第4章catiav5零件设计

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1、第4章 CATIA V5零件设计,上一章讲解了零件设计的草图绘制方法; 本章将结合实例讲解实体零件设计方法，主要是通过草图几何轮廓线进行拉伸、旋转、钻孔、扫描以及放样等工具生成实体模型。最后介绍布尔运算生成实体零件的方法。,4.1 零件设计模块介绍,通过上一章的学习，掌握了在草图平台下创建轮廓线的方法，本章将详细讲解实体零件设计工具的使用方法和作用，并以实例的形式进一步讲解各工具如何利用已有的二维轮廓线生成三维实体。 掌握每个工具的使用方法和作用是实体零件设计的基本技能，复杂的零件都是由简单的实体零件组合而成，不是使用一个命令就能生成。这里大家在设计复杂的零件时，尽量使用简单的工具命令。,4.

2、1.1 进入零件设计模块,选择【开始】（Start）|【机械设计】（Mechinical Design）|【零件设计】（Part Design）命令，在弹出的新建零部件对话框内输入零部件名称，按确定按钮，就可以进入零件设计平台。 在零件设计的过程中，经常要在草图工作台和零件设计平台之间切换，在草图工作台绘制好二维轮廓，然后切换到零件设计平台，利用二维轮廓生成三维实体。,4.1.2 主要工具栏,零件设计主要是通过拉伸、旋转、扫描等方式生成简单的实体零件，简单实体零件按照几何关系进行组合形成复杂的实体零件。 零件设计过程中主要用到5个工具栏： 【基于草图特征】（Sketch Based Featu

3、res）工具栏，提供了10种生成零件的方法，该工具栏有3个展开工具栏。,4.1.2 主要工具栏,【修饰特征】（Dress Up Features）工具栏，提供多种修饰零件的功能，将在本章介绍。 【变换特征】（Transformation Features）工具栏，如图所示，提供了一些变换方法，通过利用它们很方便地生成零件特征或修改特征。,4.1.2 主要工具栏,【参考元素】（Reference Element）工具栏，用来生成点、线和面作为生成零件的参考。 【布尔操作】（Boolean Operation）工具栏，可以用来对一个零件文件的多个组件进行布尔运算。,4.2 创建基于草图的零件特征,

4、【基于草图特征】（Sketch Based Features）工具栏是零件设计平台的核心模块，是生成三维实体零件的最基础最常用的工具。通过在草图模块绘制的图形，经过拉伸、旋转、扫描等零件设计工具的操作生成三维实体零件。,4.2.1 创建拉伸凸台,【拉伸凸台】工具，是通过将草绘沿着指定方向运动来创建实体的建模方式。单击该工具按钮右下黑色三角，展开凸台工具栏，如图所示， 该工具栏包括： 1凸台（Part） 2拔模圆角凸台 3多凸台,4.2.1 创建拉伸凸台,打开素材ch04 / 4.1.1_pad_EX1以草图二为轮廓,4.2.1 创建拉伸凸台,注意： 【第一象限】中选项组的【类型】下拉列表中的【

5、直到下一个】和【直到最后】仅限于同一几何体内部的实体作为限制。不同几何体的实体或者同一几何体的非实体元素均不能作为限制元素。,4.2.1 创建拉伸凸台,打开素材ch04 / 4.1.1_pad_EX1以草图三为轮廓,4.2.1 创建拉伸凸台,中性边界：以草图线为中性边界向两侧等厚生成,4.2.2 创建孔特征,【孔】工具，是从实体上去除一个圆柱体的建模方式。 特点： 1. 灵活的孔类型选择。有简单孔、锥形孔、沉头孔、埋头孔、倒钻孔等； 2. 可附带添加螺纹特征。,4.2.2 创建孔特征,打开文件ch04/Hole_EX2.CATPart 孔特征的使用方法：先选择要打孔的零件表面，单击工具栏中【孔

6、】按钮，此时模型上就出现了孔特征的预览。,4.2.2 创建孔特征,注意：实际上，鼠标单击处就为孔特征提供了预定位。想要将孔设置在于其位置，可以通过草图，约束孔的位置，后面再做介绍。,4.2.2 创建孔特征,扩展选项卡： 1. 盲孔：指定深度尺寸的空； 2. 直到下一个：孔将贯穿支持实体，直到下一个实体片段； 3. 直到最后：贯穿整个实体； 4. 直到平面/曲面：孔深至指定平面/曲面。,4.2.2 创建孔特征,类型选项卡： 1. 简单孔：圆柱状孔； 2. 锥形孔：侧壁带有锥度的孔； 3. 沉头孔：上班部分带有圆柱沉头的孔； 4. 埋头孔：孔的上半部带有锥形沉头的孔。,简单孔,锥形孔 沉头孔 埋头

7、孔 倒钻孔,4.2.2 创建孔特征,对任意孔进行定位： 1. 选中实体某一个面，并激活【孔】特征； 2. 选择【定位草图】； 3. 选中圆弧及孔中心（按住Ctrl进行多选），给其一个“同心度”约束； 4. 退出草图；,4.2.2 创建孔特征,实例：绘制一个螺纹孔 1. 定位孔的中心在圆弧中心； 2.扩展：盲孔 / 底部：V形底，120度 3. 类型：沉头孔 / 直径：18mm / 深度：3mm 4. 定义螺纹：类型：公制粗牙 / 描述：M16 / 深度：6mm / 孔深：10mm / 右旋,4.2.2 创建孔特征,注意： 1. 一般来说，定义螺纹选项中“螺纹深度孔深度 沉头孔深度 ”否则将会弹

8、出错误信息； 2. CATIA中添加的螺纹特征在3D模型上并不现实，在后续工程图中会显示出螺纹的工程标注。,4.2.3 创建扫描肋,【肋】工具，是沿中心曲线扫掠轮廓创建实体零件的绘图工具。单击该工具按钮，系统弹出肋定义对话框，如图所示。,4.2.3 创建扫描肋,轮廓： 此轮廓已在垂直于用于定义中心曲线的平面的平面中完成设计，是封闭轮廓。 中心曲线： 中心曲线是开放的。还可以使用开放轮廓和封闭中心曲线创建肋。3D 中心曲线必须相切连续。 还可以使用平面线框几何图形作为轮廓或中心曲线。,4.2.3 创建扫描肋,控制轮廓： 保留角度 ：此选项用于规定轮廓的草图平面和中心曲线切线之间的角度值。 拔模方

9、向 ：设置此选项后，选择将 x 轴定义为拔模方向。用于定义轮廓的平面将保持与“平面 yz”垂直。,4.2.3 创建扫描肋,打开素材ch04 / 4.1.3Rib_EX3 1. 以草图1为轮廓，以草图2为中心曲线; 建立的模型位置在草图1的位置 2. 轮廓的控制：选择拔模方向，并以x轴为基准；将模型建立到中心曲线所在位置； 3. 创建薄壁的肋特征：选择厚轮廓；中性边界：使壁厚相对轮廓草图内外等厚。,4.2.4 创建加强肋,【加强肋】工具，是直接采用草图线来快速创建辅助肋板。 加强肋不能作为几何体内的第一个特征存在。其一侧为草图等，另一端到一下平面或曲面为止。,4.2.4 创建加强肋,例题讲解一般

10、步骤： CH04 / 4.1.4Stiffener_EX4 1. 点击工具栏中【实体混合】下的【加强肋】； 2. 模式：从侧面/从顶部；厚度、中性边界和之前一样； 3. 轮廓：不封闭的直线或曲线,4.2.5 创建实体混合,混合：可以理解为两个拉伸体的布尔交。 布尔运算：布尔代数进行集合运算。 例题：CH04 / 4.1.5Conbine_EX5,4.2.6 放样,又叫多截面实体，是通过若干个界面来定义实体形状的建模方式。 通过此功能可以创建多截面的扫描体，截面形状要求是平面的封闭轮廓，扫描过程中形状的变化由引导线和脊线控制。 为创建不规则形体提供了更强的控制性。,4.2.6 放样,打开素材ch

11、04 / 4.1.6_MultiSection_Ex6 1.单击【多截面实体】 2. 依次选择“草图.2”和“草图.1”。 这里注意，在有很多个界面的时候，选择的先后顺序可以倒过来，但一定要顺序选择。,4.2.6 放样,3. 选择“耦合”选项卡，截面耦合处选择“比率”，预览后会发现此时这个多截面实体有些扭曲，也就是方形的截面的顶点并没有对应到截面相应比例的点上。,4.2.6 放样,4. 设置闭合点： 草图2上的顶点1对应的比核电应该为草图1中的点5，但系统默认为端点1，需要进行修改； 在“端点1”处右击，选择“替换闭合点”，将其换为点5即可 注意：模型的每个闭合点处都有一个红色箭头，一定要保证

12、所有的截面的闭合点处的箭头方向一致。,4.2.6 放样,【截面耦合】方式包括： 【1】比率：根据曲线的横坐标值进行耦合 【2】相切：根据切向不连续点进行耦合，如果各个截面上的点的数量不一样多，不能使用。 【3】相切然后曲率：根据曲率切向不连续点进行耦合，如果各个截面上的点的数量不一样多，不能使用。 【4】顶点：根据顶点进行耦合，如果各个截面上的点的数量不一样多，不能使用。,4.2.8 创建多截面实体,【多截面实体】工具，是通过沿计算所得或用户定义的脊线扫掠一个或多个截面曲线创建实体的工具。创建的特征可以遵循一条或多条引导曲线。单击该工具按钮，系统弹出多截面实体定义对话框，如图所示，对话框内容如

13、下所示：,4.3 零件特征修饰,零件特征修饰是在不改变零件基本轮廓下进行的修饰。常用于对产品的细节（如圆角、倒角等），或者是为产品添加必要的工程信息（如螺纹），或者用于派生类（如加厚、抽壳等），总之都是附属于其他特征之上的，不能作为几何体内的第一个特征而存在。 该工具栏包括多种对已生成三维实体进行修饰的工具。下面详细介绍这些工具的用法。,4.3.1 倒圆角,圆角特征，通常出于避免产品锐利棱边产生划伤，或者后续模具的加工性考虑是否添加圆角。圆角命令主要包含： 1倒圆角（Edge Fillet） 2可变半径圆角（Variable Radius Fillet） 3可变弦长圆角（Chordal Fil

14、let） 4面与面圆角（Face-Face Fillet） 5三切线内圆角（Tritangent Fillet）,4.3.1 倒圆角,打开素材ch04 / 4.2.1Fillet_01 【倒圆角】：要圆化的对象为：手柄与转轴的交线（红色弧线），要保留的边线为两条紫色边线。,4.3.1 倒圆角,打开素材ch04 / 4.2.1Fillet_02 【可变半径圆角】：要圆化的对象为：拉手的边线（红色弧线；相切模式；点：选择直线上棱边共6个点及圆弧上1点.,4.3.1 倒圆角,打开素材ch04 / 4.2.1Fillet_02 【可变半径圆角】:设置个点处的半径分别为0、5、8（双击模型上的绿色尺寸编

15、辑）,4.3.1 倒圆角,打开素材ch04 / 4.2.1Fillet_02 【弦圆角】:要圆化的对象：图中红色曲线；弦长为7. 输入值为弦长，整个圆角半径是变化的，钝角棱边的半径较大，在锐利的棱边上半径较小。用于圆角化的棱边夹角变化剧烈的情况。,4.3.1 倒圆角,打开素材ch04 / 4.2.1.4TriFillet 【面与面的圆角】要圆化的对象：沙漏的上下曲面；半径：25mm,4.3.1 倒圆角,打开素材ch04 / 4.2.1Fillet_01 【三切线内圆角】要圆化的对象：拉手柄两侧的面（橙色高亮）；要移除的面：拉手柄端面（紫红色）。,4.3.1 倒圆角烟灰缸,1.新建文件 2. 以

16、xy平面绘制草图： 以构造线形式绘制一个r=52.5的圆，以及夹角为45的无限延长线；以构造圆与H、V轴的交点为圆心，绘制圆弧（以中心来定位的弧），半径均为90。,4.3.1 倒圆角烟灰缸,3. 在其相交处倒圆角r=5mm； 4. 拉伸一个20mm的凸台； 5. 打孔，直径60，深度15（通过定位草图修改孔的中心位置）； 6. 以yz面为基准，再打孔，直径8的通孔，孔中心距离底面21mm。,4.3.1 倒圆角烟灰缸,7. 对通孔的四条棱边进行倒圆角，半径为2mm 8. 对烟灰缸的外轮廓和大孔倒圆角，半径为1mm,4.3.2 倒角,【倒角】工具，是在选定边线上移除或添加平截面，即在两个原始面之间创建斜曲面的工具。单击该工具栏，系统弹出倒角定义对话框，如图所示，对话框的内容如下所述。 模式：长度1（Length1）/角度表示通过长度和角度创建倒角；长度1（Length1）/长度2（Length2）表示通过两边长常见倒角； 长度：倒角边长； 角度：倒角边之间的夹角；,4