4+CATIA教程(零件设计)ppt课件

1、CATIA三维教程,武汉大学水利水电学院 徐明毅,1,零件设计,1 三维基础 2 三维绘制 3 三维编辑,2,1 三维基础,3.1 基础知识 3.2 三维坐标 3.3 三维观察,3,1.1 基础知识,线框模型：点和线构成 表面模型：平面、曲面 实体模型：三维基本模型 体素模型：立方块元素（化繁为简）,4,1.2 三维坐标,三维坐标系按右手螺旋法则设置。 直角坐标 柱坐标 球坐标,5,1.3 三维观察,在视图工具栏中 预设标准视图（上下，前后，左右，等距视图） 创建多视图。 平移，旋转等。,6,2 三维绘图,2.1 基于草图特征 2.2 基于曲面特征,7,2.1 基于草图特征,（1）打开CATI

2、A，选择StartMechanical DesignPart Design；或直接在工作台上打开“Part Design”设计模块； （2）或选择FileNew，选择文件类型为Part。,8,在零件设计过程中，可能需要多次在草图 与零件设计 之间进行转换。,9,以二维草图轮廓曲线为基础，使用凸块（Pad）、旋转成形（Shaft）、肋（Rib）、加强筋（Stiffener、Loft）等。,10,（1）凸块Pad,凸块功能即是把指定的草图曲线（封闭）沿某一方向进行拉伸的操作，它有三种方式：凸块（Pad）、拔模与倒角的凸块（Drafted Filleted Pad）和MultiPad。,11,凸块建

3、立的方式有Dimension、Up to next、Up to Last、Up to Plane、Up to Surface等5种方式，除了Dimension不需要其它物体作为参考基准之外，其它的几种都需要有参考平面或实体表面。,12,如果选中“厚度”选项，则将轮廓进行加厚再拉伸。“厚度1”是向内加厚，“厚度2”是向外加厚。 多重凸块可拉伸多个轮廓。,13,（2）凹槽Pocket,凹槽的功能与凸块相反。 此工具栏提供制作凹槽（Pocket）和具有拔模斜角与倒圆角的凹槽（Drafted Filleted Pocket）。 凹槽的建立方式有Dimension、Up to next、Up to la

4、st、Up to plane、Up to Surface等五种，与前面中凸块建立的功能相同。,14,（3）加强筋（Stiffener）,利用加强筋的中心轮廓，在实体上建立加强筋（即是作增加强度的肋）。 一般使用开放轮廓，“依边”模式和“依上”模式。草图线延伸后必须能与零件实体相交。 与拉伸有些类似。,15,（4）旋转成形Shaft,利用旋转成形功能可以让二维草图平面上的封闭轮廓相对轴线旋转，形成三维实体模型。,16,（5）旋转沟槽Groove,利用旋转的方式，挖除实心零件上不必要的部分，与旋转成形有相反的功能。,17,（6）钻孔Hole,可以在实体上钻各种孔，可以是直孔、锥孔、沉头孔等，盲孔的

5、底部可以是平flat或V型。再选择向下钻孔的面，如果为面为圆形，则孔的中心自动对齐圆心，不受鼠标点击的位置影响。,18,19,步骤,1. 建立基座（凸块） 2. 切除椭圆孔（凹槽） 3. 建立圆柱（旋转成形） 4. 切除圆柱孔（旋转切除） 5. 基座圆孔（打孔） 6. 建立参考平面 7. 两边加强肋（加强筋）,20,21,（7）扫描成型Rib,将二维轮廓曲线沿着一条曲线路径扫掠成三维实体的实体操作方式称之为肋（Rib）操作。 轮廓曲线和中心线可以封闭，也可以不封闭，同时，在操作的过程的某些情况下可以设置轮廓曲线在扫描中的法矢（Normal）方向。,22,23,（8）挖槽（Slot）,使轮廓线沿

6、中心线扫描，形成一个槽，它与肋的成形方式相反。,24,25,步骤,1. 竖直面上建立轮廓 2. 水平面上绘制样条曲线 3. 轮廓沿曲线扫描成型 4. 一端截面绘制圆 5. 沿一条棱线进行挖槽。,26,（9）层叠成型Loft,利用一个以上不同的轮廓，以渐变的方式产生实体，并可以使用引导线（Guides）来引导实体的生成。 必须为封闭轮廓。 如拱坝实体的形成。,27,（10）移除层叠成形,移除层叠成形（Removed Loft）的功能时可以在实体零件上扫除两个以上轮廓所连接的空间，是一种与Loft相反的功能。 注意闭合点和闭合方向要对应。,28,29,步骤,1. 建立草图1，扇形区域 2. 建立参

7、考平面 3. 建立草图2，扇形区域 4. 扫描成扇形柱体（多截面实体）,30,31,5. 同样在上下表面建立两个用于切除的扇形区域 6. 除去新建的扇形区域实体（移除多截面实体） 7. 注意闭合点和闭合方向（在快捷菜单中更改）,32,33,（11）组合体,利用两个平面上的草图特征而形成的实体。,34,35,1. 在XY和ZX平面上建立两个草图。 2. 选择两个草图轮廓作为组合体的第一和第二轮廓。 3. 沿默认的草图平面法向拉伸。,36,2.2 基于曲面特征,基于曲面特征，进行分割(split)，加厚(thick surface)，封闭(close surface)，缝合(sew surface

8、)建立三维实体。,37,分割(split),切割实体，如用ZX平面切割实体。 选择切割元素。,38,加厚(thick surface),曲面进行偏移后加厚。 选择实体的某个面，可对之进行加厚。,39,用平面切割，并加厚外侧,40,封闭(close surface),由封闭曲面转换为实体。 采用已生成的曲面。,41,缝合(sew surface),用一个曲面去替换已存在的面。,42,例子,三维非溢流重力坝,43,步骤,1. 在竖直面上绘制坝体剖面 2. 对剖面约束具体的尺寸 3. 用凸块命令进行拉伸,44,3 零件装饰与变换,对已生成的实体进行修饰与变换，对零件进行局部修改，并进行移动、阵列等操

9、作。,45,3.1 装饰特征,装饰特征（DressUp Features）可以在完成简单实体的基础上，不改变整个零件的基本轮廓下进行修饰操作。 使用装饰工具栏。,46,此类修饰包括圆角（Fillet）、倒角（Chamfer）、拔模角（Draft Angle）、薄壳（Shell）、厚度（Thickness）和攻螺纹（Thread/Tap）等功能。,47,（1）圆角（Fillet）,使用此功能可以进行各种圆角的生成操作，有基本边线圆角（Edge Fillet）、变半径圆角（Variable Radius fillet）、面与面的倒圆角（FaceFace Fillet）和Tritangent Fil

10、let等方式。其工具条如下所示,48,选择要进行圆角的边。,49,（2）倒角（Chamfer）,利用“倒角Chamfer”功能可以将尖锐的直角边磨成斜角边线。,50,（3）拔模斜角（Draft Angle）,拔模斜角（Draft Angle）可以在实体上实现放置各种拔模斜特征（Drafts），包括拔模角（Draft Angle）、拔模反射线（Draft reflect line）与变化拔模（Variable Draft）等3种方式。,51,先选择拔模时的滑动面，确定偏离该面的拔模角度，再选择中面（即该面上的轮廓大小不发生改变）。 方向可点击箭头更改。,52,53,1. 建立基座 2. 圆角一边

11、 3. 倒角一边 4. 拔模一侧,54,（4）抽壳（Shell）,抽壳功能可以实现将实体零件中空和薄壳化。 选择需要抽壳的面，设置内侧厚度（留下的厚度）或外侧厚度（向外偏移）。,55,（5）加厚（Thickness）,加厚Thickness可以在实体或坯料上挤出厚度，而保持图形的基本轮廓不变。 指定提升的厚度值Default Thickness和想要提升厚度的面（Default thickness faces）即可。 可以对不同面提升不同的厚度(“Other thickness faces”指定提升不同厚度的面)。,56,57,1. 在XY平面建立一个圆 2. 拉伸得到圆柱 3. 选择上表面抽

12、壳 4. 对外表面再加厚,58,（6）螺纹（Thread/Tap）,利用螺纹功能可以在圆形实体或圆孔上标示螺纹符号，但它只在实体投影成工程图时才会显示出来。,59,（7）除去表面,移除实体的面,60,（8）替换表面,用一个面替换实体的面。,61,3.2 零件变换,对已生成的零件进行位置变换和复制等操作。,62,（1）平移,询问是否采用罗盘操作，不用保留变换操作，更有效率一些。 可以采用方向和距离、点到点、坐标指定3种方式。,63,（2）旋转,指定旋转轴和角度。,64,（3）对称,实体移动到对称位置。 指定一个面作为对称面。 默认对所有实体有效。,65,（4）镜像,镜像功能不改变原实体，复制一个

13、镜像实体。,66,（5）缩放,将实体按比例进行放大或缩小。可选择在哪个参考面进行，在该方向进行缩放,67,68,（6）矩形阵列,1）Parameter下拉列表框中选择在某一个方向上复制参数的形式：个数与总长、个数与间距、间距与总长3种方式。 2）单击Reference Direction中的Reference element 后，在屏幕上选择物体表面、或XY、YZ、ZX作为阵列的参考方向。 3）选择要阵列的对象。,69,（7）圆周阵列,选择面和面上的旋转中心点。 定义旋转角度和阵列数目。,70,71,步骤,1. 圆盘底座 2. 小圆柱 3. 对小圆柱上表面边线圆角 4. 在圆周阵列的轴向参考中

14、选择完整径向，实例为6，参考元素为大圆柱上表面。径向参考中选择圆和圆间距，圆的数目为2，确定间距（向内为负）。,72,（8）用户模式,把选择的实体以草图中的点为定位方式进行复制。,73,在圆盘上表面建立草图，建立参考点 用户模式进行阵列，则将小圆柱排列。,74,五角星实体,75,步骤,（1）进入草图绘制器 （2）在模型树中选择xy平面 （3）画圆，用“等分点”将之5等份 （4）选择“轮廓”，绘制出五角星 （5）选择“快速修剪”，将多余线剪掉 （6）选择“元素/构造线转换”，转换大圆,76,（7）删除所有自动生成的约束。按住SHIFT键，点取头尾的约束，就可全部选中，然后删除。 （8）添加一个内

15、圆。 （9）设置内圆与大圆的圆心相合约束 （10）外接点与大圆的相合（5个） （11）内接点与小圆的相合（5个）,77,（12）线的相合（5个） （13）约束大圆的半径，于是得到可变大小的五角星。 （14）回到零件设计状态 （15）用凸块命令拉伸一个高度 （16）选择10个侧面为拔模面，底面为中性面，选择一个角度进行拔模。,78,（17）测量五角星一边到中心的距离 （18）设定正确的拔模角，使之刚好到顶面汇聚一处。角度=Atan(l/h),79,3.3 实体间的运算,实体和实体之间可以进行运算，得到联结关系或新的实体。 使用布尔操作工具栏。默认状态下该工具栏并不显示。,80,默认在一个零件下只

16、有一个实体，称为零部件几何体。 选择插入-几何体，可插入新的实体。 改变当前的操作对象，在设计树上点击实体，快捷菜单中选取定义工作对象，则当前操作对象更改，实体下有下划线。,81,（1）联结Assemble,联结（Assemble），或称为装配，可以将不同组件组合成单一组件，彼此之间有层级关系。,82,83,（2）逻辑运算Boolean Operation,单击Boolean Operations工具栏中的按钮 的黑色三角形，即可得到逻辑运算工具栏，它包括联集（Add）、差集（Remove）和交集（Intersect）3种运算功能。,84,1）并集（Add）,并集（Add）即是add a bo

17、dy to another body. Adding a body to another one means uniting them。 需要在2个几何体之间操作，不能在零部件几何体内部操作。,85,86,2）差集（Remove）,差集（Remove）可以在某一“体”内移除某一“体body”与另一体相交的材料部分，即是remove a body from another body。 可在快捷菜单中更改布尔操作类型。,87,88,3）交集（Intersect ）,取两个以上Bodies的相交部分（The material resulting from an intersection operation between two bodies is the material shared by these bodies.）,89,90,（3）联合修剪Union Tri