CATIA-混合设计解析.ppt

1、2020/8/2,CATIA 培训教程 混合设计,黄 翔 教 授南京航空航天大学,2020/8/2,V5R14 引入了可帮助您设计零件的重要增强功能。基本思路是为您提供在同一工作环境中收集二维和三维元素的功能。这就是所谓的“混合设计”。 具体说来，在混合设计环境中工作是指可以在同一几何体中创建线框和曲面特征。此功能的目的是使您快速了解零件创建。 这种新的设计方法因此可以使“零件设计”和“创成式外形设计”之间的界面保持一致，使这些产品更加易于使用。,混合设计 Hybrid Design,2020/8/2,在混合设计环境中创建的几何体或零件几何体在结构树中以绿色齿轮图标标识：,实体以灰色图标标识(

2、使用版本早于 V5R14 的应用程序创建的几何体在应用程序用户指南中不再称为几何体，而是实体) ：,但是，从 V5R15 起，如果将设计环境的类型更改为非混合设计类型，标识现有几何体的绿色图标将变为黄色：,从 V5R14 开始，创建的几何体仍称为几何体。同样，创建新零部件时，默认几何体称为零部件几何体。,2020/8/2,2020/8/2,在混合设计环境中创建的零件几何体,混合设计环境中的实体（此处为零件几何体）,2020/8/2,几何体的构成成分,一个几何体只有一个实体结果。它可以包含以下实体： 所有外形设计特征 有序几何图形集 (OGS).在几何体中创建 OGS 与在 OGS 中创建 OG

3、S 相同。不允许在 OGS 中插入零件设计特征。 草图 布尔运算 实体：可以通过布尔运算和复制/粘贴机制将它们集成到几何体中。,2020/8/2,几何体不包含的内容 几何体 几何图形集 体积：它们不能创建在几何体中，但可以创建在几何体中包含的有序几何图形集 (OGS) 中。,2020/8/2,特定机械定位特征 在 V5R14 之前，几何体根据以下两个主要规则显示它们的内容：排序和吸收。现在它们可以包括其它特征类型（即曲面和线框特征），这两种机制也适用于它们。几何体中的所有特征都显示在树中，以便显示定义设计的步骤顺序。换言之，结构树中特征的显示顺序与设计的创建步骤一致。 与实体中的特征不同，几何

4、体中的特征可以设置为当前：选择给定的设计创建步骤，位于它之后的内容既不可访问也不可见。,2020/8/2,在混合设计环境中创建特征 在混合设计环境中创建的几何体内，结构树中特征的显示顺序与设计的创建步骤一致。在当前几何体内创建特征时，通常会产生基于吸收规则的自动替换机构。具体说来，在当前几何体内创建新特征时，指向新特征的前一个特征的几何图形将被重定向到正在创建的新特征。由于该自动替换机构，您可能会遇到现在需要熟悉的行为。 根据您是否使用混合设计环境，以下两个示例比较了您可以获得的两种结果。请记住，在几何体内创建特征时，无论它位于结构树中的什么位置，该特征都将吸收树中位于它前面的特征的几何图形，

5、如以下方案所示。 在几何体内的给定位置创建凹槽 创建作为几何体最后特征的凹槽,2020/8/2,第一个方案提供了在混合设计环境中使用的吸收规则的基本示例。 1. 创建一个新零件，确保“启用混合设计 (Enable hybrid design)”和“创建几何图形集 (Create a geometrical set)”选项均已 启用。 2. 创建凸台、孔，然后在设置为当前几何体的零件几何体中的凸台上创建圆角。 3. 在“创成式外形设计 (Generative Shape Design)”工作台中，在凸台和平面 xy 之间创建相交。 4. 创建凹槽。 5. 如果现在要编辑相交特征，则将应用紧接着凸

6、台创建的凹槽。,在几何体内的给定位置创建凹槽,2020/8/2,混合设计环境 在编辑“Intersect.1”时，可以看到已替换初始规格：不再考虑最初用于计算相交的“Pad.1”。因为是在混合设计环境中，“Pad.1”已被“Pocket.1”吸收。因此，“Pocket.1”为“Intersect.1”的规格。,非混合设计环境 在编辑“Intersect.1”时，初始规格保持不变：仍然不考虑最初用于计算相交的“Pad.1”。,2020/8/2,此方案说明自动替换机构如何影响特征的创建。 1. 创建一个新零件，确保“启用混合设计 (Enable hybrid design)”和“创建几何图形集 (

7、Create a geometrical set)”选项均已启用。 2. 在设置为当前几何体的零件几何体中创建凸台。 3. 将“Geometrical Set1”设置为当前。 4. 在“创成式外形设计 (Generative Shape Design)”工作台中提取凸台的一条边线。 5. 返回到“零件设计 (Part Design)”工作台，使用下图中显示的侧面创建凹槽：创建凹槽后，可以注意到提取的边线被凹槽修剪并缩短了。相反，在非混合设计环境中，提取的边线不受凹槽创建的影响。,创建作为几何体最后特征的凹槽,2020/8/2,混合设计环境,提取的线不再连续。,非混合设计环境,提取的线保持连续。

8、,2020/8/2,可视化,在混合设计环境中，可视化特征的方法与传统环境中的方法相同：如果将“隐藏/显示 (Hide/Show)”命令应用于几何体中的零部件设计特征，只有属于该几何体的零部件设计特征受此操作的影响。相反，如果将“隐藏/显示 (Hide/Show)”命令应用于同一几何体中的外形设计特征，只有属于该几何体的外形设计特征受此操作的影响。,将“隐藏/显示 (Hide/Show)”命令应用于“Hole.1”时，隐藏所有零部件设计特征。,将“隐藏/显示 (Hide/Show)”命令应用于“EdgeFillet.2”时，隐藏所有外形设计特征。,如果要显示或隐藏属于同一几何体的零部件设计特征和

9、外形设计特征，需要选择该几何体，然后应用“隐藏/显示 (Hide/Show)”功能。,2020/8/2,如何将曲面世界集成到实体建模中,使用基于曲面的特征将曲面建模集成到实体建模中,使用基于曲面的特征（分割、厚曲面、封闭曲面、缝合曲面）并不是将曲面集成到实体建模中的新方法。但是，实际上混合设计发生了更改，现在曲面和它们所支持的特征可以包括在同一几何体中。下面是现在可以获得的实体示例：,在这种情况中，需要先定义曲面，然后再定义特征。实际上，这是因为必须要遵守混合设计固有的顺序规则。如果修改这些曲面，修改之后定位的实体特征将受到那些修改的影响。,2020/8/2,可以使用布尔运算（装配、相交、添加

10、、移除）将体积集成到几何体中。只有布尔特征可以参考体积。,使用布尔运算将体积设计集成到实体设计中,HybridDesign1.CATPart,选择“插入 (Insert)”“布尔运算 (Boolean Operations)”“相交. (Intersect.)”。“相交 (Intersect)”对话框出现。,使用“插入添加的体积 (Insert Added Volume)”将体积设计集成到实体设计中,2020/8/2,关联几何体,2020/8/2,插入新几何体,将一个新几何体插入到零部件中。当零部件包括多个几何体时，可以按不同的方式关联这些几何体:添加几何体、装配几何体、相交几何体、移除几何体

11、、修剪几何体,以获得零部件的最终造型。,插入 (Insert),应用程序将这个称为“Body.3”的新几何体显示在结构树中。它带下划线，表明它为活动几何体。现在，与树中的几何体关联的图像与表示零部件几何体的图像不同。绿色齿轮中添加了一个蓝色齿轮和一个黄色的加号或减号。这些符号表示几何体的极性。这个新图像使您可以快速将几何体同零部件几何体区分开，尤其是几何体已被重命名时。 注意:“零部件几何体 (Part Body)”和“Body.3”是自治的。在两者中的任意一个上完成的操作不会影响另一个的完整性。通过添加几何体、装配几何体、相交几何体、移除几何体、修剪几何体将两者混合.,Add.CATPart

12、,2020/8/2,几何图形集是系统地组织模型结构的工具。不管是有序集还是无序集，里面的几何元素都是有内在结构关系和建模思想在里面的。把几何图形集当层来用是对资源的浪费，不要忽略图形集应有的结构关系。 层是一个无序的几何元素的集合。功能是单一的显示和不显示某些几何元素，和模型结构没有关系。几何图形集与层不同，分组的关键是逻辑性，而不是图形特性，用层的时候注意按线型分层，图形集却是按照关联关系来分。 几何图形集就是无序建模；有序几何图形集里面可以包含集合中的几何体，几何图形集，几何特征，但建模方式是有序的。 理论上任何时候都能建立，然后图形元素也可以在任意时间移动到任意图形集中。,(有序)几何图

13、形集,2020/8/2,管理几何图形集,几何图形集能将各种特征收集到同一集合或子集中，并且当结构树非常复杂或较长时，还可以对结构树进行组织。您可以将任意所需元素放入几何图形集中，而不必以逻辑方式进行构建。因为这些元素的访问及其可视化都单独进行管理并且无需任何规则，所以这些元素的顺序没有意义。 此任务说明如何管理结构树中的几何图形集。其中包括： 插入几何图形集 移除几何图形集 将几何图形集移动到新几何体 将几何图形集的元素移动到新几何体 排序几何图形集内容 重新排序元素 可以采用与管理文件夹中的文件大致相同的方式在结构树中插入几何图形集以及对其进行操作。例如，可以将元素从一个几何图形集复制/粘贴

14、到目标几何图形集中。 这些管理功能对零部件几何图形无任何影响。 当加载“创成式外形设计 (Generative Shape Design)”工作台时，几何图形集将自动成为当前几何体。这也意味着只有混合几何体的结果（即对几何图形执行的所有操作的结果）是可见的，而混合几何体的任何中间状态均不可见。 可以定义创成式外形设计特征，当使用另一应用程序（例如，创成式结构分析）时，此特征是可见的。,2020/8/2,GeometricalSets21.CATPart,插入几何图形集,“插入 (Insert)”-“几何图形集 (Geometrical Set)”。,输入新几何图形集的名称。 使用“父级 (Fa

15、ther)”下拉列表选择要在其中插入新几何图形集的几何体。列出文档中存在的所有目标位置，使您无需浏览结构树即可选择一个目标位置作为父级。目标位置可以是：几何图形集, 零部件 选择要包含到新几何图形集中的其它实体。,如果希望在创建新零部件后立即创建几何图形集，则可以选中“工具 (Tools)”-“选项 (Options)”-“基础结构 (Infrastructure)”-“零部件基础结构 (Part Infrastructure)”-“零部件文档 (Part Document)”选项卡中的“创建新零部件时创建几何图形集 (Create a Geometrical Set when creatin

16、g a new part)”选项。,不能在有序几何图形集中创建几何图形集，反之亦然。,2020/8/2,移除几何图形集,如果要删除几何图形集及其全部内容： 右键单击几何图形集，然后选择“删除 (Delete)”上下文命令。 如果要删除几何图形集但保留其内容： 只有当几何图形集的父级位置是另一几何图形集时，才可执行此类删除。当父级位置是根几何图形集时，不能执行此类删除。 右键单击所需的几何图形集，然后选择“Geometrical Set.x 对象 (Geometrical Set.x object)”-“移除几何图形集 (Remove Geometrical Set)”上下文命令。将移除几何图形

17、集，并将其组成实体包括在父级几何图形集中。,2020/8/2,将几何图形集移动到新几何体,选中“移动非共享父级 (Move unshared parents)”选项，将第一个选定元素的所有父级移动到新位置，前提是这些父级没有被初始几何体的任何其它元素所共享。在这种情况下，移动之前将突出显示所有非共享父级。 选中“移动所有父级 (Move all parents)”选项，将第一个选定元素的所有父级移动到新位置，无论这些父级是否被初始几何体的任何其它元素所使用（共享）。这种情况下，移动之前将突出显示所有父级元素。,2020/8/2,排序几何图形集内容,当几何元素不再以逻辑创建顺序显示时，您可能需要

18、排序几何图形集的内容。在这种情况下，使用自动排序功能可重新排序结构树中的几何图形集内容（几何图形本身不受影响）。,Geometrical Set.1 对象 (Geometrical Set.1 object)”-“自动排序 (AutoSort)”,Geometrical Set.1 对象 (Geometrical Set.1 object)”-“重新排序子级 (Reorder Children)”,2020/8/2,管理有序几何图形集,几何图形集能够将种特征集合到同一集或子集中。这些特征的顺序没有任何意义，因为它们的访问权限和可视化是独立管理的，不使用任何规则。此结构虽然灵活，但并不适合设计流

19、程。因此，在有序几何图形集中引入了定义设计的步骤连续性和吸收的概念。 创建特征创建新对象，修改特征则在现有对象中创建新状态并吸收以前的状态。被吸收的特征不再可见也不可访问，就好像被它们的吸收特征“屏蔽”了一样。 在有序几何图形集中，结构树中的特征显示顺序与设计创建步骤一致。 与几何图形集中的特征不同，有序几何图形集中的特征可以设为当前元素：选择给定的设计创建步骤，位于它之后的内容既不可访问也不可见。,插入有序几何图形集 定义工作对象 可视化有序几何图形集中的特征 选择有序几何图形集中的特征 移除有序几何图形集 移除有序几何图形集中的特征 排序有序几何图形集的内容 重新排序有序几何图形集中的部件

20、 重新排序特征 修改子级 替换特征 从有序几何图形集切换到几何图形集 在有序几何图形集内部插入和删除 编辑有序几何图形集中的特征,2020/8/2,OrderedGeometricalSets11.CATPart,插入有序几何图形集,可以将有序几何图形集插入到当前特征之后。 无法在几何图形集内创建有序几何图形集，反之亦然。 可以将几何体插入到有序几何图形集中。,定义工作对象:创建的下一个元素位于工作对象之后。,2020/8/2,可视化有序几何图形集中的特征,这对于临时查看将要生成的几何图形可能很有用。要执行此操作，可以选中“工具 (Tools)”-“选项 (Options)”-“基础结构 (I

21、nfrastructure)”-“零部件基础结构 (Part Infrastructure)”-“显示 (Display)”选项卡中的“位于当前特征之后的几何图形 (Geometry located after the current feature)”选项。这也可以显示位于当前特征之后的几何图形。,只有位于当前对象之前且没有被当前对象之前的任何对象吸收的特征才在结构树中可见。,指定给特征的颜色将拓展到相继修改此特征的所有特征中。这就是可以只对创建特征设置某一特定颜色的原因。因此，更改修改特征的颜色将修改初始状态的颜色。,2020/8/2,选择有序几何图形集中的特征,无法选择位于当前特征之后的

22、特征或被吸收的特征。例如在这里，当编辑“Extrude.1”时，无法选择位于“Extrude.1”（即当前对象）之后的“Offset.1”。黑色符号表示无法选择此项。另外，应用程序将显示工具提示，解释无法选择的原因。为确保 3D 几何图形中的可视化和结构树中的选择之间的一致性，无法在 3D 几何图形中实现可视化的特征在结构树中也不能被选择。,2020/8/2,移除有序几何图形集,移除有序几何图形集中的特征,右键单击有序几何图形集，然后选择“删除 (Delete)”上下文命令。有序几何图形集及其所有内容将被删除。,右键单击特征，然后选择“删除 (Delete)”上下文命令。删除修改特征：系统将重

23、设修改元素的子级。因此，删除的特征将被上一级修改特征替代。在本方案中，“Split.1”被删除。因此，现在“Offset.1”指向“Extrude.1”。 删除创建特征：无法重设。,2020/8/2,排序有序几何图形集的内容 当几何元素不再按照逻辑创建顺序显示时，可能需要将有序几何图形集的内容排序。如果启用了对已绘制或将要生成的几何图形的选择，就会出现这种情况。这种情况下，可使用自动排序功能将结构树中的有序几何图形集内容重新排序。,“Ordered Geometrical Set.1”包含一条基于两个点的直线,有序几何图形集的内容将立即重新组织以显示逻辑创建流程。几何图形保持不变。基准特征被设

24、为结构树中的第一个元素。,“Ordered Geometrical Set.1 对象 (Ordered Geometrical Set.1 object)”-“自动排序 (AutoSort)”,2020/8/2,Reorder11.CATPart,基于修改特征重新排序创建特征,Ordered Geometrical Set.1 对象 (Ordered Geometrical Set.1 object)”-“重新排序子级 (Reorder Children)”,2020/8/2,基于修改特征重新排序修改特征,Reorder21.CATPart,当您编辑“Split.2”时，就可以看到“Split

25、.2”被重设到“Fill.1”.,由于现在“Split.2”修改了“Fill.1”，因此“Split.1”被重设到“Split.2”,2020/8/2,修改子级,“修改子级 (Modify)”命令允许您通过选择有序几何图形集的第一个和最后一个部件修改它的内容并可销毁有序几何图形集。此命令仅对子有序几何图形集有效。,“Ordered Geometrical Set.x 对象 (Ordered Geometrical Set.x object)”-“修改子级 (Modifying children)”。 选择“Line.1”作为第一个元素，“Split.1”作为最后一个元素。,修改子级 (Modi

26、fy children)”命令还允许您移除子有序几何图形集。结果是，元素将在父有序几何图形集中重设。,2020/8/2,从有序几何图形集切换到几何图形集,“Ordered Geometrical Set.1 对象 (Ordered Geometrical Set.1 object)”-“切换为几何图形集”,“Ordered Geometrical Set.1”变成“Geometrical Set.1”。,此命令仅对根有序几何图形集有效。 无法从几何图形集切换到有序几何图形集。 可以修改颜色。,在有序几何图形集中不可见的被吸收的特征和位于当前对象之后的特征被放置在几何图形集的不显示区域。,202

27、0/8/2,将特征插入到新几何体中,通过将两个或多个特征收集到一个新几何体中来重建结构树。此操作是否会影响零部件的最终造型取决于几何图形。,Publish1.CATPart,多重选择“Pad.1”、“Pad.2”和“Draft.1”作为要编组到新几何体中的特征。这些特征必须属于同一几何体或零部件几何体，且必须在树中连续。选择顺序不重要。,“插入 (Insert)”“在新几何体中插入 (Insert in New Body)”。同样，可以使用“插入新. (Insert in new.)”上下文命令或只需单击“插入 (Insert)”工具栏中的“装配特征 (Assemble Features)”

28、。在列表中第一个特征的位置处创建新几何体。可以编辑行为与其它任何几何体一样的新几何体的属性。,上下文特征 在选定的特征中，不能选择上下文特征作为树中的第一个特征。“上下文特征”指的是几何图形取决于其它特征的特征。例如，圆角取决于其它特征。如果选择中包括上下文特征但不包括其父级（或“支持面”），则无法使用“在新几何体中装配 (Assemble in New Body)”功能。 “直到.”特征 在选择的特征中，无法将“直到.”特征选择为树中的第一个特征。 如果选择中包括“直到.”特征而不包括其父级，应用程序将警告您或者退出命令或者验证选择，但请牢记，此功能可修改几何图形。,2020/8/2,装配几何体,装配是集成零部件规格的布尔运算。它允许创建复杂的几何图形。一般而言，使用布尔运算是构造零部件的一个好方法。设计之前，可以通过将包含（或不包含）几何图形的几何体与空几何体关联来实际定义零部件的结构。完成这些规格后，即可专注于几何图形的操作。,Assemble1.CATPart,“装配. (Assemble.)”,2020/8/2,2020/8/2,不中断几何图形的顺序构造,如果几何体设置在相同的 OGS 中，则执行操作，且选定的第二个几何体位于“布尔运算 (Boolean operation)”节点下。,如果几何体设置在不同的 OGS 中，则执行