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第5章部件装配5.1概述5.2创建部件5.3改变部件的位置5.4创建约束5.5装配体分析简介5.6有关装配设计的环境设置5.7装配实例习题5.1概述产品（Product）是装配设计的最终产物，它是由一些部件（Component）组成的。部件也称做组件，它是由至少一个零件（Part）组成的。产品和部件是相对的。例如，相对于汽车，变速箱是一个部件；相对于齿轮或轴，变速箱就是一个产品。某个产品也可以是另外一个产品的成员，某个部件也可以是另外一个部件的成员。在构成产品的特征树上不难看到，树根一定是某个产品，零件一定是树叶。部件装配（AssemblyDesign）是CATIA最基本的、也是最具有优势和特色的功能模块。包括创建装配体、添加指定的部件或零件到装配体、创建部件之间的装配关系、移动和布置装配成员、生成产品的爆炸图、装配干涉和间隙分析等主要功能。在设计非常复杂的装配体时，例如装配整个的汽车或飞机，为了提高加载效率，CATIA提供了可供选择的配置方式和调入模式。进入CATIAV5装配模块可以通过以下三种方式：（1）选择菜单【Start】【AssemblyDesign】，进入三维装配模块。（2）选择菜单【File】【Open···】或【New···】，在随后弹出的图5-1所示对话框中选择Product文件类型，进入三维装配模块。图5-1从File菜单下进入三维装配模块（3）单击Workbench图标，弹出图5-2所示【WelcometoCATIAV5】对话框，选择其中AssemblyDesign图标，进入三维装配模块。图5-2【WelcometoCATIAV5】对话框装配文件的类型是CATProduct,在特征树上文件最顶部的默认特征的名称是Product.1。5.2创建部件有关创建装配部件的工具栏见图5-3所示ProductStructure工具栏，在Insert菜单也可以调用相应的功能。创建部件的图标如下：图5-3【ProductStructure】工具栏5.2.1插入部件图标的功能是将一个部件插入到当前产品，在这个部件之下还可以插入其他产品或零件。有关这个部件的数据直接存储在当前产品内。选择要装配的产品，单击该图标，弹出图5-4所示零件号【PartNumber】对话框，输入自定义的名字，或者单击OK按钮采用默认的名字，特征树增加了一个新结点，见图5-5。图5-4【PartNumber】对话框（a）插入前（b）插入后图5-5插入一个部件5.2.2插入产品图标的功能是将一个产品插入到当前产品，在这个产品之下还可以插入其他产品或零件。有关这个产品的数据存储在独立的新文件内。选择要装配的产品，单击该图标，弹出图5-4所示零件号【PartNumber】对话框，输入自定义的名字，或者单击OK按钮采用默认的名字，特征树增加了一个新结点，见图5-6。（a）插入前（b）插入后图5-6插入一个产品5.2.3插入新零件图标的功能是将一个新零件插入到当前产品，这个零件是新创建的，它的数据存储在独立的新文件内。选择要装配的产品，单击该图标，弹出图5-4所示零件号【PartNumber】对话框，输入自定义的名字，或者单击OK按钮采用默认的名字，特征树增加了一个新结点，见图5-7。（a）插入前（b）插入后（c）新结点的下一层结点图5-7插入一个新零件双击新结点的下一层结点，例如双击图5-7（c）的结点，进入零件设计模块。创建一个以Part1为默认文件名的新零件。5.2.4插入已经存在的部件图标的功能是将一个已经存在的部件插入到当前产品。选择要装配的产品，单击该图标，弹出一个选择文件的【FileSelection】对话框，输入已经存在的部件或零件的文件名。特征树增加了一个新结点，见图5-8。（a）插入前（b）插入后图5-8插入一个已经存在的部件若插入零件的零件号与当前装配体产生冲突，则弹出图5-9所示【Partnumberconfilcts】对话框。选择产生冲突的零件号，单击Rename按钮，在随后弹出弹出图5-4所示零件号【PartNumber】对话框内输入自定义的名字，或者单击Automaticrename按钮，由系统自动改名，单击OK按钮，特征树增加了一个自定义名字的新结点。图5-9【Partnumberconfilcts】对话5.2.5替换部件图标的功能是用其他产品或零件替换当前产品下的产品或零件。在当前装配体中选择要被替换的部件，单击该按钮，弹出一个选择文件的【FileSelection】对话框，输入一个已经存在的部件或零件的文件名，即可替换已选择的部件5.2.6重新排序特征树图标的功能是重新排列特征树中各部件的顺序。（a）（b）图5-10特征树和重新排序对话框选择要被重新排序的产品，例如选择图5-10（a）所示特征树的Product1，单击图标，弹出图5-10（b）所示的【Graphtreereordering】对话框。该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。将选到的部件下移一个位置。将先选到的部件与随后指定的位置对调。单击OK或Apply按钮，特征树随之改变5.2.7编码图标的功能是将产品内的零件编上序号。选择要编码的产品，例如选择图5-10（a）所示特征树的Product1，单击该图标，弹出图5-11所示的【GenerateNumbering】对话框。Intrger（整数）或Letters（字母）编号。如果要编码的零件已经有了编号，ExistingNumbers栏将被激活，可以选择Keep(保持)或Replace（替换）。单击OK按钮，完成编码。用光标指向部件，单击鼠标右键，通过上下文相关菜单的Properties选项可以看到部件的编号。图5-11【GenerateNumbering】对话框5.2.8设置产品的状态图标的功能是设置产品的状态。该功能可以由用户决定，在打开一个产品时，哪些部件加载，哪些部件不加载。当产品含有大量的部件时，该功能可以减轻系统的负担，提高系统的运行效率。此外，该功能还可以隐藏或显示已加载的部件。注意，实现加载或卸载部件的必要条件是，已经打开了快取功能。在打开了快取功能的状态下，刚打开一个产品时，所有的部件都处于卸载状态。卸载状态的显著标志是部件左侧无“+”号。单击图标，弹出图5-12所示有关产品加载管理的【ProductLoadManagement】对话框。图5-12【ProductLoadManagement】对话框。该对话框右上角4个图像按钮的功能分别是：加载选取的部件。显示选取的部件。隐藏选取的部件。在特征树上选取一个部件，单击对话框右上角的一个图像按钮，单击Apply按钮，所选部件的状态随之改变。单击OK按钮，操作结束。5.2.9定义单行阵列图标的功能是定义在x、y、z或给定方向上复制等间距的多个部件，形成单行阵列。但是在部件之间并不施加约束。单击该图标，弹出图5-13所示定义单行阵列的【MultiInstantiation】对话框，该对话框各域的含义如下：图5-13【MultiInstantiation】对话框（1）ComponenttoInstantiate栏：输入要形成阵列的部件。（2）Parameters下拉列表：确定阵列参数的方法，有以下三种选择：①Instances&Spacing：单行阵列的项数和间距；②Instances&Length：单行阵列的项数和总长度。；③Spacing&Length：单行阵列的间距和总长度。（3）Newinstance：输入阵列的项数。（4）Spacing编辑框：阵列的间距。（5）Length：输入阵列的总长度（6）ReferenceDirection栏：定义单行阵列的方向①Axis：指定X、Y、Z坐标轴之一作为单行阵列的方向。②ORSelectedElement：选择一条直线作为单行阵列的排列方向；③Reverse：阵列的排列方向反向；④Result：显示选定方向的三个坐标分量；（7）DefineAsDefault：将当前参数作为阵列的默认参数。例如选取图5-14左下角的六角螺母，项数和间距作为确定阵列的方法，项数为5，间距为25，X轴作为阵列的排列方向，单击Apply按钮，增加了图5-14的5个六角螺母。图5-14生成单行阵列5.2.10快速生成单行阵列图标的功能是根据当前默认的单行阵列的参数将选取的部件形成单行阵列。单击该图标，选取图5-15左下角的圆螺母，结果见图5-15。图5-15快速生成单行阵列5.3改变部件的位置在装配过程中，必须要弄清装配的级别，总装配是最高级，其下级是各级的子装配，即各级的部件。对哪一级的部件进行装配，这一级的装配体必须处于激活状态。在特征树上双击某装配体，使之在特征树上显示为蓝色，此时，该装配体就处于激活状态。如果单击某个装配体，使之在特征树上为亮色显示，此时，该装配体就处于被选择状态。注意只有激活状态下产品的部件及其子部件才可以被移动和旋转。可以通过罗盘和图5-16所示有关移动的【Move】工具栏改变部件的位置。图5-16【Move】工具栏5.3.1用罗盘徒手移动部件将光标移至罗盘的红方块，出现移动箭头，按下鼠标左键拖动罗盘放在需要移动的形体表面上，罗盘将附着在形体上，并且变成绿色。按下鼠标左键，将光标沿罗盘的轴线或圆弧拖动鼠标，形体随之平移或旋转。5.3.2调整位置图标的功能是调整部件之间的位置。可以将选取的部件沿x、y、z或给定的方向平移，沿xy、yz、zx或给定的平面平移，或者绕x,y,z或给定的轴线旋转。单击该图标，弹出图5-17所示调整部件位置的【ManipulationParameters】对话框。对话框第一排图标的功能是x、y、z或给定的方向平移，第二排图标的功能是是沿xy、yz、zx或给定的平面平移，第三排图标的功能是分别是绕x,y,z或给定的轴线旋转。若Withreferencetoconstraints切换开关为打开状态，选取的部件要遵循已经施加的约束，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，图5-17并可实现总装配体的运动学分析。单击对话框内要移动或旋转的图标，用光标拖动部件，可多次单击要移动或旋转的图标，用光标拖动部件，直至单击OK按钮。5.3.3对齐图标的功能是通过对齐改变形体之间的相对位置。单击该图标，依次选择两个元素，出现对齐箭头，在空白处单击鼠标左键，第一个元素移动到第二个元素处与之对齐，从而实现形体移动。表5-1表示了几何元素种类及其对齐结果。表5-1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5-18通过两部件的轴线对齐单击图标，将光标指向部件1的某几何元素，例如图5-18（a）所示圆柱的轴线，当指向的几何元素呈橙色亮显时，单击鼠标左键，该几何元素就作为第一被选元素。将光标指向部件2的某几何元素，例如图5-18所示螺母的轴线，当指向的几何元素呈橙色亮显时，该几何元素就作为第二被选元素。单击鼠标左键，部件1移至部件2两被选几何元素处于对齐的位置。例如圆柱移至六棱柱的内孔，两轴线重合，见图5-18（b）。当出现绿色的箭头时，单击该箭头，部件1改变为轴线的反方向。在空白处单击鼠标左键，操作结束。5.3.4智能移动图标的功能是约束和对齐的结合，不仅将形体对齐，而且产生约束。通过AutomaticConstraint选项，可以自动产生一个可能的约束。其操作对齐类似。单击该图标，弹出图5-19所示【SmartMove】对话框。打开“Automaticconstraintcreation”切换开关，在“QuickConstraint”栏选取约束条件，用向上的箭头将其移至顶部，例如将“Coincidence”移至顶部，以下操作同“对齐”，单击OK按钮，除了两部件实现对齐之外，两部件也建立了制定的约束关系。图5-19【SmartMove】对话框5.3.5爆炸图图标的功能是将产品中的各部件炸开，