第1章 创成式曲面设计创成式曲面设计（Generative Shape Design）帮助设计者架、多种曲面特征的基础上，进行机械零部件外形设计它提供了一系列全面的工具集，用于创建和修改复杂外形设计或混合零件造型中的机械零部件外形它带有智能化的工具，如用于管理特征重用的超级复制（Powercopy）功能以特征为基础的方法提供了直观和高效的设计环境，系统可以捕捉和重用设计方法及规范创成式曲面设计模块拥有强大的曲面整体修改技术，扩展了CATIA创成式曲面设计创建线框和多种曲面特征的功能该模块基于高级的智能化工具，允许用户进行快速的外形修改操作，减少他们的设计时间其窗口如图1-1所示图 1-11.1 基 本 元 素基本元素功能是建立点、直线、平面等基本几何元素，并将它们作为其他几何体建构时的基础和参照物1.1.1 点绘制点可以通过很多方式，包括坐标点、曲线上的点、曲面上的点、圆心、曲线切点、中间点等打开附带光盘中“第1章创成式曲面设计”目录下的文件Point.CATPart，如图1-2所示图 1-21.1.1.1 坐标点（1）在Wireframe工具栏中单击“点”（Point）按钮，弹出Point Definition对话框，在Point type下拉列表框中选择Coordinates，如图1-3所示。
图 1-3（2）选择一点填入Reference中的Point文本框中，作为参考点，默认是原点（Origin）这里选择作为参考点3）在对话框中填写坐标点相对于参考点的X、Y、Z分量，如图1-4所示1.1.1.2 曲线上的点（1）在Point Definition对话框中，在Point type下拉列表框中选择On curve，对话框如图1-5所示图 1-4（2）选择曲线填入Curve文本框中，作为参考曲线这里选择3）选择一种生成的点与参考点的相对位置的方式，一种是Distance on curve，通过在Length文本框中设置需要生成的点与参考点在曲线上的距离，来确定点的位置Ratio of curve length是两点之间的距离与曲线总长的比例Geodesic（几何的）指两点间的距离是沿着曲线来计算的，Euclidean指两点间的距离相对于参考点的绝对距离，如图1-6所示是采用Geodesic方式，尺寸是两点之间的绝对距离，155.599是两点沿着曲线的距离 图 1-5 图 1-6（4）可以选择一点填入Reference中的Point文本框，作为参考点的位置，默认是端点。
也可以在Point文本框中右击，在弹出的快捷菜单中选择相关项目，如图1-7所示是用作为参考点的情况5）单击 按钮，把离鼠标最近的曲线端点作为生成的点单击按钮，把曲线的中点作为生成点图 1-7（6）在图形中单击红色箭头，或者在对话框中单击 按钮，可以改变曲线的方向7）选中复选框，可以在参考点和生成点中间生成若干等距点单击OK按钮后，弹出Points & Planes Repetition对话框在对话框中，在Instance文本框中输入重复的点数，如图1-8所示，Point所指的点是以曲线的一个端点为参考点生成的点，现在作为生成等距点的参考点，在Point所指的点和端点之间生成了5个等距的点 图 1-8（8）如果在Points & Planes Repetition对话框中，将参数Parameters选择为Instance & spacing，在Spacing设置点的间距，那么等距点的起始位置将从在Point Definition对话框中生成的点开始，如图1-9所示9）如果在Points & Planes Repetition对话框中选中复选框，那么在生成点的同时，也生成了曲线在各点处的法平面，如图1-10所示。
1.1.1.3 圆心（1）在Point Definition对话框中，在Point type下拉列表框中选择Circle center2）选择圆或者圆弧填入Circle文本框中，可以是草图上的圆，实体上的边线圆，或者圆弧、圆，如图1-11所示 图 1-9 图 1-10图 1-11（3）可以选择椭圆或者椭圆边线，也可以选择圆弧，如图1-12所示图 1-121.1.1.4 曲线切点（1）在Point Definition对话框中，在Point type下拉列表框中选择Tangent on curve，对话框如图1-13所示图 1-13（2）选择曲线填入Curve文本框中，选择一条直线填入Direction文本框中作为曲线的切线系统自动求取曲线和直线的切点，切点位于曲线上，如图1-14所示图 1-14（3）单击OK按钮，如果直线和曲线存在多个切点，那么系统会弹出如图1-15所示的对话框，询问需要保留所有切点，还是只需保留一个合适的点单击No按钮，保留所有切点，单击Yes按钮，系统弹出Near Definition对话框，如图1-16所示，要求用户选择一个存在的参考元素，让系统判断需要保留哪个切点。
图 1-15 图 1-161.1.1.5 中间点（1）在Point Definition对话框中，在Point type下拉列表框中选择Between，对话框如图1-17所示图 1-17（2）选择两点，分别填入Point 1、Point 2文本框中，并设置Ratio值，确定点相对于Point 1、Point 2的位置，如图1-18所示图 1-18（3）Ratio的值是生成的点到Point 1的距离除以Point 1到Point 2之间的距离的值如果Ratio>1，那么生成的点位于Point 2之外如果Ratio<0，那么生成的点位于Point 1之外，如图1-19所示 图 1-19（4）单击 按钮可以改变起点，单击 按钮，生成中点，也就是Ratio＝0.5的情况1.1.1.6 平面上的点（1）在Point Definition对话框中，在Point type下拉列表框中选择On plane，对话框如图1-20所示图 1-20（2）选择一个平面填入Plane文本框中作为参考平面3）用鼠标确定点的位置或者在H、V文本框中确定点的坐标，如图1-21所示。
图 1-21（4）默认的参考点是所选平面的原点，可以选择一点填入Reference选项区域中的 Point文本框中作为参考点，如图1-22所示5）可以在Projection选项区域中的Surface文本框中填入一个曲面，使在平面上生成的点投影到曲面上，如图1-23所示 图 1-22 图 1-231.1.1.7 曲面上的点（1）在Point Definition对话框中，在Point type下拉列表框中选择On surface，对话框如图1-24所示2）选择一个曲面填入Surface文本框中，用鼠标在曲面上单击确定一点，如图1-25 所示3）可以指定一个方向填入Direction文本框中，如图1-26所示4）可以选择曲面上的一点作为参考点，默认的参考点是曲面的中心 图 1-24 图 1-251.1.1.8 等距点等距点功能，是在曲线上以其上的一点作为起始参考点，在曲线上生成若干等距的点，并可以过这些点生成垂直于曲线的平面。
1）在Wireframe工具栏中单击“等距点”按钮，弹出如图1-27所示的对话框 图 1-26 图 1-27（2）选择一条曲线或者曲线上的一点如果选择曲线，那么生成的等距点是以曲线的两个端点作为边界的这里选择3）在Instance文本框中设置等距点的个数如果选中复选框，设置的等距点个数包括曲线的两个端点，如图1-28所示4）如果不选择曲线，而选择一个用1.1.1.2节中所述方法建立的曲线上的点，那么可以在Parameters下拉列表框中选择一种参数的设置方法：Instances是通过设置从参考点到曲线的一个端点中等分的点数，如图1-29所示；Instance & Spacing是通过设置从参考点开始的等距点个数以及点的距离，如图1-30所示5）如果需要在生成的等距点上建立曲线的垂直平面，那么在对话框中选中复选框如果需要将生成的点以及平面放置在一个组中，选中复选框 图 1-28 图 1-29图 1-301.1.2 直线建立直线（Line）的方法有：两点直线、起点和方向、与曲线成一定角度、曲线的切线、平面法线、角平分线等。
打开附带光盘中“第1章创成式曲面设计”目录下的文件Line.CATPart，如图1-31所示图 1-311.1.2.1 两点直线（1）在Wireframe工具栏中单击“直线”按钮，弹出Line Definition对话框，选择Point-Point方式，如图1-32所示图 1-32（2）选择两点填入Point 1和Point 2文本框中，作为直线的起点和终点，构成了直线的方向如果选中单选按钮，可以在Start和End文本框设置起点和终点向外延伸的距离这里选择和作为起点和终点，如图1-33所示图 1-33（3）可以指定一个支持曲面填入Support文本框中，那么生成的“直线”将在曲面上这里选择填入Support文本框中，结果如图1-34所示4）如果选中单选按钮，那么直线将以起点向外无限延伸如果选中单选按钮，那么直线将以终点向外无限延伸如果选中单选按钮，那么直线将以两个端点向外无限延伸5）选中复选框，可以在端点两侧对称延伸1.1.2.2 起点和方向（1）在Line Definition对话框中选择Point-Direction，对话框如图1-35所示 图 1-34 图 1-35（2）选择一点填入Point文本框中，作为直线的起点。
3）选择一个参考元素填入Direction文本框中，确定直线的方向，可以是直线或者平面这里选择作为直线的起点，选择作为方向4） 在Start和End文本框中填入相应数值，确定直线的起始位置和终止位置，如图1-36所示图 1-36（5）可以指定直线的支持曲面生成的直线将位于曲面上，实际上是曲线这里选择作为支持面，结果如图1-37所示图 1-371.1.2.3 曲线的切线（1）在Line Definition对话框中，选择Tangent to curve，对话框如图1-38所示2）选择一条曲线填入Curve文本框中，这里选择3）选择一点，作为切线的起点填入Element 。