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1、第第5 5章章部件装配部件装配5.1概述概述5.2创建部件创建部件5.3改变部件的位置改变部件的位置5.4创建约束创建约束5.5装配体分析简介装配体分析简介5.6有关装配设计的环境设置有关装配设计的环境设置5.7装配实例装配实例5.1概述概述产产品品（Product）是是装装配配设设计计的的最最终终产产物物，它它是是由由一一些些部部件件（Component）组组成成的的。部部件件也也称称做做组组件件，它它是是由由至至少少一一个个零零件件（Part）组组成成的的。产产品品和和部部件件是是相相对对的的。例例如如，相相对对于于汽汽车车，变变速速箱箱是是一一个个部部件件；相相对对于于齿齿轮轮或或轴轴，
2、变变速速箱箱就就是是一一个个产产品品。某某个个产产品品也也可可以以是是另另外外一一个个产产品品的的成成员员，某某个个部部件件也也可可以以是是另另外外一一个个部部件件的的成成员员。在在构构成成产产品品的的特特征征树树上上不不难难看看到到，树树根根一一定定是是某某个个产产品品，零零件件一一定定是是树树叶。叶。部部件件装装配配（AssemblyDesign）是是CATIA最最基基本本的的、也也是是最最具具有有优优势势和和特特色色的的功功能能模模块块。包包括括创创建建装装配配体体、添添加加指指定定的的部部件件或或零零件件到到装装配配体体、创创建建部部件件之之间间的的装装配配关关系系、移移动动和和布布置
3、置装装配配成成员员、生生成成产产品品的的爆爆炸炸图、装配干涉和间隙分析等主要功能。图、装配干涉和间隙分析等主要功能。在在设设计计非非常常复复杂杂的的装装配配体体时时，例例如如装装配配整整个个的的汽汽车车或或飞飞机机，为为了了提提高高加加载载效效率率，CATIA提提供供了了可可供供选择的配置方式和调入模式。选择的配置方式和调入模式。进入进入CATIAV5装配模块可以通过以下三种方式：装配模块可以通过以下三种方式：（1）选选择择菜菜单单【Start】【AssemblyDesign】，进进入三维装配模块。入三维装配模块。（2）选选择择菜菜单单【File】【Open】或或【New】，在在随随后后弹弹出
4、出的的图图5-1所所示示对对话话框框中中选选择择Product文文件件类型，进入三维装配模块。类型，进入三维装配模块。图图5-1从从File菜单下进入三维装配模块菜单下进入三维装配模块（ 3） 单单 击击 Workbench图图 标标 ， 弹弹 出出 图图 5-2 所所 示示 【Welcome to CATIA V5】 对对 话话 框框 ， 选选 择择 其其 中中AssemblyDesign图标，进入三维装配模块。图标，进入三维装配模块。图图5-2【WelcometoCATIAV5】对话框】对话框装装配配文文件件的的类类型型是是CATProduct,在在特特征征树树上上文文件件最最顶顶部部的的
5、默认特征的名称是默认特征的名称是Product.1。5.2创建部件创建部件有有关关创创建建装装配配部部件件的的工工具具栏栏见见图图5-3所所示示ProductStructure工工具具栏栏，在在Insert菜菜单单也也可可以以调调用用相相应应的的功功能。创建部件的图标如下：能。创建部件的图标如下：图图5-3【ProductStructure】工具栏】工具栏5.2.1 插入插入部件部件 图图标标 的的功功能能是是将将一一个个部部件件插插入入到到当当前前产产品品，在在这这个个部部件件之之下下还还可可以以插插入入其其他他产产品品或或零零件件。有有关关这个这个部件的数据直接存储在当前部件的数据直接存储
6、在当前产品内。产品内。选选择择要要装装配配的的产产品品，单单击击该该图图标标，弹弹出出图图5-4所所示示零零件件号号【PartNumber】对对话话框框，输输入入自自定定义义的的名名字字，或或者者单单击击OK按按钮采用默认的名字，特征树增加了一个新结点，见图钮采用默认的名字，特征树增加了一个新结点，见图5-5。图图5-4【PartNumber】对话框】对话框（a）插入前插入前（b）插入后插入后图图5-5插入一个插入一个部件部件5.2.2 插入产品插入产品 图图标标 的的功功能能是是将将一一个个产产品品插插入入到到当当前前产产品品，在在这这个个产产品品之之下下还还可可以以插插入入其其他他产产品品
7、或或零零件件。有有关关这这个个产产品品的的数数据据存存储储在独立的新文件在独立的新文件内。内。选选择择要要装装配配的的产产品品，单单击击该该图图标标，弹弹出出图图5-4所所示示零零件件号号【PartNumber】对对话话框框，输输入入自自定定义义的的名名字字，或或者者单单击击OK按按钮钮采采用默认的名字，特征树增加了一个新结点，见图用默认的名字，特征树增加了一个新结点，见图5-6。（a）插入前插入前（b）插入后插入后图图5-6插入一个产品插入一个产品5.2.3 插入插入新零件新零件 图图标标 的的功功能能是是将将一一个个新新零零件件插插入入到到当当前前产产品品，这这个个零零件件是新创建的，它的
8、数据存储在独立的新文件是新创建的，它的数据存储在独立的新文件内。内。选选择择要要装装配配的的产产品品，单单击击该该图图标标，弹弹出出图图5-4所所示示零零件件号号【PartNumber】对对话话框框，输输入入自自定定义义的的名名字字，或或者者单单击击OK按按钮钮采采用默认的名字，特征树增加了一个新结点，见图用默认的名字，特征树增加了一个新结点，见图5-7。（a）插入前插入前（b）插入后插入后 （c）新结点的下一层结点新结点的下一层结点图图5-7插入一个插入一个新零件新零件双击新结点的下一层结点，例如双击图双击新结点的下一层结点，例如双击图5-7（c）的结点）的结点，进进入入零零件件设设计计模模
9、块块。创创建建一一个个以以Part1为为默默认认文文件件名的新零件。名的新零件。5.2.4 插入插入已经存在的部件已经存在的部件 图标图标 的功能是将一个的功能是将一个已经存在的部件已经存在的部件插入插入到当前到当前产品。产品。 选选择择要要装装配配的的产产品品，单单击击该该图图标标，弹弹出出一一个个选选择择文文件件的的【】对对话话框框，输输入入已已经经存存在在的的部部件件或或零零件件的的文文件件名名。特特征征树树增增加了一个新结点，见图加了一个新结点，见图5-8。（a）插入前插入前（b）插入后插入后 图图5-8插入一个插入一个已经存在的部件已经存在的部件若若插插入入零零件件的的零零件件号号与
10、与当当前前装装配配体体产产生生冲冲突突，则则弹弹出出图图5-9所所示示【Partnumberconfilcts】对对话话框框。选选择择产产生生冲冲突突的的零零件件号号，单单击击Rename按按钮钮，在在随随后后弹弹出出弹弹出出图图5-4所所示示零零件件号号【PartNumber】对对话话框框内内输输入入自自定定义义的的名名字字，或或者者单单击击Automaticrename按按钮钮，由由系系统统自自动动改改名名，单单击击OK按按钮钮，特特征征树树增增加加了一个自定义名字的新结点。了一个自定义名字的新结点。图图5-9【Partnumberconfilcts】对话】对话5.2.5 替换部件替换部件
11、 图图标标 的的功功能能是是用用其其他他产产品品或或零零件件替替换换当当前前产产品品下的产品或零件。下的产品或零件。 在在当当前前装装配配体体中中选选择择要要被被替替换换的的部部件件，单单击击该该按按钮钮，弹弹出出一一个个选选择择文文件件的的【】对对话话框框，输输入入一一个个已已经经存存在在的的部部件件或或零零件件的的文文件件名名，即即可可替替换换已已选选择择的部件的部件5.2.6 重新排重新排序序特征树特征树 图标图标 的功能是重新排列特征树中各的功能是重新排列特征树中各部件的顺序。部件的顺序。（a）（b）图图5-10 特征树和重新排特征树和重新排序序对话框对话框 选选择择要要被被重重新新排
12、排序序的的产产品品，例例如如选选择择图图5-10（a）所所示示特特征征树树的的Product1，单单击击图图标标，弹弹出出图图5-10（b）所所示示的的【Graphtreereordering】对对话话框框。该该对话框右侧三个按钮的功能是：对话框右侧三个按钮的功能是：将选到的部件上移一个位置。将选到的部件上移一个位置。将选到的部件下移一个位置。将选到的部件下移一个位置。将先选到的部件与随后指定的位置对调。将先选到的部件与随后指定的位置对调。单击单击OK或或Apply按钮，按钮，特征树随之改变特征树随之改变5.2.7 编码编码 图标图标 的功能是的功能是将将产品内的零件编上序号。产品内的零件编上
13、序号。 选选择择要要编编码码的的产产品品，例例如如选选择择图图5-10（a）所所示示特特征征树树的的Product1，单单击击该该图图标标，弹弹出出图图5-11所所示示的的【GenerateNumbering】对对话话框框。Intrger（整整数数）或或Letters（字字母母）编编号号。如如果果要要编编码码的的零零件件已已经经有有了了编编号号，ExistingNumbers栏栏将将被激活，可以选择被激活，可以选择Keep(保持保持)或或Replace（替换）。单击（替换）。单击OK按钮，按钮，完成编码。完成编码。 用光标指向部件，单击鼠标用光标指向部件，单击鼠标右键，通过上下文相关菜单的右键
14、，通过上下文相关菜单的Properties选项可以看到部件选项可以看到部件的编号。的编号。 图图5-11【GenerateNumbering】对话框】对话框5.2.8 设置产品的状态设置产品的状态 图图标标 的的功功能能是是设设置置产产品品的的状状态态。该该功功能能可可以以由由用用户户决决定定，在在打打开开一一个个产产品品时时，哪哪些些部部件件加加载载，哪哪些些部部件件不不加加载载。当当产产品品含含有有大大量量的的部部件件时时，该该功功能能可可以以减减轻轻系系统统的的负负担担，提提高高系系统统的的运运行行效效率率。此此外外，该功能还可以隐藏或显示已加载的部件。该功能还可以隐藏或显示已加载的部件
15、。注注意意，实实现现加加载载或或卸卸载载部部件件的的必必要要条条件件是是，已已经经打打开开了了快快取取功功能能。在在打打开开了了快快取取功功能能的的状状态态下下，刚刚打打开开一一个个产产品品时时，所所有有的的部部件件都都处处于于卸卸载载状状态态。卸卸载载状状态的显著标志是部件左侧无态的显著标志是部件左侧无“+”号。号。 单单击击图图标标 ，弹弹出出图图5-12所所示示有有关关产产品品加加载载管管理理的【的【Product Load Management】对话框。】对话框。 图图5-12【Product Load Management】对话框。】对话框。该对话框右上角该对话框右上角4个图像按钮的
16、功能分别是：个图像按钮的功能分别是：加载加载选取的部件。选取的部件。显示显示选取的部件。选取的部件。隐藏隐藏选取的部件。选取的部件。 在在特特征征树树上上选选取取一一个个部部件件，单单击击对对话话框框右右上上角角的的一一个个图图像像按按钮钮，单单击击Apply按按钮钮，所所选选部部件件的的状状态态随随之之改改变变。单单击击OK按钮，操作结束。按钮，操作结束。5.2.9 定义单行阵列定义单行阵列 图图标标 的的功功能能是是定定义义在在x、y、z或或给给定定方方向向上上复复制制等等间间距距的的多个部件，形成单行阵列。多个部件，形成单行阵列。但是在部件之间并不施加约但是在部件之间并不施加约束。单击该
17、图标束。单击该图标，弹出图，弹出图5-13所示所示定义单行阵列的【定义单行阵列的【MultiInstantiation】对话框，对话框，该该对话框各域的含义如下：对话框各域的含义如下： 图图5-13【MultiInstantiation】对话框对话框（1）ComponenttoInstantiate栏栏：输输入入要要形形成成阵阵列列的的部件。部件。（2）Parameters下下拉拉列列表表：确确定定阵阵列列参参数数的的方方法法，有有以下三种选择：以下三种选择：Instances&Spacing：单行阵列的项数和间距；：单行阵列的项数和间距；Instances&Length：单行阵列的项数和总长
18、度。；：单行阵列的项数和总长度。；Spacing&Length：单行阵列的间距和总长度。：单行阵列的间距和总长度。（3）Newinstance：输入阵列的项数。：输入阵列的项数。（4）Spacing编辑框：阵列的间距。编辑框：阵列的间距。（5）Length：输入阵列的总长度：输入阵列的总长度（6）ReferenceDirection栏：定义单行阵列的方向栏：定义单行阵列的方向Axis：指定：指定X、Y、Z坐标轴之一作为单行阵列的方向。坐标轴之一作为单行阵列的方向。ORSelectedElement：选选择择一一条条直直线线作作为为单单行行阵阵列列的的排排列列方方向；向；Reverse：阵列的排
19、列方向反向；：阵列的排列方向反向；Result：显示选定方向的三个坐标分量；：显示选定方向的三个坐标分量；（7）DefineAsDefault：将当前参数作：将当前参数作为阵列的默认参数。为阵列的默认参数。例如选取图例如选取图5-14左下角的六角螺母，左下角的六角螺母，项数和间距作为确定阵列的方法，项项数和间距作为确定阵列的方法，项数为数为5，间距为，间距为25，X轴作为阵列的排轴作为阵列的排列方向，单击列方向，单击Apply按钮，增加了图按钮，增加了图5-14的的5个六角螺母。个六角螺母。图图5-14生成单行阵列生成单行阵列5.2.10 快速生成单行阵列快速生成单行阵列 图图标标 的的功功能
20、能是是根根据据当当前前默默认认的的单单行行阵阵列列的的参参数数将将选选取取的的部部件件形形成成单单行行阵阵列列。单单击击该该图图标标，选选取取图图5-15左下角的圆螺母，结果见图左下角的圆螺母，结果见图5-15。图图5-15快速生成单行阵列快速生成单行阵列5.3改变部件的位置改变部件的位置在在装装配配过过程程中中，必必须须要要弄弄清清装装配配的的级级别别，总总装装配配是是最最高高级级，其其下下级级是是各各级级的的子子装装配配，即即各各级级的的部部件件。对对哪哪一一级级的的部部件件进进行行装装配配，这这一一级级的的装装配配体体必必须须处处于于激激活活状状态态。在在特特征征树树上上双双击击某某装装
21、配配体体，使使之之在在特特征征树树上上显显示示为为蓝蓝色色，此此时时，该该装装配配体体就就处处于于激激活活状状态态。如如果果单单击击某某个个装装配配体体，使使之之在在特特征征树树上上为为亮亮色色显显示示，此此时时，该该装装配配体体就就处处于于被被选选择择状状态态。注注意意只只有有激激活活状状态态下下产产品品的的部部件件及及其其子子部部件件才才可可以以被被移移动动和和旋旋转转。可可以以通通过过罗罗盘盘和和图图5-16所所示示有有关关移移动动的的【Move】工工具具栏栏改改变变部部件件的位置。的位置。图图5-16【Move】工具栏】工具栏5.3.1用罗盘徒手移动部件用罗盘徒手移动部件将将光光标标移
22、移至至罗罗盘盘的的红红方方块块，出出现现移移动动箭箭头头，按按下下鼠鼠标标左左键键拖拖动动罗罗盘盘放放在在需需要要移移动动的的形形体体表表面面上上，罗罗盘盘将将附附着着在在形形体体上上，并并且且变变成成绿绿色色。按按下下鼠鼠标标左左键键，将将光光标标沿沿罗罗盘盘的的轴轴线线或或圆圆弧弧拖拖动动鼠鼠标标，形形体体随随之之平平移或旋转。移或旋转。5.3.2调整位置调整位置 图图标标 的的功功能能是是调调整整部部件件之之间间的的位位置置。可可以以将将选选取取的的部部件件沿沿x、y、z或或给给定定的的方方向向平平移移，沿沿xy、yz、zx或或给给定定的的平平面面平平移移，或或者者绕绕x,y,z或或给给
23、定定的的轴轴线线旋旋转转。单单击击该该图图标标，弹弹出出图图5-17所所示示调调整整部部件件位位置置的的【ManipulationParameters】对话框。】对话框。对话框第一排图标的功能是对话框第一排图标的功能是x、y、z或给或给定的方向平移，第二排图标的功能是是沿定的方向平移，第二排图标的功能是是沿xy、yz、zx或给定的平面平移，第三排图标或给定的平面平移，第三排图标的功能是分别是绕的功能是分别是绕x,y,z或给定的轴线或给定的轴线旋转。若旋转。若Withreferencetoconstraints切换切换开关为打开状态，选取的部件要遵循已经开关为打开状态，选取的部件要遵循已经施加的
24、约束，即满足约束条件下调整部件施加的约束，即满足约束条件下调整部件的位置。该切换开关可以检验施加的约束，的位置。该切换开关可以检验施加的约束，图图5-17并可实现总装配体的运动学分析。并可实现总装配体的运动学分析。单单击击对对话话框框内内要要移移动动或或旋旋转转的的图图标标，用用光光标标拖拖动动部部件件，可可多多次次单单击击要要移移动或旋转的图标，用光标拖动部件，直至单击动或旋转的图标，用光标拖动部件，直至单击OK按钮。按钮。5.3.3对齐对齐 图图标标 的的功功能能是是通通过过对对齐齐改改变变形形体体之之间间的的相相对对位位置置。单单击击该该图图标标，依依次次选选择择两两个个元元素素，出出现
25、现对对齐齐箭箭头头，在在空空白白处处单单击击鼠鼠标标左左键键，第第一一个个元元素素移移动动到到第第二二个个元元素素处处与与之之对对齐齐，从从而而实实现现形形体体移移动动。表表5-1表表示示了了几几何何元元素素种类及其对齐结果。种类及其对齐结果。表表5-1对齐移动定义的两元素情况对齐移动定义的两元素情况第一被选元素 第二被选元素 结果 点 点两点重合 点 线点移动到直线上 点平面 点移动到平面上 线 点直线通过点 线 线两线重合线 平面线移动到平面上 平面 点平面通过点 平面 线平面通过线 平面 平面两面重合（a）（b）图图5-18通过两部件的轴线对齐通过两部件的轴线对齐单单击击图图标标，将将光
26、光标标指指向向部部件件1的的某某几几何何元元素素，例例如如图图5-18（a）所所示示圆圆柱柱的的轴轴线线，当当指指向向的的几几何何元元素素呈呈橙橙色色亮亮显显时时，单单击击鼠鼠标标左左键键，该该几几何何元元素素就就作作为为第第一一被被选选元元素素。将将光光标标指指向向部部件件2的的某某几几何何元元素素，例例如如图图5-18所所示示螺螺母母的的轴轴线线，当当指指向向的的几几何何元元素素呈呈橙橙色色亮亮显显时时，该该几几何何元元素素就就作作为为第第二二被被选选元元素素。单单击击鼠鼠标标左左键键，部部件件1移移至至部部件件2两两被被选选几几何何元元素素处处于于对对齐齐的的位位置置。例例如如圆圆柱柱移
27、移至至六六棱棱柱柱的的内内孔孔，两两轴轴线线重重合合，见见图图5-18（b）。当当出出现现绿绿色色的的箭箭头头时时，单单击击该该箭箭头头，部部件件1改改变变为为轴线的反方向。在空白处单击鼠标左键，操作结束。轴线的反方向。在空白处单击鼠标左键，操作结束。5.3.4智能移动智能移动 图图标标 的的功功能能是是约约束束和和对对齐齐的的结结合合，不不仅仅将将形形体体对对齐齐，而而且且产产生生约约束束。通通过过AutomaticConstraint选选项项，可可以以自自动动产产生生一一个个可可能能的的约约束束。其其操操作作对齐类似。对齐类似。单单 击击 该该 图图 标标 ， 弹弹 出出 图图 5-19所
28、所 示示 【 Smart Move】 对对 话话 框框 。 打打 开开“Automaticconstraintcreation”切切换换开开关关，在在“QuickConstraint”栏栏选选取取约约束束条条件件，用用向向上上的的箭箭头头将将其其移移至至顶顶部部，例例如如将将“Coincidence”移移至至顶顶部部，以以下下操操作作同同“对对齐齐”，单单击击OK按按钮钮，除除了了两两部部件件实实现现对对齐齐之之外外，两部件也建立了制定的约束关系。两部件也建立了制定的约束关系。图图5-19【SmartMove】对话框】对话框5.3.5爆炸图爆炸图 图图标标 的的功功能能是是将将产产品品中中的的
29、各各部部件件炸炸开开，产产生生装装配配体体的的三三维维爆爆炸炸图图。单单击击该该图图标标，弹弹出出图图5-20所所示示【Explode】对对话话框框。在在对对话话框框的的Selection域域输输入入选选择择的的产产品品，在在Depth下下拉拉列列表表可可以以选选择择Alllevel（全全部部爆爆炸炸）或或Firstlevel（只只爆爆到到第第一一层层）。在在Type下下拉拉列列表表可可以以选选择择3D（三三维维空空间间爆爆炸炸）、2D（二二维维空空间间爆爆炸炸）和和Constrained（按按照照约约束束状状态态移移动）。单击按钮动）。单击按钮Apply即可。即可。图图5-21所所示示为为皮
30、皮带带轮轮部部件件及及其其3D爆爆炸炸图图，图图5-22所所示示为为皮皮带带轮轮部部件件的的2D爆爆炸炸图图，图图5-23所所示示为为皮皮带带轮部件按照约束状态移动的爆炸图。轮部件按照约束状态移动的爆炸图。图图5-20【Explode】对话框对话框图图5-21皮带轮部件及其皮带轮部件及其3D爆炸图爆炸图图图5-222D爆炸爆炸图图5-23按照约束状态移动按照约束状态移动5.4创建约束创建约束约约束束指指的的是是部部件件之之间间相相对对几几何何关关系系的的限限制制条条件件。有关约束的【有关约束的【Constraints】工具栏见图】工具栏见图5-24。图图5-24【Constraints】工具栏
31、】工具栏5.4.1重合重合 图图标标 的的功功能能是是在在两两几几何何元元素素之之间间施施加加重重合合（Coincidence）约约束束。几几何何元元素素可可以以是是点点（包包括括球球心心）、直直线线（包包括括轴轴线线）、平平面面、形形体体的的表表面面（包包括括球球面面和和圆圆柱柱面面）。单单击击该该图图标标，依依次次选选择择两两个个元元素，则第一元素移动到第二元素位置，将两者重合素，则第一元素移动到第二元素位置，将两者重合 在一起。在一起。装配关系为装配关系为同心、共线或共面。见图装配关系为装配关系为同心、共线或共面。见图5-25。图图5-25孔和轴两条轴线的重合约束孔和轴两条轴线的重合约束
32、5.4.2接触接触5.4.2接触接触 图标图标 的功能是的功能是在平面或形体表面施加接触在平面或形体表面施加接触（Contact）约束，约束的结果是两平面或表面的外法线方向）约束，约束的结果是两平面或表面的外法线方向相反。单击该图标相反。单击该图标，依次选择两个元素，则第一元素移动到，依次选择两个元素，则第一元素移动到第二元素位置，两面外法线方向相反。表第二元素位置，两面外法线方向相反。表5-2为为接触约束接触约束可以可以选择的对象，选择的对象，实例如图实例如图5-26所示。所示。表表5-2接触约束接触约束可以选择的对象可以选择的对象图图5-26两个长方体表面的接触约束两个长方体表面的接触约束
33、5.4.3偏移偏移 图图标标 的的功功能能是是确确定定两两选选择择面面的的外外法法线线方方向向是是相相同同还还是是相相反反，同同时时还还可可以以给给出出两两面面之之间间的的偏偏移移（Offset）距距离离。单单击击该该图图标标，依依次次选选择择两两个个元元素素，则则第第一一元元素素移移动动到到第第二二元元素素位位置置，再再在在图图形形中中观观察察两两面面外外法法线线方方向向，单单击击箭箭头头可可以以使使方方向向反反向向。表表5-3是是偏偏移移约约束束可可以以选选择择的的对对象象，图图5-27是是施施加加偏偏移移约约束的例子。束的例子。表表5-3接触约束接触约束可以选择的对象可以选择的对象图图5
34、-27两平面施加偏移约束两平面施加偏移约束5.4.4角度约束角度约束 图图标标 的的功功能能是是施施加加角角度度（Angle）约约束束。约约束束的的对对象象可可以以是是直直线线、平平面面、形形体体表表面面、柱柱体体轴轴线线和和锥锥体体轴轴线线。单单击击该该图图标标，依依次次选选择择两两几几何何元元素素，在在随随后后弹弹出出的的对对话话框框中中输输入入角角度度值值，确确定定即即可可角角度度约约束束。如图如图5-28所示。所示。图图5-28两表面角度约束为两表面角度约束为45度度5.4.5空间固定约束空间固定约束 图图标标 的的功功能能是是固固定定（Fix）形形体体在在空空间间的的位位置置。单单击
35、击该该图标，选择待固定的形体，即可施加图标，选择待固定的形体，即可施加固定固定约束。约束。5.4.6固联固联约束约束（Fix Together） 图图标标 的的功功能能是是在在两两个个或或两两个个以以上上的的形形体体施施加加该该固固联联约约束束（Fix Together），使使它它们们彼彼此此之之间间相相对对静静止止，没没有有任任何何相相对对运运动动。单单击击该该图图标标，依依次次选选择择固固联联的的形形体体，即即可可施施加加该该约束。约束。 上上面面是是六六种种最最常常用用的的约约束束。施施加加约约束束时时注注意意所所选选的的形形体体是是否否属属于于被被激激活活的的装装配配体体。以以图图5-
36、29所所示示特特征征树树为为例例，假假定定激激活了装配体活了装配体A的子装配体的子装配体B，应注意以下问题：，应注意以下问题：图图5-29装配体的特征树装配体的特征树（1）在在装装配配体体C和和K之之间间不不能能施施加加约约束束，因因为为装装配配体体K不不是是当当前前激激活活装装配配体体B的的部部件件，要要在在C和和K之之间间施施加加约束，必须激活装配体约束，必须激活装配体A。（2）在在装装配配体体E和和F之之间间不不能能施施加加约约束束，因因为为E和和F同同属属于于装装配配体体D，而而装装配配体体D尚尚未未被被激激活活。如如果果在在装装配配体体E和和F之间施加约束，必须激活装配体之间施加约束
37、，必须激活装配体D。 （3）装装配配体体C和和E之之间间可可以以施施加加约约束束，它它们们是是激激活活装配体装配体B的第一或第二部件。的第一或第二部件。5.4.7 重复利用实体阵列重复利用实体阵列 图图标标 的的功功能能是是利利用用实实体体建建模模时时定定义义的的阵阵列列，按按照照原原有有阵阵列模式产生一个新的实体阵列。列模式产生一个新的实体阵列。单单击击该该图图标标，弹弹出出图图5-30所所示示有有关关重重复复利利阵阵列列的的【Instantiationonapattern】对对话话框框。该该对对话话框框各各域域的的含含义义如如下：下：（1）Pattern栏：选取已存在的实体建模时定义的阵列
38、。栏：选取已存在的实体建模时定义的阵列。（2）Instance域：自动显示阵列的项数。域：自动显示阵列的项数。（3）Incomponent域：自动指出引用阵列所在的实体模型。域：自动指出引用阵列所在的实体模型。（4）Componenttoinstantiate栏：选取用来阵列的实体模型。栏：选取用来阵列的实体模型。（5）Firstinstanceonpattern域域：阵阵列列的的第第一一个个实实体体，有有下下面面三种选择方式：三种选择方式：（5）Firstinstanceonpattern域域：阵阵列列的的第第一一个个实实体体，有有下下面面三三种选择方式：种选择方式：Reusetheorig
39、inalcomponent：保保留留在在原原来来阵阵列列和和特特征征树树的的位位置，并作为阵列的第一个项。置，并作为阵列的第一个项。Createanewinstance：在在阵阵列列的的第第一一个个位位置置是是新新建建立立的的实实体体拷拷贝。贝。Cut&pastetheoriginalcompinent：把把引引用用的的实实体体剪剪切切粘粘贴贴到到阵列的第一个实体位置。阵列的第一个实体位置。（6）Re-useConstraints域域：对对于于阵阵列列的的所所有有实实体体，通通过过以以下下控控制制按钮附加约束条件：按钮附加约束条件：All：引用阵列的所有约束都被加到阵列实体上。：引用阵列的所有
40、约束都被加到阵列实体上。None：引用阵列的任何约束都不加到阵列实体上。：引用阵列的任何约束都不加到阵列实体上。Selected：可以选择引用阵列的约束加到阵列实体上。：可以选择引用阵列的约束加到阵列实体上。（6）Putnewinstancesinacomponent域域：控控制制是是否否将将所所有有阵阵列列实体放在同一个部件还是分散放置。实体放在同一个部件还是分散放置。图图5-30【Instantiationonapattern】对话框对话框例例如如底底板板的的6个个孔孔是是矩矩形形阵阵列列形形成成的的，有有一一个个孔孔已已安安装装了了螺螺钉钉，见见图图5-31（a）。单单击击图图标标，单单
41、击击Pattern，选选取取底底板板孔孔。单单击击Componenttoinstantiate域域，选选取取螺螺钉钉。在在Firstinstanceonpattern域域的的下下拉拉列列表表选选择择re-usetheoriginalcomponent，单单击击Apply按按钮钮，在在其其余余5个个孔孔也也安安装装了了螺螺钉钉，见见图图5-31（b）。单击单击OK按钮，操作结束。按钮，操作结束。（a）（b）图图5-31重复利用形体的阵列重复利用形体的阵列5.5装配体分析简介装配体分析简介装装配配体体分分析析包包括括测测量量和和干干涉涉检检查查。测测量量两两几几何何元元素素之之间间的的距距离离，角
42、角度度等等详详见见2.13，本本节节重重点点介介绍绍部部件件的的间间隙隙测测量量和和干干涉检查。涉检查。5.5.1 物物性测量性测量 图图标标 的的功功能能是是测测量量形形体体的的体体积积、重重量量、重重心心坐坐标标、主主惯惯性性矩矩、惯惯性性积积等等实实体体的的物物性性。这这些些测测量量在在实实体体建建模模模模块块中中也也可可进进行行。在在装装配配模模块块中中通通过过【MeasureInertia】对对话话框框显显示示测量结果，见图测量结果，见图5-32。例例如如测测量量图图5-21所所示示皮皮带带轮轮部部件件。单单击击 图图标标，弹弹出出图图5-32所所示示【MeasureInertia】
43、对对话话框框，在在特特征征树树上上选选取取皮皮带带轮轮部部件件，【MeasureInertia】对对话话框框显显示示出出测测量量结结果果，见见图图5-32。单单击击按按钮钮，【ExportResults】对对话话框框，将将测测量量结结果果输输出出到指定的文件。到指定的文件。图图5-32【MeasureInertia】对话框】对话框5.5.2干涉分析干涉分析干干涉涉分分析析分分为为干干涉涉检检查查和和间间隙隙分分析析两两种种情情况况。前前者者只只检检查查两两形形体体是是否否相相互互侵侵入入，后后者者除除了了检检查查两两形形体体是是否否发发生生干干涉涉外外，还要检查两形体的间隙是否足够。还要检查两
44、形体的间隙是否足够。选选择择菜菜单单【Analyse】【ComputeClash】，弹弹出出图图5-33所所示示【ClashDetection】对对话话框框。利利用用Ctrl键键选选取取待待分分析析的的两形体。两形体。图图5-33【ClashDetection】对话框】对话框（1）检查两形体是否发生干涉）检查两形体是否发生干涉选择选择Definition下拉列表的下拉列表的Clash，单击，单击Applay按钮，按钮，Result栏栏可能显示以下结果：可能显示以下结果：红红灯灯和和Clash，说说明明两两形形体体发发生生干干涉涉，同同时时两两形形体体的的干干涉涉部部分呈深红色显示。分呈深红色显
45、示。绿灯和绿灯和Nointerference，说明两形体不发生干涉。，说明两形体不发生干涉。黄灯和黄灯和Contact，说明两形体的表面接触。，说明两形体的表面接触。（2）间隙分析）间隙分析选选择择Definition下下拉拉列列表表的的Clearance，在在新新增增加加的的编编辑辑框框内内输入间隙数值，单击输入间隙数值，单击Apply按钮，按钮，Result栏可能显示以下结果：栏可能显示以下结果：红红灯灯和和Clash，说说明明两两形形体体发发生生干干涉涉，同同时时两两形形体体的的干干涉涉部部分呈深红色显示。分呈深红色显示。绿灯和绿灯和Nointerference，说明两形体不发生干涉。，
46、说明两形体不发生干涉。黄黄灯灯，说说明明两两形形体体的的间间隙隙不不足足或或表表面面接接触触，若若间间隙隙不不足足，则则显示显示ClearanceViolation；若表面接触。则显示；若表面接触。则显示Contact。图图标标也也提提供供干干涉涉分分析析，它它是是从从电电子子数数字字样样机机DMU模模块块中中移移植植过过来来的的功功能能，分分析析的的种种类类型型比比上上述述菜菜单单要要多多，包包括括的的选选项有：项有：InsideOneSelection：在在一一个个选选择择范范围围之之内内的的所所有有实实体体之之间间进行干涉检查。进行干涉检查。BetweenTwoProducts：在在两两
47、个个实实体体或或装装配配体体之之间间进进行行干干涉涉检查。检查。SelectionAgainstall：在在选选择择的的对对象象和和剩剩余余对对象象之之间间进进行行干干涉检查。涉检查。Betweenallcomponents：在所有部件之间进行干涉检查：在所有部件之间进行干涉检查分分析析结结果果用用列列表表形形式式显显示示出出来来，并并且且每每一一个个干干涉涉结结果果都都有一个窗口显示干涉情况。有一个窗口显示干涉情况。5.6 5.6 有关装配设计的环境设置有关装配设计的环境设置5.6.1 5.6.1 显示模式和设计模式显示模式和设计模式 当当装装配配模模块块处处于于设设计计模模式式（Desig
48、n Design ModeMode）时时，将将部部件件的的完完整整信信息息调调入入内内存存，此此时时可可以以修修改改部部件件的的特特征征参参数数，但但需需要要较大的内存空间。较大的内存空间。 当当装装配配模模块块处处于于显显示示模模式式（Visualization Visualization ModeMode）时时，只只把把部部件件的的一一个个数数据据子子集集调调入入内内存存，其其余余数数据据存存放放于于缓缓冲冲区区，根根据据需需要要可可另另外外调调入入。虽虽然然可可以以显显示示部部件件的的形形状状、可可以以对对部部件件进进行行测测量量和和干干涉涉分分析析等等，但但不不能能得得到到部部件件的的
49、详详细细信信息息，部部件之间也不能施加约束。件之间也不能施加约束。 选选 择择 菜菜 单单 【 ToolsTools】 【 OptionsOptions】 【InfrastructureInfrastructure】【Product Product StructureStructure】，出出现现有有关关产产品品结结构构的的4 4个个选选项项卡卡。图图5-345-34所所示示为为Cache Cache ManagementManagement选选项项卡卡。若若打打开开Work Work with with the the Cache Cache SystemSystem切切换换开开关关，并并可
50、可以以设设置置缓冲区的路径和大小。此时装配模块处于显示模式。缓冲区的路径和大小。此时装配模块处于显示模式。图图5-345-34设置缓冲区的路径和大小设置缓冲区的路径和大小 通通 过过 菜菜 单单 【 EditEdit】 【 RepresentationRepresentation】 【Visualization Visualization ModeMode】从从设设计计模模式式切切换换到到显显示示模模式式；通通过过菜菜单单【EditEdit】【RepresentationRepresentation】【Design Design ModeMode】 从从显显示模式切换到设计模式。示模式切换到设
51、计模式。5.6.2 5.6.2 快速装入快速装入 所所谓谓快快速速装装入入，是是指指只只装装入入了了产产品品或或部部件件的的装装配配关关系系，部部件件 的的 其其 余余 信信 息息 入入 内内 存存 。 选选 择择 菜菜 单单 【 ToolsTools】 【OptionsOptions】【GeneralGeneral】，单单击击GeneralGeneral选选项项卡卡，出出现现了了Load Load referenced referenced documentsdocuments切切换换开开关关，见见图图5-355-35。该该切切换换开开关关的的功功能能是是控控制制是是否否把把部部件件的的几几
52、何何信信息息调调入入内内存存。如如果果打打开开该该开开关关，部部件件的的几几何何信信调调入入内内存存，否否则则不不调调入入内内存存，只只调调入了装配关系。入了装配关系。图图5-35Load referenced documents5-35Load referenced documents切换开关切换开关 如果装配体处于快速装入状态，可以通过如果装配体处于快速装入状态，可以通过 图标将部件的图标将部件的几何信未调调入内存。单击图标几何信未调调入内存。单击图标 ，出现图，出现图5-125-12所示的【所示的【Product Load ManagementProduct Load Managemen
53、t】对话框对话框，在特征树上选】对话框对话框，在特征树上选 选选择择要要加加载载的的实实体体模模型型，单单击击ApplyApply按按钮钮，即即可可后后即即可可将将所所选选部部件件的的几几何何信信调调入入内内存存调调入入内内存存。通通过过该该对对话话框框也也可可以以显显示示或隐藏所选的部件。或隐藏所选的部件。 5.6.3 5.6.3 激活不激活实体激活不激活实体 实实体体模模型型调调入入内内存存后后，其其几几何何信信息息如如果果不不激激活活，也也不不显显示示实实 体体 。 选选 择择 菜菜 单单 【 ToolsTools】 【 OptionsOptions】 【InfrastructureIn
54、frastructure】【Product Product StructureStructure】，在在图图5-365-36所所示示的的Product Product StructureStructure选选项项卡卡中中通通过过Dont Dont Activate Activate when when OpenOpen切换开关可以控制打开文件时是否激活实体的几何信息。切换开关可以控制打开文件时是否激活实体的几何信息。图图5-36DontActivatewhenOpen切换开关切换开关5.7装配实例装配实例例例5-1装配图装配图5-37所示为活塞连杆机构。所示为活塞连杆机构。图图5-37活塞连杆
55、机构活塞连杆机构活塞活塞套筒套筒曲轴曲轴活塞销活塞销连杆连杆基座基座1进进入入CATIA，选选择择菜菜单单【File】【New】择择Product类类型，产生新装配文件。型，产生新装配文件。2单单击击图图标标 ，在在弹弹出出的的文文件件选选择择对对话话框框中中依依次次选选择择基基座座、活活塞塞、曲曲轴轴、连连杆杆、活活塞塞销销和和套套筒筒文文件件，点点击击“OK”按按键键，上述零件全部加入到装配体中，如图上述零件全部加入到装配体中，如图5-38所示。所示。图图5-38在装配体中加入零件在装配体中加入零件3单单击击图图标标 ，在在特特征征树树或或图图形形窗窗口口中中选选择择基基座座模模型型，则则
56、基座施加固定约束。基座施加固定约束。4单单击击图图标标 ，选选择择基基座座半半圆圆弧弧轴轴线线和和曲曲轴轴轴轴承承台台阶阶轴轴线线，使使两两者者重重合合，如如图图5-39所所示示，如如果果是是手手动动刷刷新新，单单击击刷刷新新图图标标 。图图5-39曲轴轴承轴线和基座孔轴线施加重合约束曲轴轴承轴线和基座孔轴线施加重合约束5单单击击图图标标 ，选选择择基基座座前前平平面面和和曲曲轴轴轴轴承承端端面面，在在对对话话框框的的Orientation选选择择框框中中选选择择Same，Offset输入框中输入，使两者重合，如图输入框中输入，使两者重合，如图5-40所示。所示。图图5-40曲轴轴承端面和基座
57、前端面施加重合约束曲轴轴承端面和基座前端面施加重合约束6.单击单击图标图标 ，选择基，选择基座零件上部的参考平面和座零件上部的参考平面和套筒的上端面，在对话框套筒的上端面，在对话框的的Orientation选择框中选选择框中选择择Same使两者重合；同样使两者重合；同样方法，再使两零件的两个方法，再使两零件的两个参考点重合，如图参考点重合，如图5-41所所示。示。 图图 -41重合重合重合重合.单单击击图图标标 ，选选择择活活塞塞轴轴线线和和套套筒筒轴轴线线，使使两两者者重合，如图重合，如图5-42所示。所示。图图5-42活塞轴线和套筒轴线施加重合约束活塞轴线和套筒轴线施加重合约束.单单击击图
58、图标标 ，选选择择活活塞塞销销轴轴线线和和活活塞塞销销孔孔轴轴线线，使两者重合，如图使两者重合，如图5-43所示。所示。图图5-43活塞销轴线和活塞销孔轴线施加重合约束活塞销轴线和活塞销孔轴线施加重合约束.单单击击图图标标 ，选选择择活活塞塞销销前前端端面面和和活活塞塞裙裙部部平平面面，在在对对话话框框的的Orientation选选择择框框中中选选择择Same使使两两者重合，如图者重合，如图5-44所示。所示。图图5-44活塞销端面和活塞裙部平面施加重合约束活塞销端面和活塞裙部平面施加重合约束10.单单击击图图标标 ，选选择择活活塞塞销销轴轴线线和和连连杆杆小小孔孔轴轴线线，使两者重合，如图使
59、两者重合，如图5-45所示。所示。图图5-45活塞销轴线和连杆小孔轴线施加重合约束活塞销轴线和连杆小孔轴线施加重合约束11.单单击击图图标标 ，选选择择曲曲轴轴曲曲柄柄轴轴线线和和连连杆杆大大孔孔轴轴线线，使两者重合，如图使两者重合，如图5-46所示。所示。图图5-46曲轴曲柄轴线和连杆大孔轴线施加重合约束曲轴曲柄轴线和连杆大孔轴线施加重合约束12.单单击击图图标标 ，选选择择活活塞塞裙裙部部内内面面和和连连杆杆端端面面，施施加接触约束，如图加接触约束，如图5-47所示。所示。装配体施加约束完毕。装配体施加约束完毕。图图5-47活塞裙部内面和连杆端面施加接触约束活塞裙部内面和连杆端面施加接触约
60、束13.单单击击图图标标，可可以以对对装装配配零零件件实实施施移移动动操操作作，在在对对话话框框中中选选择择绕绕轴轴旋旋转转Dragaroundanyaxis，选选择择曲曲轴轴轴轴线线，单单击击Withrespecttoconstraints按按钮钮，用用鼠鼠标标拖拖动动曲曲轴轴，使使之之绕绕轴轴旋旋转转，活活塞塞和和连连杆杆随随之之运运动动，活活塞塞沿沿套套筒筒轴轴线线上上下下运运动动，如如图图5-48所示。所示。图图5-48对装配零件实施移动操作对装配零件实施移动操作习习 题题5.1 装装配配模模块块产产生生的的文文件件类类型型是是什什么么，Product,Component和和Part模
61、型之间的关系是什么？模型之间的关系是什么？5.2如如何何实实现现装装配配级级别别的的转转换换，特特征征树树是是否否有有相相应应的的变变化？化？5.3 Instance name 是是什什么么含含义义，如如何何修修改改Instancename？5.4如何使用罗盘实现形体的定量移动？如何使用罗盘实现形体的定量移动？5.5两两个个平平面面的的重重合合约约束束（Coincidence）与与接接触触约约束束（Contact）有何区别？）有何区别？5.6使使用用偏偏移移约约束束（Offset）能能否否实实现现两两个个平平面面的的重重合合（Coincidence）或接触约束）或接触约束(Contact)?5
62、.7Fix和和Fixtogether两两个个约约束束之之间间有有和和区区别别，在在一一个个装配体中可以对多个形体施加装配体中可以对多个形体施加Fix约束吗？约束吗？5.8什什么么是是干干涉涉分分析析（ClashAnalysis）?什什么么是是间间隙隙分分析（析（ClearanceAnalysis）?5.9如何分析装配体组件的自由度？如何分析装配体组件的自由度？5.10什什么么是是上上下下文文设设计计，上上下下文文设设计计中中如如何何控控制制形形体体文件之间的关联（文件之间的关联（Link）？）？5.11什什么么是是显显示示模模式式（Visualizationmode）?它它有有何何作作用？用？
63、5.12装装配配体体在在显显示示模模式式下下可可以以施施加加约约束束吗吗，显显示示模模式式下是否可以测量形体的尺寸？下是否可以测量形体的尺寸？5.13什什么么是是设设计计模模式式（Designmode），如如何何实实现现设设计模式和显示模式之间的转换？计模式和显示模式之间的转换？5.14在在操操纵纵形形体体时时，如如何何使使形形体体按按照照设设定定的的约约束束关关系系移动？移动？5.15 什什么么情情况况下下使使用用“重重复复引引用用阵阵列列”（ReusePattern）功能？）功能？5.16如如何何把把已已经经施施加加的的约约束束所所涉涉及及到到的的几几何何元元素素替替换换成另外的几何元素？
64、成另外的几何元素？5.17 两两 个个 平平 面面 对对 齐齐 移移 动动 并并 且且 施施 加加 了了 重重 合合（Coincidence）约束，此功能叫什么名称？）约束，此功能叫什么名称？5.18控控制制调调入入形形体体信信息息到到内内存存但但不不激激活活的的选选项项是是什什么么，如何激活未激活的形体？如何激活未激活的形体？5.19控控制制是是否否调调入入形形体体信信息息到到内内存存的的选选项项是是什什么么，如如何有选择的调入形体？何有选择的调入形体？5.20打打开开大大的的装装配配模模型型文文件件时时如如何何节节约约内内存存空空间间？如如何提高调入速度？何提高调入速度？5.21参参照照图图5-49、图图5-21和和图图5-22所所示示皮皮带带轮轮部部件件图图，建建立立该该部部件件所所有有零零件件的的三三维维模模型型（必必须须保保证证装装配配尺尺寸寸，其其余余尺尺寸寸自自定定）。用用这这些些零零件件的的三三维维模模型型，生生成成：皮皮带带轮轮部部件件装装配配模模型型、皮皮带带轮轮部部件件装装配配模模型型的的3D爆爆炸炸图图、皮皮带带轮轮部部件件装装配配模模型型的的2D爆爆炸炸图图、皮带轮部件装配模型按照约束状态移动的爆炸图。皮带轮部件装配模型按照约束状态移动的爆炸图。图图5-49皮带轮部件装配图皮带轮部件装配图
