CATIA创成式外形设计基础

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,创成式外形设计,1.,模块介绍,2.,线框工具栏,3.,曲面工具栏,4.,操作工具栏,5.,复制工具栏,6.,体积工具栏,7.,应用材料工具栏,8.,测量工具栏,1.,模块介绍,创成式外形风格造型设计模块是线框和曲面造型功能的组合，为用户提供了一整套应用广泛，功能强大，使用方便的工具集,以建立也修改用于复杂外形设计所需的各种曲面。创成式外形设计是一种基于特征的设计方法，采用了全相关技术，而且在设计过程中还能有效地捕捉设计者的设计意图，因此极大地提高了设计质量与效率，并为后续设计更改提供了强有力的技术支持。,曲面线框特征的基本作用是,通过建立一系列的面特征，将设计分解为基本性的形体。通过线框子集创建曲面的方法具有可以创建任何形状曲面的优点。同时它还可以创建零部件设计完成不了的一些复杂形体。,1.,模块介绍,创成式外形风格造型设计模块分混合模块和非混合模块,混合建模指能够同时使用曲面建模和实体建模两种模块方式来设计应用。这种方法结合了实体建模的易用性与曲面创建和编辑工具的强大功能。,常用的有七大模块，分别是,Wireframe(,线框,),Surfaces(,曲 面,),Advanced Surfaces(,高级曲面,),Operations(,操作,),Replication(,复制,),Constraints(,约束,),Analysis(,分析,),。这七大工具条也可以在,Insert(,插入,),菜单中找到。,2.,线框工具栏,请参见第二章零部件设计模块,请参见下面的,LinesAxisPolyLine,子工具栏,请参见第二章零部件设计模块,请参见下面的,投影,-,混合子工具栏,请参见下面的,Offset2D3D,子工具栏,相交,(Intersection),请参见下面的,圆,-,圆角,-,连接子工具栏,请参见下面的,曲线子工具栏,2.,线框工具栏,一 投影,-,混合子工具栏,投影,(Projection),混合,(Combine),反射线,(Reflect Line),通过将一个或多个元素投影到支持面上来创建几何图形。投影可以沿法线或沿某一方向。,a.,创建投影,将点投影到曲面上或线框支持面上,将线框几何图形投影到曲面支持面上,将点和线框的任意组合投影到曲面支持面上。,打开,Projection1.CATPart,文档。,2.,线框工具栏,1.,单击,“投影,(Projection)”,。,2.,选择作为,“投影对象,(Projected)”,的元素。,可以选择多个要投影的元素。这种情况下，,“投影对象,(Projected)”,字段显示：,“,x,个元素,(x elements)”,。,3.,选择,“支持面,(Support)”,元素。,4.,使用组合框指定投影方向类型：,垂直,(Normal),：投影到支持面元素的法线上。,沿某一方向,(Along a direction),：需要选择一条直线，将它的方向作为平移方向，或选择一个平面，将它的法线作为平移方向。还可以使用,“方向,(Direction)”,字段上的上下文菜单，通过,X,、,Y,、,Z,向量分量指定方向。,2.,线框工具栏,b.,创建混合曲线,创建混合曲线，即由两曲线的拉伸相交所得的曲线。,1.,单击,“混合,(Combine)”,。,2.,选择混合类型：垂直或沿着方向。,3.,相继选择两条要混合的曲线。,使用,“近接解法,(Nearest solution)”,选项，您可以在存在多个可能的混合曲 线情况下，自动创建离第一条选定曲线最近的曲线。,打开,Combine1.CATPart,文档。,2.,线框工具栏,c.,创建反射线,反射线是这样的曲线：曲面每个点处的法线都与指定方向成相同的角度。,1.,单击,“反射线,(Reflect Lines)”,。,2.,选择希望创建圆柱线（默认）还是圆锥线。,圆柱线对应于光源位于无限远位置的反射曲线。,圆锥线对应于点光源位于有限远位置的反射曲线。,打开,ReflectLine1.CATPart,文档。,2.,线框工具栏,3.,选择支持曲面。,4.,为,“方向,(Direction)”,（圆柱类型）选择一个轴或为,“原点,(Origin)”,（圆锥类型）选择一个点。,5.,键入一个角度，表示选定方向与曲面法线之间的角度值。此处键入,120,。,2.,线框工具栏,二,Offset2D3D,子工具栏,创建平行曲线,此任务说明如何创建与参考曲线平行的曲线。,1.,单击,“平行曲线,(Parallel Curve)”,。,2.,选择要偏移的参考,“曲线,(Curve)”,。,3.,选择参考曲线所在的平面或曲面作为,“支持面,(Support)”,。,4.,指定平行曲线的偏移，方法是：,打开,ParallelCurves1.CATPart,文档。,2.,线框工具栏,在,“常量,(Constant)”,字段中输入值或使用图形操作器。,在,“点,(Point)”,字段中选择一个点（在测地距离和直线距离这两种模式下都要进行选择） 在这种情况下，将禁用,“常量,(Constant)”,。,2.,线框工具栏,三 创建相交,通过将元素相交来创建线框几何图形。,打开,Intersection1.CATPart,文档。,1.,单击,“相交,(Intersection)”,。,2.,选择两个要相交的元素。,3.,选择要显示的相交类型。,曲线,(Curve),点,(Points),（两条曲线相交时）,轮廓,(Contour),面,(Face),：实体元素与曲面相交时,2.,线框工具栏,四 圆,-,圆角,-,连接子工具栏,圆,(Circle),有九中类型,圆角,(Corner),连接曲线,(Connect Curve),圆锥,(Conic),2.,线框工具栏,需要将所需的几何图形集设置为当前几何图形集才能执行相应的方案。,打开,Circles1.CATPart,文档。,a.,创建圆,:,中心和半径,1.,单击,“圆,(Circle)”,。,选择,“中心和半径,(Center and radius)”,圆类型。,2.,选择一个点作为,“圆心,(Center)”,。,3.,选择要在其上创建圆的,“支持面,(Support)”,平面或曲面。,4.1,创建圆,2.,线框工具栏,4.,输入,“半径,(Radius)”,值。,根据活动的,“圆限制,(Circle Limitations)”,图标，显示相应的圆或圆弧。,对于圆弧，可以指定它的,“起点,(Start)”,和“终点,(End)”,角度。,5.,击,“确定,(OK)”,创建圆或圆弧。,圆（标识为,Circle.xxx,）即被添加到结构树中。,2.,线框工具栏,b.,创建圆,:,中心和点,c.,创建圆,:,两个点和半径,2.,线框工具栏,d.,创建圆,:,三点,e.,创建圆,:,中心和轴线,2.,线框工具栏,“轴线,/,直线上的投影点,(Project point on axis/line)”,选项：,选中（有投影）：圆以参考点为中心并投影到输入轴线,/,直线上，并位于与经过参考点的轴线,/,直线垂直的平面上。如果需要，将延长该直线以获得投影。,取消选中（没有投影）：圆以参考点为中心，位于经过参考点且与轴线,/,直线垂直的平面上。,2.,线框工具栏,f.,创建圆,:,双切线和半径,2.,线框工具栏,g.,创建圆,:,双切线和点,完整的圆,修剪圆,2.,线框工具栏,h.,创建圆,:,三切线,2.,线框工具栏,i.,创建圆,:,中心和切线,有,两种,创建中心和切线圆的方法：,中心曲线和半径：,选择一个曲线作为,“中心元素,(Center Element)”,。,选择,“切线曲线,(Tangent Curve)”,。,输入,“半径,(Radius)”,值。,选择一个点作为,“中心元素,(Center Element)”,。,选择,“切线曲线,(Tangent Curve)”,。,曲线的切线定义：,2.,线框工具栏,4.2,创建圆角,如何在两条曲线之间或点和曲线之间创建圆角。,1.,单击,“圆角,(Corner)”,。,2.,从“圆角类型,(Corner Type)”,下拉列表中选择,“支持面圆角,(Corner On Support)”,。,打开,Corner1.CATPart,文档,2.,线框工具栏,3.,选择一条曲线或一个点作为第一参考元素。,4.,选择一条曲线作为第二参考元素。,将在这两个参考之间创建圆角。,5.,选择作为,“支持面,(Support)”,的曲面。,参考元素及定义圆角的圆心必须完全或部分位于该支持面上。此外，所放置的 元素必须是连接的。,2.,线框工具栏,在两条曲线之间创建连接曲线。,4.3,创建连接曲线,4.4,创建圆锥曲线,2.,线框工具栏,五 曲线子工具栏,样条线,(,Spline,),螺旋线,(Helix),螺线,(Spiral),脊线,(Spine),等参数曲线,(,Isoparametric,Curve),2.,线框工具栏,曲线类型,:,2.,线框工具栏,5.1,创建脊线,如何创建脊线，即与一列有序平面或平面曲线垂直的曲线。创建复杂曲面（例如,扫掠、放样或圆角,曲面）时，这些脊线将非常有用。,a.,创建基于平面的脊线,b.,创建基于引导曲线的脊线,c.,反转脊线的开始方向,a.,创建基于平面的脊线,打开,Spine1.CATPart,文档。,连续选择平面或平面轮廓。,2.,线框工具栏,b.,创建基于引导曲线的脊线,打开,Spine2.CATPart,文档。,1.,单击,“脊线,(Spine)”,。,2.,在“引导线,(Guide)”,列表中单击并连续选择两个引导曲线。,将立即预览脊线。,3.,单击,“确定,(OK)”,创建脊线。,2.,线框工具栏,创建扫掠曲面时该类型的脊线非常有用，如下图所示：,不含脊线的扫掠曲面,含指定脊线的扫掠曲面,c.,反转脊线的开始方向,仅在第一轮廓为平面时才可使用此选项。,打开,Spine3.CATPart,文档。,3.,曲面工具栏,请参见下面的,拉伸,-,旋转子工具栏,请参见下面的,偏移变量子工具栏,请参见下面的,扫掠子工具栏,填充,(Fill),多截面曲面,(Multi-sections Surface),桥接曲面,(Blend),3.,曲面工具栏,一 创建拉伸曲面,如何通过沿给定的方向拉伸轮廓来创建曲面。,打开,Extrude1.CATPart,文档。,1.,单击,“拉伸,(Extrude)”,。,2.,选择要拉伸的,“轮廓,(Profile)”,(Sketch.1),。,3.,指定所需的拉伸,“方向,(Direction)”,（,xy,平面）。,可以选择一条直线将其方向作为拉伸方向，也可以选择一个平面将其法线方向作为拉伸方向。,还可以使用,“方向,(Direction)”,字段上的上下文菜单，通过,X,、,Y,、,Z,向量分量指定方向。,4.,定义“限制,1 (Limit 1)”,和“限制,2 (Limit 2)”,的“拉伸限制,(Extrusion Limits)”,。,3.,曲面工具栏,二 创建旋转曲面,如何通过绕轴线旋转平面轮廓来创建曲面。,打开,Revolution1.CATPart,文档。,1.,单击,“旋转,(Revolve)”,。,2.,选择,“轮廓,(Profile)”,和一条指示所需,“旋转轴,(Revolution axis)”,的直线。,3.,输入角度值或使用图形操作器定义旋转曲面的角度限制。,3.,曲面工具栏,三 创建球面,打开,Sphere1.CATPart,文档。,四 创建圆柱面,打开,Cylinder1.CATPart,文档。,选择给出要拉伸的圆的中心的,“点,(Point)”,，,并指定所需的圆柱面轴线的,“方向,(Direction)”,。,五 创建偏移曲面,如何通过偏移一个现有曲面或一组曲面来创建一个曲面或一组曲面。,打开,Offset1.CATPart,文档。,3.,曲面工具栏,六 创建扫掠曲面,1.,指定轮廓扫描,(,有三中方式,),2.,直线类轮廓扫描,(,有七中方式,),3.,圆或圆弧类轮廓扫描,(,有七中方式,),4.,二次曲线类轮廓扫描,(,有四中方式,),a.,使用参考曲面,(With reference surface),b.,使用两条引导曲线,(With two guide curves),c.,按拔模方向,(With pulling direction),提供以下子类型：,3.,曲面工具栏,在未选脊线的情况下，第一条引导曲线默认用作脊线。,使用显式轮廓创建扫掠曲面,a.,使用参考曲面,1.,单击,“扫掠曲面,(Swept Surface)”,。,将出现“扫掠曲面定义,(Swept Surface Definition)”,对话框。,2.,单击“显式,(Explicit)”,轮廓图标并从“子类型,(Subtype)”,下拉列表中选择“使用参考曲面,(With reference surface)”,。,3.,选择要扫掠的,“轮廓,(Profile)”,4.,选择,“引导曲线,(Guide curve)”,3.,曲面工具栏,b.,使用两条引导曲线,1.,单击,“扫掠曲面,(Swept Surface)”,。,2.,单击“显式,(Explicit)”,轮廓图标并从“子类型,(Subtype)”,下拉列表中选择“使用两条引导曲线,(With two guide curves)”,。,3.,选择要扫掠的,“轮廓,(Profile)”,4.,选择第一,“引导曲线,(Guide curve)”,5.,选择第二,“引导曲线,(Guide curve)”,3.,曲面工具栏,还可以为每条引导线指定定位点。这些定位点是引导线与轮廓的平面或轮廓自身之间的相交点，引导曲线将通过这些定位点。,有两种定位类型：,两个点,(Two points),：在轮廓上选择将分别与“引导曲线,1 (Guide Curve 1)”,和“引导曲线,2 (Guide Curve 2)”,匹配的定位点。这些点必须属于轮廓的扫掠平面。,点和方向,(Point and direction),：在轮廓上选择一个将与“引导曲线,1 (Guide Curve 1)”,匹配的定位点和一个定位方向。,如果未选择脊线，则第一条引导曲线将隐式用作脊线。,3.,曲面工具栏,七 创建填充曲面,如何在若干条边界线段之间创建填充曲面。,打开,Fill1.CATPart,文档。,1.,单击,“填充,(Fill)”,。,2.,选择要形成封闭边界的曲线或曲面边线。可以为每条曲线或边线选择支持曲面。在本示例中，将确保填充曲面和选定的支持曲面之间的连续。,3.,使用组合框指定在任意选定的支持曲面和填充曲面之间所需的连续类型：,3.,曲面工具栏,八 创建多截面曲面,通过沿自动计算出的或用户定义的脊线扫掠两条或更多截面曲线，可以生成多截面曲面。可以根据一条或更多引导曲线创建曲面。,打开,Loft1.CATPart,文档。,1.,单击,“多截面曲面,(Multi-sections Surface)”,。,2.,选择两条或更多平面截面曲线。,由三个平面截面定义的多截面曲面,定义光顺参数,3.,曲面工具栏,重新限定多截面曲面,打开,Loft3.CATPart,文档。,打开,Loft2.CATPart,文档。,耦合,3.,曲面工具栏,九 创建桥接曲面,桥接曲面是两个线框元素之间的曲面,曲线之间的桥接曲面,打开,Blend1.CATPart,文档。,4.,操作工具栏,请参见下面的,接合,-,修复子工具栏,请参见下面的,分割,-,修剪子工具栏,请参见下面的,提取子工具栏,请参见下面的,圆角子工具栏,请参见下面的,变换子工具栏,外插延伸,(Extrapolate),请参见,外插延伸曲线,和,外插延伸曲面,4.,操作工具栏,一 接合曲面或曲线,如何接合曲面或曲线,打开,Join1.CATPart,文档。,1.,单击,“接合,(Join)”,。,2.,选择要接合的曲面或曲线。,4.,操作工具栏,二 还原曲面,打开,FreeStyle_06.CATPart,文档。,1.,单击,“取消修剪曲面或曲线,(,Untrim,Surface or Curve)”,图标：,2.,选择应被还原限制的曲面。,3.,在对话框中单击,“确定,(OK)”,。,在还原曲面时，将显示进度栏。完成操作（进度为,100%,）后，此进度栏自动消失。,4.,操作工具栏,可以在面上执行局部取消修剪。有三种可用的选择模式：,选择面：还原初始曲面,选择内部循环,选择外部循环,4.,操作工具栏,三 拆解元素,如何将多单元几何体，不管是曲线还是曲面，拆解为单一单元或单一域几何体。,打开,FreeStyle_07.CATPart,文档,1.,选择要拆解的元素,可以只选择曲面的一条边线，系统会识别要拆解的整个元素。,2.,单击,“拆解,(Disassemble)”,图标：,3.,选择拆解模式。,所有单元,(All Cells),：所有单元都被拆解，即对于所有选定的元素，会为每个单元创建一条单独的曲线。,仅限域,(Domains Only),：元素被部分拆解，即对于每个元素，如果其单元是连接的，它将作为一个整体保留，而不被分解为独立的单元。结果元素可以由多个单元组成。,拆解所有单元后的结果（创建了七条曲线）,仅拆解域后的结果（创建了三条曲线）,4.,操作工具栏,四 分割几何图形,可以用点、其它线框元素或曲面分割线框元素，也可以用线框元素或其它曲面分割曲面。,打开,Split1.CATPart,文档,4.,操作工具栏,五 修剪几何图形,打开,Trim1.CATPart,文档。,可以理解为接合,Join,+,分割,split,六 创建边界,提取曲面的边界曲线或曲线的边界点。,完整边界,(Complete boundary),：,将选定的边线在整个曲面边界周围拓展。,点连续,(Point continuity),：,将选定的边线在曲面边界周围拓展，直到遇到点不连续。,切线连续,(Tangent continuity),：,将选定的边线在曲面边界周围拓展，直到遇到切线不连续。,无拓展,(No propagation),：强制无拓展或不连续条件，仅保留选定的边线。,4.,操作工具栏,完整边界,点连续,切线连续,无拓展,4.,操作工具栏,七 提取几何图形,打开,Extract1.CATPart,文档,从元素（曲线、点、曲面、实体、体积等）中执行提取。,如果所生成的元素由几个非连接的子元素组成，则提取功能可能非常有用。使用提取功能可以从这些子元素中生成单独的元素，而无需删除初始元素。,八 提取多个元素,提取接合成一个元素的子元素（曲线、点、曲面、实体、体积等）。,九 简单圆角,在两个曲面之间创建简单圆角。,打开,ShapeFillet1.CATPart,文档。,4.,操作工具栏,光顺,(Smooth),：,对圆角曲面和支持曲面的连接强加了一个相切约束以光顺连接。,直,(Straight),：,不对圆角和初始支持面之间的连接点强加相切约束，因此有时会生成锐角。,最大值,(Maximum),：,圆角曲面由选定支持面的最长边线限制。,最小值,(Minimum),：,圆角曲面由选定支持面的最短边线限制。,4.,操作工具栏,十 创建倒圆角,如何沿接合曲面的内部边线创建固定半径圆角。,打开,EdgeFillet1.CATPart,文档,1.,单击,“倒圆角,(Edge Fillet)”,。,2.,选择要圆角化的边线。,4.,操作工具栏,十一 创建可变半径圆角,对于此类型的圆角，半径在选定点处沿选定边线变化。,打开,FilletVariableRadius1.CATPart,文档,若要向边线添加另一点以创建可变半径圆角，可单击“点,(Points)”,字段，并选择边线上的一个点。,将,“变化,(Variation)”,模式设置为“三次曲线,(Cubic)”,，以在不同半径之间实现平滑过渡。,4.,操作工具栏,十二 平移几何图形,如何平移一个或多个点、直线或曲面元素。,打开,Translate1.CATPart,文档,十三 旋转几何图形,绕轴线旋转几何图形,十四 对几何图形执行对称,打开,Transform1.CATPart,文档,4.,操作工具栏,十五 通过缩放变换几何图形,通过缩放操作变换几何图形。,打开,Transform1.CATPart,文档,将,平面,用作参考元素时得到的缩放元素（比率 ,2,）,将,点,用作参考元素时得到的缩放元素（比率 ,2,）,4.,操作工具栏,十六 外插延伸曲面,打开,Extrapolate1.CATPart,文档,外插延伸曲面边界,打开,Extrapolate4.CATPart,文档,常量距离优化,(Constant distance optimization),5.,复制工具栏,对象复制,(,bject,Repetition),矩形阵列,(Rectangular Pattern),复制几何图形集,(Duplicate Geometrical Set),超级副本创建,(,PowerCopy,Creation),用户特征创建,(,UserFeature,Creation),参看“实体设计,”,部分,5.,复制工具栏,一 重复对象,在当前正在创建一个对象时创建对象的多个实例。,曲线上的点,与曲线成一定角度或垂直于曲线的直线,有一定角度的平面,偏移平面,偏移曲面,在对象上执行,平移,、,旋转,或,缩放,时。,选择一个上面列出的对象,单击,“对象复制,(Object Repetition)”,您希望创建的对象的实例数。,5.,复制工具栏,二 在其它平面之间创建平面,在现有的两平面之间仅通过一步操作完成对任意多个平面的创建。,打开,Planes1.CATPart,文档,1.,单击,“平面介于,(Planes Between)”,。,2.,选择要在其间创建新平面的两个平面。,6.,体积工具栏,一 创建厚曲面,此任务说明如何从两个相反方向将材料添加到曲面。,打开,ThickSurface1.CATPart,文档。,1.,选择希望加厚的曲面，即拉伸元素。单击,“厚曲面,(Thick Surface)”,可以只加厚一个方向，也可以同时加厚两个方向,.,6.,体积工具栏,二 创建封闭曲面,打开,CloseSurface1.CATPart,文档。,1.,选择要封闭的曲面。,2.,单击,“封闭曲面,(Close Surface)”,。,3.,单击“确定,(OK)”,。,此结果特征未保留原始曲面的颜色，而显示为紫色，指示这是一个体积,6.,体积工具栏,三 添加体积,本命令在曲面设计中应用极多,在几何集或有序几何集中生成的都是点,线,面这样的元素,通过对特征,加厚,或是,封闭,后成为体积,最后,添加,到零部件几何体下面成为实体,!,7.,应用材料工具栏,打开,ApplyMaterial.CATProduct,文档,若要可视化应用的材料，请单击,“视图,(View)”,工具栏中的“含材料着色,(Shading with Material)”,8.,测量工具栏,(,参考装配部分,),