catia PPT实用教程第4章

第4章零件的三维建模4.1概述4.2基于草图建立特征4.3特征编辑4.4形体的变换4.5形体与曲面有关的操作4.6形体的逻辑运算4.7添加材质4.8三维建模实例习题4.1概述1.实体造型的两种模式第一种模式是以立方体，圆柱体，球体，锥体和环状体等为基本体素，通过交、并、差等集合运算，生成更为复杂形体。第二种模式是以草图为基础，建立基本的特征，以修饰特征方式创建形体。两种模式生成的形体都具有完整的几何信息，是真实而唯一的三维实体。CATIA侧重第二种模式。第三章介绍了在草图设计设计模块创建轮廓线的方法，本章介绍如何利用草图设计设计模块创建的轮廓线创建三维的特征以及进一步利用特征构造零件模型。2.进入零件三维建模模块的三种途径（1）选择菜单【Start】【MechanicalDesign】【PartDesign】，即可进入零件三维建模模块。（2）选择菜单【File】【New】，弹出图4-1所示建立新文件对话框，选择Part，即可进入零件三维建模模块。图4-1建立新文件对话框（3）从Workbench工作台上选择PartDesign图标，即可进入零件三维建模模块。图４-2从Workbench工作台进入零件设计模块4.2基于草图建立特征这些特征是草绘曲线或曲线曲面模块中生成的平面曲线为基础的特征。它们有的是产生形体，例如拉伸Pad,旋转Shaft等，有的是从已有的形体中去除一部分形体，如挖槽Pocket，旋转槽Groove等。4.2.1拉伸该功能是将一个闭合的平面曲线沿着一个方向或同时沿相反的两个方向拉伸（Pad）而形成的形体，它是最常用的一个命令，也是最基本的生成形体的方法。在草图设计模块绘制了闭合的平面曲线，例如图4-3所示的白色曲线，单击该图标，弹出图4-4所示拉伸定义对话框。图4-3拉伸形体图4-4局部的拉伸定义对话框一般情况下，图4-4所示拉伸定义对话框已满足了使用要求，单击“More”按钮，将弹出图4-5所示的完整的拉伸定义对话框。单击图4-5所示对话框的“Less”按钮，该对话框将返回图4-4所示局部的拉伸定义对话框的式样。“More”和“Less”按钮的功能适用于所有的对话框。图4-5完整的拉伸定义对话框该对话框各项含义如下：（1）FirstLimit栏第一拉伸界限，其类型type包括Dimension、Uptonext、Uptolast、Uptoplane和Uptosurface，详细的解释请参照图４-8有关孔深的选项。光标放在绿色LIM1或LIM2字符上时，出现绿色箭头，按鼠标左键拖动鼠标，可以改变两界限大小。（2）SecondLimit栏第二拉伸界限，它的正方向和第一拉伸界限相反，其余含义同FirstLimit。（3）Profile栏轮廓线、闭合曲线，可以是sketch，也可以是平面曲线，是在草图绘制模块建立的，详见第3章草图设计。若单击该栏的按钮，将进入创建该闭合曲线时的工作环境。（4）Mirroredextent切换开关若该切换开关为开，SecondLimit等于FirstLimit，形体以草图平面为对称。（5）ReverseDirection按钮单击该按钮，改变拉伸方向为当前相反的方向。单击代表拉伸方向的箭头，也可以改变拉伸方向。4.2.2挖槽该功能是挖槽（Pocket），挖槽产生的结果与拉伸相反，是从已有形体上去掉一块形体，见图4-6。其对话框与拉伸对话框相同，输入参数参见拉伸对话框。图4-6挖槽及其对话框4.2.3打孔该功能是打圆孔或螺纹孔。单击该图标，弹出所示图4-7所示圆孔定义对话框。该对话框分为Extension、Type和ThreadDefinition三个选项卡。图4-7圆孔定义对话框1.Extension选项卡（见图4-7）（1）Blind：盲孔，选此项时Depth为可用状态。该下拉列表中的Dimension、UptoNext、UptoLast、UptoPlane和UptoSurface的含义见图４-8。（2）Diameter：孔直径；（3）Depth：在界限为Blind时需要输入此项，为孔的深度；（4）Axis：孔的轴线方向，Reverse改变成相反方向；（5）PositioningSketch：进入草图设计，确定孔心位置；（6）Bottom：孔底部形状，包括Flat平底和V-Bottom锥底两种；（7）Angle：底锥角度。图４-8有关孔深的选项2.Type选项卡（见图4-9）通过该选项卡可确定各种式样孔的参数，例如图4-10所示的简单孔、锥孔、沉孔、和埋头孔等。图4-9（a）Type选项卡图4-9（b）孔的式样3.ThreadDefinition选项卡定义钻孔的直径、深度和螺纹孔的螺纹大径、深度等参数，见图4-10。图4-104.预定义孔的位置选择打孔平面后则产生的孔心和预选圆弧同心，或者产生两个相对于两直线的定位尺寸，用鼠标双击尺寸可以编辑它们，从而定位了孔中心，见图4-11。图４-11预定义孔中心位置4.2.4旋转体该功能是将一条闭合的平面曲线绕一条轴线旋转一定角度而形成形体。平面曲线和轴线是在草图设计模块绘制的。绘制轴线的图标为。如果非闭合曲线的首、尾两点在轴线或轴线的延长线上，也能生成旋转形体。注意曲线不能自相交或与轴线相交。单击图标，弹出图4-12所示定义轴的对话框。图４-12该对话框各项含义如下：（1）Limits栏包括两个旋转角度，其旋转方向是相反的，用来确定旋转的界限；（2）Profile栏被旋转的轮廓曲线，在草图设计模块创建，若单击图标，可进入草图设计模块。（3）Axis栏选择的旋转轴线。4.2.5旋转槽该功能是将一条闭合的平面曲线绕一条轴线旋转一定的角度，其结果是从当前形体减去旋转得到的形体，见图4-13。其操作过程、参数的含义与相同。图4-13旋转槽的定义及其对话框4.2.6肋该功能是将指定的一条平面轮廓线（Profile），沿指定的中心曲线（Centercurve）扫描而生成形体。轮廓线是闭合的平面曲线，中心曲线是轮廓线扫描的路径。如果中心曲线是三维曲线，那么它必须切线连续，如果中心曲线是平面曲线，则无需切线连续，如果中心曲线是闭合三维曲线，那么轮廓线必须是闭合的。单击图标，弹出图4-14所示定义肋的对话框。图4-14定义肋的对话框该对话框Profilecontrol项有以下三种选择：（1）Keepangle：轮廓线所在平面和中心线切线方向的夹角保持不变，见图4-15（a）。（2）Pullingdirection：轮廓线方向始终保持与指定的方向不变。通过Selection项选择一条直线，即可确定指定的方向，见图4-15（b）。（3）Referencesurface：轮廓线平面的法线方向始终和指定的参考曲面夹角大小保持不变。通过Selection项选择一个表面即可，见图4-15（c）。（a）（b）（c）图4-15控制扫描过程中轮廓线的方向4.2.7狭槽该功能是生成狭槽（Slot），狭槽与肋相反，是从已有形体上去掉扫描形体，见图4-16。它的定义、条件和操作过程与肋相同。图4-16Slot狭槽4.2.8加强筋该功能是在已有的形体的基础上生成加强筋。加强筋的截面是通过已有的形体的表面和指定的轮廓线线确定的。可将加强筋的截面沿其法线正、反或双向拉伸到指定厚度。单击该图标，弹出图4-17所示定义加强筋的对话框。图4-17加强筋及其对话框该对话框的说明如下：（1）Thickness栏编辑框内输入加强筋厚度；若切换开关Mirroredextent为开，将双向拉伸；若单击Reversedirection按钮，将改变拉伸为当前的反方向。（2）Depth栏若单击Reversedirection按钮，将在指定的轮廓线的另一侧形成加强筋的截面。（3）Profile栏确定加强筋的轮廓线。4.2.9放样该功能是放样（Loft），用一组互不交叉的截面曲线和一条指定的或自动确定的脊线（Spine）扫描得到的形体，形体的表面通过这组截面曲线，见图4-18。如果指定一组导线（Guides），那么形体还将受到导线的控制。可以为截面曲线指定相切支撑面，使放样形体和支撑面在此截面处相切，还可以在截面曲线上指定闭合点（Closingpoint），用于控制形体的扭曲状态。图4-18放样单击图标，弹出图4-19所示放样定义对话框。图4-19放样定义对话框该对话框上部的列表框按选择顺序记录了一组截面曲线。下部有Guides、Spine、Coupling和Relimitation四个选项卡。（1）Guides选项卡：输入各截面曲线的导线。（2）Spine选项卡：输入所选的脊线，默认的脊线是自动计算的。（3）Coupling选项卡：控制截面曲线的偶合，有以下四种情况：Ratio：截面通过曲线坐标偶合。Tangency：截面通过曲线的切线不连续点偶合，如果各个截面的切线不连续点的数量不等，则截面不能偶合，必须通过手工修改不连续点使之相同，才能偶合。Tangencythencurvature：截面通过曲线的曲率不连续点偶合，如果各个截面的曲率不连续点的数量不等，则截面不能偶合，必须通过手工修改不连续点使之相同，才能偶合。Vertices：截面通过曲线的顶点偶合，如果各个截面的顶点的数量不等，则截面不能偶合，必须通过手工修改顶点使之相同，才能偶合。截面线上的箭头表示截面线的方向，必须一致；各个截面线上的ClosingPoint所在位置必须一致，否则放样结果会产生扭曲。（4）Relimitation选项卡：控制放样的起始界限，见图4-20。当该选项卡的切换开关为打开状态时，放样的起始界限为起始截面；如果切换开关为关闭状态，若指定脊线，则按照脊线的端点确定起始界限，否则按照选择的第一条导线的端点确定起始界限；若脊线和导线均未指定时按照起始截面线确定放样的起始界限。图4-20确定放样界限4.2.10减去放样该功能是从已有形体上去掉放样形体，与放样结果相反，见图4-21。减去放样的操作过程、对话框的内容及参数的含义与放样完全相同。图4-21减去放样4.3特征编辑4.3.1倒圆角该功能是倒圆角。单击该图标，弹出图4-22所示定义倒圆角的对话框。图4-22定义倒圆角的对话框该对话框各项的含义如下：（1）Radius编辑框：输入圆角半径。（2）Object(s)tofilet：输入倒圆角的对象，可选择多个棱边或面，若选择了面，面的边界处将产生圆角。（3）Propagation：棱边的连续性，有Minimal和Tangency两种选择。若选择了Minima，将不考虑与被选棱边的邻接边，即只倒被选棱边的圆角；若选择了Tangency，如果被选棱边的邻接边与其相切邻接，也将被倒圆角。（4）Edge(s)tokeep：保留倒圆角的棱边，见图4-23（a）。（5）Limitingelement选择倒角的界限，见图4-23（b）。（6）Trimribbons按钮用于两棱边的倒角面相互交叉时，使倒角面互相剪切，如果不选此项，则倒角面不剪切，见图4-23（c）。（a）（b）（c）图4-23倒圆角4.3.2变半径倒圆角该功能是在同一棱边上倒出半径为变化的圆角。单击该图标，弹出图4-24所示对话框。图4-24变半径倒圆角VariableEdgeFillet及其对话框该对话框中Radius、Propagation、Trimribbons、Edge(s)Edge(s)tokeep和Limitingelement各项与前面倒固定半径圆角的含义相同。其余各项的含义如下：（1）Edges(s)tofilet：输入倒圆角的棱边。选中一条棱边时，棱边的两端显示了两个点和默认的半径值。（2）Points：用来选取设置圆角半径的位置。首先单击该输入框，然后在被选棱边上单击某处，在被单击某处显示了一个点和默认的半径值。双击半径值，弹出图4-25所示参数定义对话框。通过该对话框可以修改半径的数值。图4-25参数定义对话框（2）Viriation：控制半径变化的规律，有Linear和Cubic两种选择，Linear选项使圆角角半径呈线性变