CATIA V5应用丛书--三维机械设计

前  言

一个企业要保持长期发展，在激烈的市场竞争中立于不败之地，就必须要不断保持产品创新。CAD/ CAM是技术创新的重要手段之一。CATIA V5是IBM/DS开发的个人计算机版本的高端CAD/CAE软件。从产品的概念设计到最终产品的形成，该软件以其精确可靠的解决方案提供了完整的2D、3D参数化建模、电子样机建立及数据管理手段，同时，作为一个完全集成化的软件系统，CATIA将机械设计、工程分析仿真、工厂设计、数控加工及CAT web网上解决方案有机地结合在一起，为用户提供了严密的无纸化工作环境，从而帮助客户达到缩短设计生产周期，提高产品质量，降低生产成本的目的。随着新的CATIA个人计算机版本(V5)的推出，许多世界级的汽车、航空航天、造船、电子等部门的企业广泛地采用了    CATIA V5。

CATIA的机械设计模块是一个面向对象的系统，它可以使设计者很容易地进行机械产品的三维设计，通读本书，可以使初学者很容易掌握。它的再现和确认功能也为机械设计提供了一个高效的设计方法。整个设计过程还可以被扩展和修正，以使设计更加完善。该模块具有界面直观、操作简便灵活的特点，可以从简单到复杂循序渐进地、精确地进行机械零件设计和机械装配设计。

CATIA为了使设计者的设计工作更加方便，提供了文件的多种输入、输出格式，如dxf、dwg、cgm、gl2、ps、catalog、jpg等，可以使CATIA设计的产品与其他常用的CAD软件    兼容。

本书结合大量实例按照循序渐进的方式，对CATIA V5机械设计模块的常用单元进行了详尽的介绍，从熟悉基本使用环境开始，到各个单元的高级功能，特别是各种环境及参数的选项（Option）设置进行了详尽的说明。为方便初学者使用，本书给所涉及到的模块、菜单和工具栏及按钮的英文加注了中文说明。

本书由郑午（前言、第5章）、郑玉彬（第4章）、张学文（第1、2章）、张红彦（第3章）编著，全书由郑午审核、修订。参加编写、校对工作的人员还有：马艳华、蒋华、刘宜宾、刘佳琳、陈昕、孙雪梅、邹广子、郭威、贾庆祥、王智明、高贵天、邱虹天、王黎黎、嵇佳斌、陈钦龙、丁晓峰等同志。

本书在编写的过程中得到了各界同仁和朋友的大力支持、鼓励和帮助，并参阅了CATIA V5在线帮助的相关资料，在此一并致谢！

由于时间仓促，书中纰漏与错误之处在所难免，敬请各位读者批评指正。





作者

2005年7月

CATIA V5是IBM/Dassault System开发的个人计算机版本的高端CAD/CAE软件，其机械设计模块功能强大且使用方便。本书按照循序渐进的方式，从草图设计、实体建模到三维图形至二维图形的转换，通过实例将各种功能灵活运用，可以使初学者在很短的时间内就能够进行几何体的三维设计。为便于读者学习和掌握各种功能，各章节中对窗口、线型、背景、图面、链接等属性的设置，即对菜单中选项的各种设置方法进行了详细的叙述。在三维图形至二维图形转换部分中，除基本操作方法外，还详细介绍了按照我国机械制图标准修改图面的方法，并按照我国机械设计者的习惯编排内容，使读者使用CATIA时更加得心应手。

本书可作为机械、化工、建筑等专业的科研和工程技术人员的参考书，高校相关专业的教材，以及学习CATIA V5软件的培训用书。

目  录

第1章 CATIA V5的基本工作环境	1

1.1 主界面	1

1.1.1 鼠标使用技巧	2

1.1.2 Compass（罗盘）	2

1.2 菜单栏	5

1.2.1 Start（开始）菜单	5

1.2.2 File（文件）菜单	5

1.2.3 Edit（编辑）菜单	8

1.2.4 View（视图）菜单	12

1.3 高级使用环境	33

1.3.1 Tools（工具）菜单	33

1.3.2 环境设置	43

第2章 草图设计	69

2.1 进入零件设计界面	69

2.2 进入草图工作界面	70

2.2.1 从零件设计界面进入草图工作界面	70

2.2.2 从开始菜单直接进入草图工作界面	71

2.2.3 草图工作界面设置	71

2.2.4 复位	73

2.3 草图绘制	73

2.3.1 Workbench（工作台）	73

2.3.2 Profile（轮廓线）工具栏	74

2.3.3 绘制圆形	79

2.3.4 绘制云形线	83

2.3.5 绘制二次曲线	84

2.3.6 绘制直线	88

2.3.7 绘制点	91

2.4 Operation（操作）工具栏	94

2.4.1 Corner（倒圆角）	94

2.4.2 Chamfer（倒角）	96

2.4.3 Relimitations（重新限制）	96

2.4.4 Transformation（转换）	99

2.5 草图约束	104

2.5.1 用对话框定义约束条件	105

2.5.2 产生约束	110

2.5.3 Auto Constraint（自动约束）	111

2.5.4 Animate Constraint（驱动约束）	112

2.6 Sketch Tools（草图工具栏）	112

2.6.1 Snap to Point（锁点）	113

2.6.2 Construction/Standard Element（构建元素/标准元素）	113

2.6.3 Geometrical Constraints（几何约束）	113

2.6.4 Dimensional Constraints（尺寸约束）	114

第3章 三维零件设计	115

3.1 基本设计功能	115

3.1.1 拉伸	115

3.1.2 挖切	116

3.1.3 旋转成形	117

3.1.4 旋转切槽	118

3.1.5 钻孔	120

3.1.6 肋	124

3.1.7 肋板	126

3.2 基本形状修整	127

3.2.1 倒圆角	127

3.2.2 倒角	128

3.2.3 拔模	129

3.2.4 薄壳	130

3.2.5 螺纹	131

3.3 基本元素编辑	132

3.3.1 移动	132

3.3.2 镜像	133

3.3.3 阵列	134

3.3.4 缩放	138

3.4 布尔运算	138

3.4.1 实体组合	138

3.4.2 和集	139

3.4.3 差集	140

3.4.4 交集	141

3.5 曲面特性	141

3.5.1 曲面加厚	142

3.5.2 曲面封闭	143

3.5.3 曲面分割	143

3.5.4 曲面缝合	144

第4章 装配设计	146

4.1 进入装配设计工作平台	146

4.2 插入零部件	147

4.2.1 插入新部件	148

4.2.2 插入新产品部件	148

4.2.3 插入新零件部件	149

4.2.4 插入已存储部件	150

4.3 装配约束	151

4.3.1 共线	151

4.3.2 共面	153

4.3.3 偏移	154

4.3.4 夹角	155

4.4 装配约束设置模式	157

4.4.1 默认模式	157

4.4.2 连锁模式	157

4.4.3 堆栈模式	158

4.5 移动零部件	159

4.5.1 使用罗盘移动部件	159

4.5.2 调整部件位置	161

4.6 零部件设置	167

4.6.1 定位插入已存储部件	167

4.6.2 更换部件	168

4.6.3 树状目录重新排序	168

4.6.4 零部件编号	169

4.6.5 同一部件重复插入	169

4.6.6 部件固定	170

4.6.7 部件绑定	172

4.6.8 部件快速约束	172

4.6.9 活动件/刚体转换	173

4.6.10 装配约束更改	173

4.6.11 重复使用同一装配模式	174

4.6.12 部件爆炸显示	177

4.7 装配编辑	179

4.7.1 部件分割	179

4.7.2 部件钻孔	181

4.7.3 部件挖切	182

4.7.4 部件和集	183

4.7.5 部件差集	185

4.7.6 部件对称	187

4.7.7 利用零件设计的特征进行装配编辑	189

4.8 装配设计标注	190

4.8.1 焊接标注	191

4.8.2 文本标注	191

4.8.3 超级链接标注	192

4.9 装配分析	193

4.9.1 材料清单	193

4.9.2 分析更新	194

4.9.3 约束分析	195

4.9.4 自由度分析	197

4.9.5 部件相关性分析	198

4.9.6 机械结构分析	200

4.9.7 干涉分析	200

4.10 装配管理	204

4.10.1 删除装配元素	204

4.10.2 选取部件对应的装配约束	205

4.10.3 重新定义装配元素的特性	205

4.10.4 加载/卸载部件	206

4.10.5 部件表示法管理	208

4.10.6 产品管理	211

4.10.7 设置与装配设计有关的选项	212

4.11 装配设计举例	219

第5章 三维图形至二维图形转换	224

5.1 基本工作环境	224

5.1.1 进入零件设计环境	224

5.1.2 进入图形转换基本环境	225

5.1.3 工程图设置	227

5.2 工作图编辑	230

5.2.1 基本视图	230

5.2.2 基本视图的移动	230

5.2.3 多方向投影	231

5.2.4 局部视图	236

5.2.5 局部放大	237

5.2.6 剖视	243

5.2.7 断面图	253

5.2.8 图形的中断	255

5.2.9 其他绘图功能	256

5.3 标注	263

5.3.1 尺寸标注	264

5.3.2 尺寸编辑	270

5.3.3 公差标注	273

5.3.4 自动标注尺寸	275

5.3.5 标注表面粗糙度	280

5.3.6 标注焊接符号	282

5.3.7 加注文本及文本编辑	283

5.4 图面修饰	286

5.4.1 中心线	286

5.4.2 螺纹	287

5.4.3 填充剖面线	287

5.4.4 画箭头	287

5.4.5 图线修饰	288

5.4.6 图层	288

5.5 文件的输入输出格式	289

5.5.1 输出格式	289

5.5.2 输入格式	289

参考文献	292