三维CAD软件应用技术(CATIA)

《三维CAD软件应用技术（CATIA）》实验指导书班级：姓名：学号：总评成绩：汽车工程系电测与汽车数字应用中心目录实验一环境界面与基本操作..........................................................................................1实验二草绘基础..............................................................................................................3实验三零件三维建模的基本生成方法——拉伸..........................................................8实验四零件三维建模的基本生成方法——旋转........................................................14实验五装配基础............................................................................................................21实验六工程图基础........................................................................................................281实验一环境界面与基本操作【实验目的】本课程使用版本CATIAV5R14。本实验目的为熟悉和了解系统环境，掌握基本操作和基本概念，如CATIA的屏幕布局、菜单结构、以及鼠标和指南针等基本操作。【基础知识】2.1CATIAV5R14的屏幕布局2.2鼠标的操作2.2.1鼠标控制活动操作结果左键单击确定位置，选取图形对象、菜单或图标右键单击弹出上下文相关菜单菜单栏工具栏指南针信息区特征树三维坐标平面2活动操作结果按住滚轮/中键，移动鼠标拖动图形对象的显示位置按住滚轮/中键，单击左键向外移动鼠标，放大图形对象的显示比例向内移动鼠标，缩小图形对象的显示比例滚轮/中键同时按住滚轮/中键和左键改变对图形对象的观察方向2.2.2指南针的操作分类结果操作显示结果按住左键，沿指南针直线运动形体沿相应方向“移动”按住左键，沿指南针弧线运动形体绕坐标轴相应方向“旋转”指南针与形体分离改变形体的显示位置左键选中指南针顶部圆点，绕另一端红色方块形体“旋转”指南针附着于形体改变形体的实际位置（拖动指南针红色方块到形体表面）同“分离”各项操作同“分离”显示结果（指南针呈绿色显示）2.3显示控制【上机报告】3.1请列出CATIA三种文件名后缀：Ø草图、零件、线框/曲面：*.；Ø工程图：*.；Ø装配设计、产品设计：*.；3.2单击图标，按住鼠标左键并移动鼠标，是改变了图形对象的实际位置，还是显示位置？最佳显示放大或缩小隐藏/显示移动旋转3实验二草绘基础【实验目的】2D草绘功能是CATIAV5进行机械设计的基础，草绘的目的就是创建生成特征的轮廓线。本实验目的是了解完成截面草绘方法和步骤，掌握截面绘制、几何编辑、尺寸标注、尺寸修改、约束控制等基本功能。【基础知识】2.1草绘截面的基本步骤绘制图形→图形编辑→约束控制→标注尺寸，完成截面绘制。2.2绘制草图利用【轮廓】工具栏提供的8类草绘轮廓工具（连续轮廓、预定义轮廓、圆、样条曲线、圆锥曲线、直线、轴线和点）生成草图。注意：有意味着有下一级工具栏，如预定义轮廓的下一级：2.3草绘的修饰与变换利用【操作】工具栏提供的5类操作工具（倒角、倒棱、重新限制、转换、三维几何图形）编辑草图。其中：重新限制包括：修剪、打断、快速修剪、封闭曲线、互补曲线转换包括：镜像、对称、平移、旋转、缩放、偏移4三维几何图形包括：投影三维元素、使三维元素相交、投影三维轮廓边2.4草绘约束利用【约束】工具栏提供的5类约束工具（在对话框中定义的约束、约束创建、自动约束、制作约束动画、编辑多约束）进行草绘约束。以第一种【在对话框中定义的约束】为例，说明约束的类型有17种，根据不同的情况不同约束定义为亮显。【上机实例】完成图2-1的草绘截面，可利用拉伸特征生成实体。图2-1端盖轮廓图5【操作过程】4.1进入草绘环境（1）启动CATIA：双击桌面上“CATIAV5R14”图标或单击【开始】→【程序】→【CATIAV5R14】从FILE菜单中选择NEW，并选择Part（零件）。在Name后的文本框中输入part-ex1；取消Usedefaulttemplate（缺省模板）的选择，单击OK按钮。（2）进入草绘环境：①选择【FILE】→【NEW】→【Part（零件）】，单击工具栏上草图绘制器图标，进入草绘，选择一个工作平面，如x-y平面；②从【开始】→【机械设计】→【PartDesign】，单击工具栏上草图绘制器图标，进入草绘，选择一个工作平面，如x-y平面。4.2草绘截面（1）设置作图环境通过【草图工具】的图标几何图形约束和维约束，打开几何约束和尺寸约束。（2）绘制部分图形单击图标，绘制轴线，通过图标，绘制4个圆，单击图标，绘制直线，直线的起点不必准确（也不易准确），终点利用智能拾取功能确定在大圆的切点。同样的方法绘制另一条直线。图形的大小任意，如图2-2。图2-2多半个端盖轮廓草图图2-3直线与两个圆相切（3）添加几何约束选取左边大圆，按住Ctrl键，再选取上边直线，单击约束定义按钮，选取【相切】约束。有时需仔细观察直线与圆弧接触的情况，是否封闭，直线是否超出。不封闭可选取直线的末端点与圆弧，进行相合约束，直线超出部分可用按钮，进行剪裁。同样的方法完成下面的直线与左边大圆相切，如图2-3。相切约束也可用联系约束实现。（4）镜像选取左边两个圆与直线，单击镜像图标，选取轴线，生成对称图形，也得到了相应图形之间的对称约束，如图2-4。6图2-4端盖轮廓草图（5）快速修剪图形双击图标，用光标确定剪去的线段。如图2-5。图2-5修剪后的端盖轮廓草图4.3添加尺寸完成截面的创建（1）单击，依次选取左、右两圆的圆心，确定尺寸线的位置，标注两圆的中心距。标注圆或圆弧的尺寸，确定尺寸线的位置，结果如图2-6。图2-6标注尺寸后的端盖轮廓草图（2）按图2-1修改尺寸，尺寸驱动图形的实际大小，完成截面的创建。74.4完成特征的定义（1）拉伸截面创建特征。单击，退出草绘环境，单击pad按钮，拉伸深度3mm。模型着色显示如图2-7所示。（2）选择File|Save保存模型。图2-7完成的零件【上机报告】5.1完成如图2-8的草绘截面。请问该草图能否进行拉伸操作？不能请说明理由，应若何修改草图（请直接在图上修改）？图2-85.2创建草图应具有怎样的思路？8实验三零件三维建模的基本生成方法——拉伸【实验目的】本实验目的是要掌握基于草绘特征中的拉伸创建方法，学会利用CATIA进行零件实体建模的方法和步骤。【基础知识】2.1零件三维建模的基本知识2.1.1零件设计的主要工具栏l【Sketch-BasedFeatures】（基于草图特征）工具栏提供了10种生成零件的方法，依次是突台、减重、旋转成形、旋转沟槽、钻孔、肋、沟槽、加强肋、放样成形、放样沟槽l【BooleanOperations】（布尔操作）工具栏可以对一个零件文件中多个组件利用装配、逻辑运算、联集修剪、移除多余实体的相应按钮进行布尔运算l【Surface-BasedFeatures】（基于曲面特征）工具栏提供了4种利用曲面生成实体的方法，依次是分割、厚度曲面、封闭曲面、缝合曲面l【Dress-upFeatures】（装饰特征）工具栏依次是倒圆角、倒棱、拔模、抽壳、加厚、螺纹、移除面l【TransformationFeatures】（变换特征）工具栏利用位置变换、镜像、阵列、缩放的工具按钮生成零件的特征或修改零件。9l【ReferenceElement】（参考元素）工具栏用来生成点、线、面作为零件的参考2.1.2零件的设计基本方法拉伸、旋转、钻孔、扫描、放样、布尔运算2.2拉伸特征2.2.1拉伸特征的类型l加材料【Pads】按钮扩展出来的【Pads】工具栏包括突台、带拔模和圆角的突台、多重突台的拉伸加材料特征l减材料【Pockets】按钮扩展出来的【Pockets】工具栏包括减重、带拔模和圆角的减重、多重减重的拉伸减材料特征2.2.2拉伸特征工具面板以【Pads】为例，完整的拉伸定义对话框如下图：该对话框的各项含义：【Type】（类型）有Dimension（尺寸）、Uptonext（到下一个）、Uptolast（到最后一个）、Uptoplane（到平面）、Uptosurface（到曲面）5种类型。【Profile/Surface】栏轮廓线、闭合曲线，若单击该栏的按钮，将进入创建该闭合曲线时的工作环境。【Mirroredextent】若该复选框被选中，SecondLimit等于FirstLimit，形体以草图平面为对称10【ReverseDirection】单击该按钮，拉伸方向反向。或单击代表拉伸方向的箭头，也可以改变拉伸方向。【上机实例】创建如图3-1的拉伸实体零件图3-1口盖【操作过程】4.1利用和生成实体（1）在零件设计平台选择yz平面，单击按钮进入草绘环境，绘制一个圆心在坐标原点处，直径为78mm的圆。（2）单击按钮返回到零件设计平台，此时“草图.1”是高亮显示的，说明它被选中。单击按钮，出现【PadDefinition】对话框，选择参数如图3-2所示，单击【OK】得到如图3-3所示的实体。图3-2Pad的参数选择A图3-3生成的突台实体11（3）选择如图3-3所示的A面作为草绘的参考平面，绘制一个圆心在坐标原点处，直径为64mm的圆。生成如图3-4的“草图.2”，再单击返回零件设计平台。图3-4草图.2图3-5（4）单击，在【PadDefinition】对话框的【Type】选择“Dimension”，在【Length】中键入“28mm”，“草图.2”为默认草绘，单击【OK】得到如图3-5所示的实体。（5）选择如图3-5所示的B面作为草绘的参考平面，绘制一个圆心在坐标原点处，直径为54mm的圆，生成“草图.3”，再单击返回零件设计平台。（6）单击，在【PocketDefinition】对话框的【Type】选择“Dimension”，在【Length】中键入“27mm”，“草图.3”为默认草绘，如图3-6所示选择参数。单击【OK】得到如图3-7所示的最终口盖实体。图3-6Pocket的参数选择图3-7口盖实体（7）选择File→Save保存模型。B124.2利用多重突台生成实体（1）新建一个零件，在零件设计平台上选择yz平面，单击按钮进入草绘环境，绘制三个圆心在坐标原点处，直径分别为54mm、64mm、78mm的同心圆，生成如图3-8的“草图.1”。图3-8三个同心圆的“草图.1”（2）单击按钮返回到零件设计平台，此时“草图.1”是高亮显示的，说明它被选中。单击按钮，出现【Multi-PadDefinition】对话框，单击【More】按钮，生成如图3-9的【Multi-PadDefinition】全局对话框。各参数选择按表3-1选择。图3-9【Multi-PadDefinition】全局对话框13表3-1【Multi-PadDefinition】TypeDimensionDomainFirstLimitSecondLimit挤压域.17mm0mm挤压域.235mm0mm挤压域.335mm-27mm单击【OK】按钮，即生成与4.1方法相同的口盖实体。方法灵活简便。【上机报告】请完成如图3-10的实体建模，请写出建模思路。14实验四零件三维建模的基本生成方法——旋转【实验目的】本实验目的是要掌握草绘特征中的旋转创建方法及孔特征的创建方法。【基础知识】2.1旋转特征2.2.1旋转特征的类型l加材料利用〖shaft