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CATIA基础知识与应用2014.05.041目录2CATIA功能模块简介工作界面与基本设置二维草图的设计零件设计34目录目录6曲面设计模型的测量与分析工程图设计78目录5装配设计在CATIA中总共有13中功能模块，分别是：基础结构、机械设计、形状、分析与模拟、ACE工厂、加工、数字化装配、设备与系统、制造的数字化处理、加工模拟、人机工程学设计与分析、知识工程模块以及ENOVIAV5VPM。1.1基础结构：基础结构模块主要包括产品结构、材料库、CATIA不同版本之间的转化、图片制作、实时渲染等模块。1.2机械设计：从概念到细节设计，再到实际生产机械设计模块可加速产品设计的核心活动。该模块提供了了机械设计中所需要的绝大多数模块，包括零部件设计、装设计、草图绘制器、工程制图、线框和曲线设计等。一、CATIA功能模块简介1.3形状形状模块主要包括自由曲面造型（FreeStyle）、汽车白车身设计（AutomotiveBiWFastening）、创成式曲面设计（GenerativeShapeDesign）和快速曲面重建（QuickSurfaceReconstruction）等模块。1.4分析与模拟CATIAV5创成式和基于知识的工程分析解决方案可快速对任何类型零部件或装配零部件进行工程分析，基于知识工程的体系结构，可方便地录用分析规则和分析结果优化产品。1.5AEC工厂该模块提供了方便的厂房布局设计功能，可以优化生产设备的布置，主要用于处理空间利用和厂房内物品的布置问题。一、CATIA功能模块简介1.6加工提供了高效的编程能力及变更管理能力。1.7数字化装配提供了机构的空间模拟、机构运动、结构优化的功能。1.8设备与系统用于在3D电子样机配置中模拟复杂电气、液压传动和机械系统的协同设计和集成、优化空间布局。1.9制造的数字化处理1.10加工模拟是工作人员与其操作使用的作业工具安全而有效地加以结合，使作业环境更适合工作人员，从而在设计和使用安排上统筹考虑。其中包括人体模型构造、人体姿态分析、人体行为分析等。1.11人机工程学设计与分析1.12知识工程模块1.13ENOVIAV5VPM一、CATIA功能模块简介2.1CATIAV5软件的启动一般来说CATIAV5软件的启动有以下两种方式（1）方法一、双击Windows桌面上的CATIAV5软件快捷图标（右击→打开）；（2）方法二、从Windows系统“开始”菜单进入CATIAV5步骤1.单击Windows桌面左下角的按钮。步骤2.选择命令，如下图所示，系统便进入CATIAV5软件环境二、工作界面与基本设置2.2CATIAV5的工作界面CATIAV5用户界面包括特征树、下拉菜单区、指南针、右工具栏按钮区、下部工具按钮区、功能输入区、消息区、图形区以及坐标系。2.2.1特征树特征树中列出了活动文件中的所有零部件及特征，并以树的形式显示模型结构，跟对象（活动零件或组件）显示在特征树的顶部，其从属对象（零件或特征）位于个对象之下。2.2.2下拉菜单区下拉菜单区中包含创建、保存、修改模型和设置CATIAV5环境的一些命令。2.2.3工具栏按钮区工具栏中的命令为快速进入命令及设置工作环境提供了极大的方便。某些菜单命令和按钮处于非激活状态呈灰色（暗色），这是因为它们目前还没有处于发挥功能的环境，一旦进入有关环境便会自动激活。二、工作界面与基本设置特征树下拉菜单区图形区指南针右工具栏按钮区图形区功能输入区消息区坐标系二、工作界面与基本设置（1）“标准”工具栏按钮（2）“视图”工具栏按钮二、工作界面与基本设置2.2.4指南针指南针代表当前的工作坐标系，当物体旋转时指南针也随着物体旋转。2.2.5消息区在用户操作软件过程中，消息区会实时地显示与当前操作相关的提示信息等，以引导用户操作。2.2.6功能输入区功能输入区用于输入命令来执行相应的操作，所有输入的命令前必须都要加上“c：”才可以执行。2.2.7图形区CATIAV5各种模型图像的显示区。2.2.8坐标系用于工作空间与树形图之间做切换用。一、CATIAV5简介2.3CATIAV5的基本操作CATIAV5软件已鼠标操作为主，用键盘输入数值。执行命令时主要是用鼠标单击工具图标，也可以通过选择下拉菜单或用键盘输入来执行命令。2.3.1鼠标的操作鼠标的主要用途有选择、平移、旋转和缩放。如果每次绘图时都去单击如下图所示工具栏上的相应命令图标，会浪费用户的很多时间。选择全部适应平移旋转二、工作界面与基本设置⑴选择对象：①选取单个对象：用鼠标左键单击模型或特征树对整个模型或模型的局部进行选择，所选的的部分就会高亮（显示橙色），或在“特征树”中单击对象名称，如图2.3.2所示。左键：确定位置、选取图像对象、菜单或图标；右键：单击右键，弹出上下文相关菜单。②选取多个对象：按住Ctrl键，用鼠标点击多个对象；③利用如图2.3.3所示的“选择”工具选取对象；④利用“编辑”下拉菜单的“搜索”功能，选择具有同一属性的对象：根据名称、类型。颜色等信息快速选择对象。图2.3.2选择图示图2.3.3选择工具二、工作界面与基本设置二、工作界面与基本设置⑵平移图形区：在工作窗口的任何位置按住鼠标中键不放并移动鼠标，这时模型会随着鼠标光标的移动而移动。此时模型和三个基准平面的位置关系并未发生改变。⑶旋转图形区：在工作窗口的任何位置按住鼠标中键不放，再按住鼠标右键或左键不放并移动鼠标，这时模型会随着鼠标的移动而旋转。旋转中心始终在工作窗口的中心，用户可以将指定位置移动到旋转中心，直接用鼠标中键单击指定的位置即可。⑷缩放图形区：在工作窗口的任何位置按住鼠标中键不放，然后单击鼠标的右键或左键一下，这时移动鼠标，模型就会随着光标的上下移动实现缩放。二、工作界面与基本设置2.3.2指南针的使用指南针代表着模型的三维空间坐标系。它是由与坐标轴平行的执行和三个圆弧组成的，其中X和Y轴方向各有两条直线，Z轴方向只有一条直线。这些直线与圆弧组成平面，分别于相应的坐标平面平行（如图2.3.3所示）。坐标轴：X、Y、Z表示坐标轴，Z轴起到定位的作用；指南针操纵把手：用于拖动指南针，并且可将指南针置于物体上进行操作，也可以使物体绕该点旋转；自由旋转把手：用于旋转指南针，同时图形区中的模型也将随之旋转；优先平面：基准面图2.3.3指南针示意图二、工作界面与基本设置⑴视点操作（改变模型在图形区的显示位置，坐标值不变）使用鼠标对指南针进行简单的拖动，从而实现对图形区模型进行平移或旋转操作。操作过程：鼠标移至指南针→指针由变为+坐标轴（或坐标平面、弧形边缘以及自由旋转把手）为亮色→单击鼠标（指针变为）+按住鼠标拖动→坐标轴→模型沿坐标轴线平移坐标平面→模型沿坐标平面面平移弧形边缘→模型沿弧形边缘旋转自由旋转把手→自由旋转单击指南针上的X、Y、Z字母，则模型在图形区以垂直该轴的方向显示，在次单击该字母，十点方向会变为反向。二、工作界面与基本设置⑵模型操作（改变模型在图形区的显示位置，坐标值发生变化）当指南针附着在模型表面时，利用指南针可以改变模型的实际位置。操作过程：将鼠标移至指南针的操纵把手→指针由变为→拖动至模型上释放，此时指南针会附着在模型上，且字母X、Y、Z变为W、U、V。这时就可以按前面介绍的视点操作方法对模型进行操作了，从而完成模型相对参考在相应的坐标值发生改变。①此状态下对模型进行操作时，模型所移动的距离和旋转的角度均会在图形区中显示。显示正值表示与指南针正向相同；负值表示与指南针的正向相反。要实现模型变换位置的精确定位，就必须利用指南针的编辑命令；②指南针恢复到位置的方法：拖动指南针操纵把手到离开模型→松开鼠标（不会恢复默认方向）；③恢复到默认位置：将指南针拖动到窗口右下角的绝对坐标系处；在拖动指南针离开物体的同时按Shift键，且先松开鼠标左键；选择下拉菜单【视图】→【重置指南针】命令二、工作界面与基本设置⑶编辑将指南针拖动到模型上，右键单击，在快捷菜单中选择【编辑】命令，系统弹出“用于指南针操作参数”的对话框。利用“用于指南针操作参数”对话框可以对模型实现精确地平移和旋转等操作。【位置】文本框：显示当前坐标的坐标值；【角】文本框：显示当前坐标的角度值；【平移增量】区域：若要沿指南针的一根轴线移动，则需在该区域的U、V或W输入相应的距离，然后单击或【旋转增量】区域：若要沿指南针的一根轴线旋转，则需在该区域的U、V或W输入相应的角度，然后单击或按钮。【距离】区域：【角度】区域：二、工作界面与基本设置3.1草图设计工作台简介草图设计工作台式用户建立二维草图的工作界面，通过草图设计工作台中建立的二维草图轮廓可以生成三维实体或面，草图中各个元素间可用约束来限制它们的位置和尺寸。3.2进入与退出草图设计工作台3.2.1进入草图设计工作台的操作方法方法1：打开CATIAV5后，在机械设计平台下选择下拉菜单【开始】→【机械设计】→【草图编辑器】→在新建零件菜单中【输入零件名称】→单击【确认】→选择平面→二维草图的工作界面。三、二维草图的设计三、二维草图的设计方法2：打开CATIAV5后，在机械设计平台下选择下拉菜单【开始】→【机械设计】→【零件设计】→在新建零件菜单中【输入零件名称】→单击【确认】→单击“草图编辑器”工具条中的“草图”按钮→选择平面→二维草图的工作界面3.2.2退出草图设计工作台的操作方法方法1：在草图设计工作台中，选择下拉菜单【开始】→【机械设计】→【零部件设计】方法2：单击工作台工具条中的“退出工作台”按钮。三、二维草图的设计3.3草图工具按钮简介3.3.1轮廓工具条A：创建连续轮廓线，可以连续绘制直线、相切弧和三点弧；B1：通过确定矩形的两个对角顶点绘制与坐标轴平行的矩形；B2：选择三点来创建矩形；三、二维草图的设计三、二维草图的设计3.3.2“草图工具”工具条3.3.3“操作”工具条三、二维草图的设计三、二维草图的设计3.4草图设计工作台中的下拉菜单【插入】是草图设计工作台中的主要菜单，主要功能包括草图轮廓的绘制、约束和操作等。“约束”子菜单“操作”子菜单“轮廓”子菜单三、二维草图的设计3.5绘制草图签前的设置3.5.1设置网格间距：【工具】→【选项】→【机械设计】→【草图编辑】选项→点选【允许变形】复选框→在【原始间距】和【刻度】输入H和V方向的间距值→【确定】。3.5.2设置自动约束：【工具】→【选项】→【机械设计】→【草图编辑】选项→在【约束】中点选【创建几何约束】和【创建尺寸约束】。3.5.3草绘区的快速调整：单击“草图工具”中的【网格】→切换网格的显示。（“网格”的缩放、旋转和移动同样适合鼠标操作图形的操作。）三、二维草图的设计3.6二维草图的绘制3.6.1草图绘制概述：在草图设计工作台的工具条按钮区域【插入】下拉菜单中选取一个绘图命令，然后可通过在图形中选取点来创建草图。3.6.2绘制直线步骤1：方法1：【插入】→【轮廓】→【直线】→；方法2：单击“轮廓”工具栏中的【直线】按钮（双击可连续作图）。步骤2：在图形区中的任意位置（所选点）单击左键即定义直线的起始点。步骤3：在图形区中的任意位置（所选点）单击左键即定义直线的终止点。三、二维草图的设计3.6.3绘制相切直线：步骤1：【插入】→【轮廓】→【直线】→（单击“轮廓”工具栏中的【双切线】按钮（双击可连续作图）。）步骤2：在第一个圆弧上单击选取第一个相切对象。步骤3：在第二个圆弧上单击选取第二个相切对象。说明：在圆弧的不同位置单击创建的直线也不一样。3.6.4绘制轴：轴是一种特殊的直线，不能直接作为草图轮廓，只能作为旋转实体和旋转曲面的中心线，通常在一个草图只能有一条轴线（点画线），使用【轴】绘制多条线时前面绘制的将自动转化为构造线（虚线）。三、二维草图的设计步骤1：【插入】→【轮廓】→【轴线】（或单击“轮廓”工具栏中的【轴线】按钮）。步骤2：在图形区中的任意位置（所选点）单击左键即定义直线的起始点。步骤3：在图形区中的任意位置（所选点）单击左键即定义直线的终止点。3.6.5绘制矩形方法一：步骤1：【插入】→【预定义的轮