本書以三維設計主流軟件CATIA V5為操作平臺,系統介紹了CATIA基礎操作、草圖設計、零件設計、創成式曲面設計、裝配設計和工程圖設計等方面的功能。
作為機械工程領域享有很高聲譽的全方位產品設計應用軟件,法國達索系統公司(Dassault Systemes)基于Windows核心重新開發的新一代高端CAD/CAM軟件CATIA,代表了三維設計的較高水平,并引領著技術的發展,廣泛應用于航天航空、汽車、電子、模具、工業設計和機械制造等行業,被廣大工程技術人員接受和應用。其豐富的功能模塊,全面的機械工程解決方案,從概念起始的設計、模擬、分析、制造、組裝、銷售直至維護的全部工業流程,極大地提高了產品研發的效率和創新技術水平。
直觀和虛擬現實是三維軟件區別于傳統二維設計手段的最顯著特點,是計算機輔助設計革命性進步的標志。三維設計是CATIA的基礎模塊組,包括草圖繪制、三維造型、曲面設計、虛擬裝配等部分。筆者在長期教學過程中深刻地感覺到:具有嚴謹、扎實、系統的三維設計功底及規范的三維模型分析能力是順利應用CATIA后續高級模塊的必要基礎;應用三維工具軟件開展工程設計,不僅僅是獨立的零件或單純的裝配問題,實際上是草圖、零件、裝配各功能模塊的有機組合和綜合運用。因此,本書以知識點與具體操作互相融合的思路撰寫,并力求與工程實踐更加緊密地結合。
針對CATIA三維設計的核心內容,全書根據知識模塊及功能共劃分為6章。第1章CATIA軟件介紹;第2章草圖設計;第3章零件設計;第4章創成式曲面設計;第5章裝配設計;第6章工程圖設計。全書內容涵蓋了CATIA操作界面的介紹、草圖的繪制、實體模型的創建、三維曲面的設計、模型裝配的設計和工程圖的設計等內容。本書按照由淺入深、前后呼應的教學原則進行內容安排,使用了命令講解結合具體實例的方法,從而使讀者能更快、更深入地理解CATIA建模中的一些抽象概念、復雜命令和功能,并對運用該軟件進行的產品開發過程有全面的了解。另外,本書最后還收錄了初學者使用CATIA中易出現的部分操作問題及常用快捷鍵,供讀者參考。
本書第1章由朱銀峰編寫,第2章由王開松、王莉編寫,第3章由王軻、趙弘編寫,第4章由王開松編寫,第5章由劉素梅編寫,第6章由鐘相強、劉素梅編寫。
本書雖然幾經反復修改與校對,但是囿于編者的學識和經驗,疏漏之處在所難免,懇請專家、同仁和讀者不吝指正。
劉素梅
前 言
第1章 CATIA軟件介紹
1.1 CATIA簡介
1.1.1 CATIA的歷史及發展
1.1.2 CATIA V5功能簡介
1.2 CATIA用戶界面
1.2.1 啟動與退出
1.2.2 工作臺(Workbenches)
1.2.3 菜單與工具條
1.2.4 特征樹
1.3 CATIA基本操作方法
1.3.1 鼠標操作
1.3.2 羅盤操作
1.3.3 環境設置與文件類型
本章小結
復習題
第2章 草圖設計
2.1 草圖設計環境
2.1.1 草圖概念
2.1.2 草圖設計環境的設置
2.1.3 草圖設計的智能捕捉
2.2 草圖繪制
2.2.1 輪廓線
2.2.2 預定義的輪廓
2.2.3 圓
2.2.4 樣條線
2.2.5 橢圓
2.2.6 直線
2.2.7 軸
2.2.8 點
2.3 草圖編輯
2.3.1 圓角
2.3.2 倒角
2.3.3 修剪
2.3.4 變換
2.3.5 3D幾何圖形
2.4 草圖元素的約束
2.4.1 約束基礎
2.4.2 創建約束
2.5 草圖檢查分析
2.6 實例操作
本章小結
復習題
第3章 零件設計
3.1 零件設計概述
3.1.1 零件設計的簡單介紹
3.1.2 零件設計工作臺的進入
3.1.3 主要功能圖標介紹
3.2 基于草圖的特征
3.2.1 凸臺(拉伸)特征
3.2.2 挖槽特征
3.2.3 旋轉體特征
3.2.4 旋轉槽特征
3.2.5 孔特征
3.2.6 肋特征
3.2.7 開槽特征
3.2.8 加強肋特征
3.3 特征的修飾
3.3.1 倒圓角
3.3.2 倒直角
3.3.3 拔模
3.3.4 抽殼
3.3.5 增減厚度
3.3.6 螺紋
3.4 特征的變換
3.4.1 轉換
3.4.2 鏡像
3.4.3 陣列
3.5 實體組合
3.5.1 新零件的插入
3.5.2 不同實體間的布爾操作
3.6 實例
3.6.1 齒輪泵泵體設計
3.6.2 齒輪泵右端蓋設計
本章小結
復習題
CATIA V5 基礎教程及應用技術
第4章 創成式曲面設計
4.1 創成式曲面設計模塊介紹
4.1.1 進入創成式曲面設計工作臺
4.1.2 創成式外形設計工具欄介紹
4.2 生成線框
4.2.1 生成點
4.2.2 生成直線
4.2.3 生成平面
4.2.4 投影
4.2.5 相交曲線
4.2.6 平行曲線
4.2.7 二次曲線
4.2.8 創建曲線
4.3 生成曲面
4.3.1 創建拉伸曲面
4.3.2 偏移
4.3.3 掃掠
4.3.4 填充
4.3.5 多截面曲面
4.3.6 橋接曲面
4.4 編輯曲面
4.4.1 合并曲面
4.4.2 曲面的分割與修剪
4.4.3 提取曲面
4.4.4 曲面圓角
4.4.5 位置變換
4.4.6 外插延伸
4.5 實例操作
4.5.1 鼠標外觀模型的設計
4.5.2 湯勺模型的設計
本章小結
復習題
第5章 裝配設計
5.1 裝配設計介紹
5.2 部件創建
5.2.1 創建裝配文件
5.2.2 添加部件
5.2.3 插入零件庫中的部件
5.3 部件移動
5.3.1 通過指南針移動對象
5.3.2 通過【移動】工具條移動對象
5.4 裝配約束
5.4.1 相合約束
5.4.2 接觸約束
5.4.3 偏移約束
5.4.4 角度約束
5.4.5 固定約束
5.4.6 固聯約束
5.4.7 快速約束
5.4.8 更改約束
5.4.9 剛性/柔性子裝配
5.4.10 重復使用陣列
5.5 修改裝配體中的部件
5.6 裝配分析
5.6.1 物料清單分析
5.6.2 更新分析
5.6.3 約束分析
5.6.4 自由度分析
5.6.5 依賴項分析
5.6.6 模型的測量
5.6.7 計算碰撞
5.6.8 碰撞(干涉)分析
5.6.9 截面分析
5.6.10 查看機械特性
5.7 保存裝配文件
5.7.1 保存
5.7.2 另存為
5.7.3 全部保存
5.7.4 保存管理
5.8 裝配實例
5.8.1 齒輪泵的裝配
5.8.2 支座裝配體
本章小結
復習題
第6章 工程圖設計
6.1 工程圖設計概述
6.2 工程圖設計工作環境
6.2.1 進入和退出工程圖繪制環境
6.2.2 設置工程圖繪制環境
6.2.3 工程圖工作臺的用戶界面和術語
6.3 生成工程圖和視圖
6.3.1 投影視圖
6.3.2 剖視圖
6.3.3 局部視圖
6.4 編輯和修改視圖
6.4.1 修改視圖和圖頁的特性
6.4.2 重新布置視圖
6.4.3 修改剖視圖、局部視圖和向視圖的投影方向
6.4.4 修改剖視圖、局部放大視圖和向視圖的特性
6.5 尺寸生成與標注
6.5.1 自動生成尺寸標注
6.5.2 尺寸標注
6.5.3 尺寸修改
6.5.4 公差標注
6.5.5 文本標注
6.5.6 符號標注
6.5.7 生成表格
6.5.8 工程圖更新存檔及關聯檢查
本章小結
復習題
附錄 CATIA 操作過程中易出現的問題及應用技巧
參考文獻