汇曲面（Junction）详解

在已有的曲面上生成接合曲面。这些曲面必需是从轮廓线（草图、样条曲线等）生成的，并且不是闭合的。该功能

用于在分开曲面之间生成交汇曲面，这类曲面广泛应用于汽车

车身的中立柱类零件的曲面造型中。其具体操作步骤为：

交汇曲面定义对话框

1)2)

点击Junction工具条，出现交汇曲面定义对话框（如图2.3-3所示）。

连续选择两个断面线，可以是曲面的边界限或轮廓线。在这两个断面曲线之间显示待

生成交汇曲面的等参数曲线（藕合曲线）（Couplingcurve）。3)

选择其它断面线。显示新的等参数曲线（Couplingcurve）。假使这些断面曲线之间的

节点（Vertices）数不同，系统根据节点数最多的断面线，自动生成等参数曲线（如图3-63所示）。使用断面藕合（SectionsCoupling）选项，指定等参数曲线与连接断面线的连接性关系：点连续（Point）、切矢连续（Tangent）、曲率连续（Curvature）。

4)

选择藕合点（Couplingpoint）选项，然后在每个断面上选择对应的藕合点，使这些点

通过等参数曲线。5)6)7)

按Apply按钮，预览交汇曲面。

选择断面支撑面，确保待生成的交汇曲面与支撑面保持相切或曲率连续的要求。可以选择藕合曲线（Couplingcurve）选项，然后指定一条曲线作为等参数曲线（如图

3-64所示），所指定的曲线必需连接两个断面线。它或者替代一条自动生成的等参线，或者使一条等参线重新计算。8)

按OK按钮，生成交汇曲面。

2.3.3曲面凸起（Bump）详解

该功能

用于曲面的凸起变形，其生成步骤为：

1)点击Bump工具条或菜单，出现凸起变形定义对话框

2)选择要凸起变形的曲面（Surfacetodeform）。

图2.3-3凸起变形定义对话框

3)选择限制曲线（Limitcurve），该曲线确定要变形的区域，它必需位于被变形的曲面

上。假使不是，可以用弹出菜单将其投影到曲面上。

4)选择变形中心（Deformationcenter），它表示曲面的变形中心，即变形最大点处。5)选择一线段来指定变形方向（Deformationdirection），缺省方向是曲面的法向。6)设置变形距离（Deformaitondistance），它沿变形方向进行计量。7)按Apply按钮，预览变形结果。

8)按附加参数（AddParameters）按钮，可以定义曲面变形区与曲面外部的连续性

（Continuity）：点连续（Point）、切矢连续（Tangent）、曲率连续（Curvature）。假使所选择的变形中心不在曲面上，则需指定一投影方向（Projectiondirection）将其投影到原始曲面上。9)按OK按钮，完成变形。

2.3.4根据曲线替换变形曲面（WrapCurve）详解

该功能始曲面上。

可以根据以下几种状况来变形曲面：1)基本曲线替换变形。

2)用固定参考的曲线替换变形。3)编辑变形曲面。4)变形的计算方法。

首先，基本曲线替换变形的操作步骤为：

点击外形变形（WrapCurve）工具条或菜单，出现对话框（见图2.3-4所示）

是根据曲线替换变形曲面。所谓曲线替换是指将每一条参考曲线匹配到目标

曲线上。该曲面变形是由参考曲线到目标曲线的变形来决定的。用于变形的曲线不必位于原

图2.3-4根据曲线替换变形曲面的对话框

1)选择要变形的曲面（Surfacetodeform）。

2)连续选择第一条参考曲线（Reference）和第一条目标曲线（Target）。

3)重复上一步操作，选择多个参考曲线/目标曲线对。对话框中的曲线列表自动更新。4)按OK按钮，完成变形。

在操作过程中，必需注意以下几点：

1)必需先选择参考曲线，再选择相对应的目标曲线，而不能先选择所有的参考曲线再选

择所有的目标曲线。

2)在用Apply按钮时，只需选择一对曲线（参考曲线与目标曲线）。

3)曲线对的选择是有顺序的。选择的顺序不同，最终的变形效果也不同。4)参考曲线不能相相互交，目标曲线也不能相相互交。

5)参考曲线和目标曲线必需是单一曲线，合并线（Joinedcurve）