CATIA V5培训教程上

 一.CATIA V5构架与模块

1、CATIA V5构架总览

构架分为四部分：

（1）CATIA V5主程序：为核心，所有的设计、制图/加工和模拟等操作都是再次构架下完成。

（2）CATIA V5在线帮助：包含所有主程序模块的时用说明、技术文件和操作实例。

（3）CAA V5：CAA（Component Application Architecture）提供用户在开发的接口，使用户可以在Microsoft Vistual C++6.0下，通过API调用程序核心，并在此基础上进行开发。

（4）CATIA  LUM：是CATIA的License（许可）管理工具，可以管理CATIA的许可使用，并建立License Server（许可服务器）。

2、CATIA V5的模块总览

以CATIA V5.11为例，它提供以下几种模块，每种模块中又有数个子单元。

（1）基础构架Infrastructure

提供管理整个CATIA 构架的功能，包括Product Structure、Material Library、Catalog Editor、Rendering等：

（2）机械设计Mechanical Design

包含机械设计的相关单元，主要有以下几部分组成：

（3）造型Shape

提供曲面与逆向工程设计单元，可以自由塑造不规则曲面，利用手绘草图来构件曲面。

（4）分析与仿真Analysis & Simulation

提供实体的网格划分（mesh）与静力、共振等有限元分析功能，并可输出网格分割数据共其它分析软件使用。

（5）APC 工厂布局

提供工厂的规划建制功能。

（6）数控加工NC Manufacturing

包含两轴到五轴加工的编程能力，并支持快速原型功能（STL Rapid Prototyping）。

（7）数字化仿真Digital Mockup

包含动态机构仿真、装配配合空间分析、产品功能分析与功能优化等。

（8）设备与系统Equipment and Systems

提供各种系统设备的建置，管路和电线的配置以及电子零件配置等功能。

（9）制造的数字化过程Digital Process for Manufacturing

提供在三维空间中进行产品的特征、公差与配合标注等功能。

（10）人体工学设计与分析Ergonomics Design&Anaysis

提供人体模型，并可对产品进行人体空间分析。

（11）智能软件Knowledgeware

 二.基本使用环境

本章主要介绍CATIA用户的基本操作界面、使用技巧、树结构（Tree）以及文件File、编辑Edit和视图View等菜单的操作等。

2.1  CATIA 的用户界面CATIA User Interface 

操作窗口

菜单及工具条

CATIA对话框的组成

2.2  操作技巧

1.鼠标的使用

（1）使用三键鼠标，利用鼠标可以完成数种功能，包括选择和编辑对象、移动视角、右击打开弹出式菜单、旋转视角、物体的缩放等，具体使用如下：

（2）选择和编辑对象：点击MB1

（3）移动物体Translate：用MB2，按住中间不放，则物体随鼠标的移动而移动。（移动物体的视角）

（4）打开弹处菜单：用MB3，在物体上单击右键，可打开快捷菜单。

（5）旋转物体Rotate：用MB2+MB1或MB2+MB3，现按中键，再按右键或左                                                         键不放，移动鼠标即可。点击中键可确定旋转中心。

（6）物体缩放ZOOM：按中键MB2，再点击右键MB2或左键MB1，向上是放大物体，向下是缩小。

2.指南针Compass

指南针（Compass）代表三维坐标系统。帮助用户建立空间概念和了解坐标系统。

You can use a graphic manipulator referred to as the 3D compass to perform a certain number of manipulations on certain objects created and managed by certain applications (for example, Product Structure, Assembly, FreeStyle Shaper, DMU Navigator, etc.). 通过指南针，用户可以在Product Structure, Assembly, FreeStyle Shaper, DMU Navigator等过程中完成一系列的操作，如指定物体左X Y Z三轴的旋转和平移、在XY YZ ZX平面上的移动等，提高操作效率。

The 3D compass lets you：

●manipulate viewpoints using the mouse and compass: this is just another way of panning and rotating all objects in the document at the same time

●move and rotate non-constrained objects using the mouse and compass

Moving objects in this context means physically moving them so as to redefine their spatial coordinates with respect to the absolute axis system in a document. Moving should not be confused with panning an object, which simply modifies the viewpoint from which you look at an object: the position of the object in the document remains the same.

●move and rotate non-constrained objects using the Edit... contextual command

●lock the compass orientation

●snap the compass automatically onto a selected object

●set the plane in which you move objects parallel to the screen

●switch the privileged plane（优先） to the XZ or YZ planes of the compass

●use the privileged plane as a working plane in applications such as the FreeStyle Shaper application, for example, when manipulating control point manipulators on planar patches and curves.

注意：You can use the 3D compass to manipulate non-constrained objects, in other words, objects not linked together by constraints. However, you can manipulate groups of objects in assemblies which are linked to each other by constraints.

使用指南针操作视点（Manipulating Viewpoints）的方法如下：

（1）自由旋转：抓住指南针Z轴顶点，移动鼠标

（2）旋转：抓住指南针平面上的弧线，移动鼠标

（3）轴向移动pan along the direction of any axis (X, Y or Z) of the compass：抓住指南针上的轴线，移动鼠标

（4）平面移动：抓住指南针上的平面，移动鼠标。

（5）单一物体的移动：抓住指南针上的红色方块，移动指南针到物体的任何一点，便可直接对物体进行平移、旋转等操作。在装配时，此功能非常有用。

（6）快捷菜单：在指南针上单击右键，弹出快捷菜单

●锁定当前方向Lock Current Orientation：固定当前视角

●将优先平面的方向锁定为与屏幕平行的方向Lock Privileged Plane Orientation Parallel to Screen：

●使XY平面为优先平面Make ZX Plane Privileged Plane：指定XY平面为指南针的基准面。

●使YZ平面为优先平面Make ZX Plane Privileged Plane：

●使ZX平面为优先平面Make ZX Plane Privileged Plane ：

●使优先平面最大程度可见Make Privileged Plane Most Visible：

●自动抓取选定对象Snap Automatically to Selected Object：但击此项，再单击一个物体，指南针便指定到确定的物体上

3.选择物体Select Objects

使用鼠标选择物体常用以下几种方法：

（1）单选Simple Selection：

●直接用鼠标的MB1单击物体；

●在左边的“特征树Selection of Geometry of Tree Feature”上单击物体的名称，即可选择对应的物体，被选择的物体会高亮显示。

           Selection of geometry or of feature(s) in the tree

（2）一次选多个物体Selection of Several Objects (Multi-selection)：按Ctrl键，用鼠标MB1点击多个物体，即可选择多个物体。

（3）直接用“编辑Edit”菜单中的“搜索Search”，按指定的属性选择有同一属性的物体。

（4）利用“选择工具SelectToolbar”拖动鼠标

Select the Select icon to enter selection mode, if it is not already activated. 

Drag (using the left mouse button). 

A bounding outline will appear as you drag:

Drag the bounding outline until the object(s) you want to select is(are) completely inside the bounding outline. （The objects must be completely inside the bounding outline: if not, they will not be selected. ）

Release the mouse. 

The objects will be highlighted to indicate they have been selected.

4.使用层和层过滤器Using Layers and Layer Filters

几何属性工具条（The Graphic Properties toolbar）

设置物体的几何属性。

The Painter icon lets you apply graphic properties from one object to another. To do so: 

⏹select the object(s) you want to apply new graphic properties to

⏹click the Painter icon

⏹select the reference object, i.e. the object from which you will copy the graphic properties

（1）分配物体到层Assigning Objects To Layers

Once you have assigned objects to layers, you then create visualization filters (refer to "Using Visualization Filters") which allow you to display only those objects located on specific layers referenced by the visualization filter.

"None" in the Layer box: indicates that there is no current layer, which guarantees（保证） that all the contents of your document are visible. You can assign objects to "None": any object assigned to "None" will always be visible.

The following layers are always available: 

●None

●0 General

●1 - 999 (even though they are not visible at first in the Layer list).

These layers cannot be deleted.

分配步骤：

I.打开几何属性工具条

II.选择物体

III.点击几何属性工具条的the arrow on the Layer box, 然后在层列表中选择所要放置物体的层，即可使物体加入指定的层。

（2）增加和命名层Adding and Naming Layers

I.Select the 视图View->工具条Toolbars->几何属性Graphic Properties command to look at the Graphic Properties toolbar. 打开“几何属性工具条”。

II.Click the arrow on the Layer icon box, then select the Other Layers... command from the list. The Named Layers dialog box appears: 

III.Click the New button. 

The layer "1", is added to the list, and the name "Layer 1" is assigned automatically:

IV.Click OK.

（3）使用可视过滤Using Visualization Filters

A visualization filter is a group of layers. You then apply the filter to visualize (or not) only those objects located on the layers in the filter.“可视过滤”是一个层组，它可以使仅在过滤器中那些层里的物体可视或不可视。

步骤：

Select the Tools -> Visualization Filters... command

The Visualization Filters dialog box appears。The default current filter "All visible" is applied automatically: it lets you see all the contents of the document. This filter cannot be deleted. 

Click the New button.

The Visualization Filter Editor dialog box appears, allowing you to build the filter from the following building blocks: 

1.CATIA的文档类型（CATIA Documents）

CATIA文档即是CATIA数据按某种格式存储的格式文件，CATIA按数据建立的不同而有不同类型的数据存储格式文件，常用的类型见下图所示：

更为详细的文件类型说明可见后附录1的内容。

2.文件File菜单项

File菜单中的项目大都是基本功能，但要注意的“新建自New Form”命令。

You may want to create a new document whose basic characteristics are the same as an existing document.

They will be identified by the icon   in the specification tree . 

（1）创建文件

I.Click the New icon or select the File->New... command: 

出现新建文件类型选择框，选择对应的类型。

II.In the New dialog box, double-click the document type or select it then click OK. Choose the document type from the following:  

Part、Drawing、Product、Analysis、CatalogDocument、Process、ProcessLibrary

（2）保存管理Save Manage

The "Save Management..." command lets you save all your modified documents under a new name and a new location.

Here are the various states that may be assigned to a document:

可以把所有Catia窗口里已打开的文件列成树形树，已方便用户管理。

（4）打印Print

可以把指定的文件通过打印机打印出来。

（5）发送至Send To

可以将文件发送至其它地方，以E－Mail和Directory（文件夹）的方式进行发送。

●Sending Version 5 Data In the Mail (Windows Only)

●Copying Version 5 Data To a Directory or Diskette

2.4  编辑Edit菜单

编辑菜单大多数项目都是基本功能，这里主要讲述Search查找、Selection Sets选择集和Define Selection Set定义选择集。

1.查找Search

可以让用户查找到同属性的对象，包括：

●具有特殊名称或同颜色的物体；

●指定线性、线宽；

●显示或隐藏的物体；

●物体的特性；

●有共同属性值的物体（材料、尺寸等）；

●用相同模块建立的物体。

在查找功能中，有三种模式，General常规、Advanced Mode高级模式和Favorite Mode收藏。

    用General和Advanced Mode所查找的对象可以直接加入到收藏夹（Add to Favorites）中，以便与在“Favorite Mode”下查找使用。

2.选择集编辑Selection Sets Edit

可以将同一属性或其它作用的物体放置的一起，形成选择集（Selection Set）。选择集的建立和编辑可以在Edit－>Selection Sets Edit项下进行。

（1）定义选择集Selection Set：

选择“编辑Edit”－>“选择集编辑Selection Sets Edit…”－>点击“Create Set”按钮，对要建立的选择集命名，然后选择选择集所要包含的物体（在“Add Element”状态下）－>点击“确认”，即可建立一个新的选择集。

（2）编辑选择集：

进入菜单，在“选择集编辑”对话框中，可以删除选择集，也可以对选择集内的物体进行添加和删除。

●点击所要编辑的选择集，点击“Delete Set”，即可删除选择集；

●若想在选择集中加入物体，则点击所要编辑的选择集，单击想要加入的对象，然后点击“Add Element”即可；

●若想删除选择集中的对象，则点击选择集，再点击选择所要删除的对象，然后点击“Remove Element”即可。

3.选择集

选择“编辑Edit”－>“选择集Selection Sets…”，可以选择所选择的选择集中的对象。

4.链接Links

可以把别的文件或对象链接起来，主要在装配设计中使用。

5.特性Properties

对对象的属性进行修改和确认，这些属性包括颜色Color、名称、线条的粗细、线形、透明度Transparency等。

选择“编辑Edit”－>“特性Peoperties”，或在选择物体上用鼠标的右键点击弹出快速菜单，选择“特性”，也可以用快捷键Alt＋Enter；

●在“图形Graphic”中，“当前选择Current Selection”代表当前所选对象的名称，可以在“Feature Properties”选项中更改，在“Feature Properties”中显示对象建立的日期Date Created和最后更改日期Last Modified。

●在“图形Graphic”中，可以更改填充颜色Color、透明度Transparency，从边线Edges和线段和曲线Lines And Curves中选择改变物体边线、线段和曲线的颜色、线形和线宽。也可以改变点Point的颜色和符号Symbol

●“Graphic”中的“Show，Pick and Layer”下的“Shown”和“Pickable”表示对象目前所处的状态。取消“Pickable”，则在屏幕上点击不到此对象。

●“Mechanical”选项卡中，可以把执行的操作（如倒角、倒圆等）取为“无效deactivated”，即此操作不发生作用；当对象或操作执行发生错误或需要更新时，“Unresolved无解的”和“To Update更新”选项便会高亮显示，提供用户注意。

2.5  视图View菜单功能

在CATIA中，“视图View”菜单随不同的模块而稍有区别，下面说明其中公共部分。

1.工具条Toolbars命令

“工具条Toolbar”选项中可以显示或隐藏各种工具栏图标，以控制在工作界面显示的各种工具条，例如标准Standard、知识Knowledge、工作台Workbenches、Workbench、视图View等。

（1）标准Standard

标准工具栏中包含对文件的操作（Now、Open、Save、Print）、常用的编辑命令（Cut、Copy、Paste、Undo、Redo）和What’s this？等，图标如下所示：

（2）Knowledge

此功能项可以让用户用参数的方式作修改与设计，包括公式（Formula）、关系（Relations）及知识库检索（Knowledge Inspector）

公式Formula

关系Relations

（3）工作台WorkBenches

工作台（Workbenches）的功能相同与“开始Start”菜单，用户可以把常用的模块加入，以方便使用（在Toolbar的较下的位置）。

工作台（Workbenches）初始状态中不包括任何模块，用户可以在“工具Tools”－>“用户定制Customize”－>“Start Menu”中进行设置（或View－>Toolbar—>定制Customize）。

（4）整体工作台Workbench

功能与上“工作台Workbench”相同，设置方法也一样，但在“草图Sketcher”中还有一个“Exit Sketcher”按钮，跳出草图状态，同时Workbench与Workbenches不同的地方还在于它可以显示正在使用的模块。

（5）视图工具栏View 

视图工具栏中有三种导航模式：检查模式Examine Mode、飞行模式Fly Mode、行走模式Walk Mode

检查模式Examine Mode

        检查模式即是正常模式，其内容见下图所示：

I.Fly Mode飞行模式：显示此按钮，则表示现在是正常模式，单击此按钮后可以转换成“飞行模式Fly Mode”

II.Fit All In：将屏幕上所有的对象都显示出来并自动调节成适当的大小。

III.Pan平移：平移视角

IV.Rotate旋转：以对象为中心旋转视角

V.Zoom In、Zoom Out：改变视角的远近

VI.Normal View正交视图：指定视角垂直与坐标视图平面，点击可以选择。

VII.Quick View等距视图：用户选择轴测角、前、后、左、有、顶和底等7各视角观看物体。

VIII.View Mode视图模式：

提供6种显示物体的方法，用户根据需要进行选择。

●线框WireFrame（NHR）：只显示线框。

●动态去除隐藏线Dynamic Hidden Line Removal：动态显示框线，并不显示隐藏线。

●加阴影Shading（SHD）：以彩线的方式显示物体。

●边框加阴影Shading With Edge：框线和阴影同时显示。

●边框和隐藏边框加阴影Shading With Edges And Hidden Edges：显示彩线、可见框线和隐藏框线。

●应用定制视图方式参数Applies Customized View Parameters：必须在View－>Render Style－>Customize View定义后才发生效果。

☐Edges_Points边框和点：显示物体的框线。

☐Shading阴影：以渲染的方式显示。

☐Outlines轮廓：显示物体轮廓。

☐Hidden Edges_Points隐藏的边框和点：显示隐藏线，需要与Edges_Points和Shading配合。

☐动态除去隐藏线Dynamic hidden Line Removal：可动态显示框线，且不显示隐藏线，需要与Edges_points、Outlines和Shading配合。

☐Materials材质：显示物体的材质。

☐Facet面：以三角形区来表示实体的面。

☐Isoparametrics等参数：可以把一个面均匀分割，在使用此功能之前需要选择“工具Tools”－>选项Options—>显示Display—>性能Performances－>“启动等参生成Enable Isoparametrices Genration”命令后才可以执行。

IX.隐藏/显示Hide/Show：

可以将原来显示的对象隐藏起来，也可以使原来隐藏的对象显示出来。

X.交换可见空间Swap visible space：

在隐藏的窗口和显示的窗口之间相互切换。

飞行模式Fly Mode

在检查模式下点击“Fly飞行方式”即可进入“飞行模式”，其工具框内容如下所示：

I.检查模式Examine Mode：表示此时为飞行模式，点击进入飞行模式。

II.转头Turn Head：与正常模式中的“rotate”相似，不同的是，此以观察者为中心旋转的。

III.飞行Fly：使用户以飞行的视角来观察物体，这对复杂的组件物体的干涉观察非常有用和方便。（点击图标，然后将光标在图形区内按下移动，有箭头作相应的运动表示飞行的角度与速度。）

IV.加速Accelerate：按此按钮可以增加飞行速度，或按Page Up键。

V.减速Decelerate：按此按钮可以降低飞行速度，或按Page Down键。

其余的功能与正常模式一致。

行走模式Walk Mode

选择“View”－>“Navigation Mode”－>“Walk Mode”命令，则全部功能与飞行模式几乎一样，唯一不同的是飞行模式以三维的方式进行，行走以二维模式进行。

2.Command List命令列表

将CATIA的所有命令列出，选择后点击“OK”或双击鼠标左键，即可执行所选命令。

3.Geometry几何

此项选中，则显示物体的外形，如关闭，则几何物体将不会显示。

4.规格Specification命令

确定是否显示树形图，快捷键是F3。

树形图说明：

树形图包含了所有的特征、约束及其之间的关系。树形图有4种状态，可通过Tools-Options命令修改，具体在下章介绍。

缩放树形图：先在树形图的白色线条或窗口右下角的坐标轴上单击一下左键MB1，这是图中的物体变成灰色，表示其不可操作。这时，按住中键MB2可以移动树形图；按住中键MB2不放，点击左键MB1，可以缩放树形图；如果树形图超过屏幕高度，可以利用窗口左边的滚动条来上下移动。再点击窗口右下角的坐标轴，物体有回到可操作状态。

单击树形图上的对象，对象名称会有橘色的反白，对应物体边线也有橘色线条；

树形图也支持拖曳（Drag）功能，即可以拖动对象进行移动，但不要轻易移动对象。

光标放置在树形图上，单击右键，弹出菜单条：

Properties特性：对树形图上对象的特性进行设置。

Define In Work Object：弹出菜单中选择此项，确定目前工作的对象。

5.指南针Compass和指南针复位Compass Reset

选中Compass项，则可以在窗口中显示指南针。

选中Compass Reset项，使指南针回到原来的位置。

6.展开树形图Tree Expansion

用来调整树形图的层次关系。

7.Specification Overview和Geometry Overview命令

可以让用户改变树形图和几何对象在屏幕上的位置。

8.已命名的视图Named Views

让用户自定义新的视角。操作步骤如下：

（1）选择Named Views命令，出现对话框；

（2）调整视图所需的位置，然后单击“Add按钮”，即可加入此视角；

（3）单击“Properties”，可改变新的视角特性；

（4）重新定义某个视角，则需要先调好角度，再单击Modify按钮即可；单击“Reverse”，则可以反转视角；

（5）单击“OK”。

9.渲染样式Render Style

提供不同的渲染样式供用户选择，有Wireframe（NHR）、Dynamic Hidden Line Removal、Shading（SHD）、Shading With Edges和Apply Customized View等5种，具体内容在前面已描述。

Perspective透视法

以透视投影法观察对象（三点透视），对象会随远近与视角而变形。

Parallel平行法

以平行投影法观察对象，物体不会随远近或视角而改变。

10.Navigation Mode导航模式

设定目前导航的模式，只有在透视投影模式时才能使用。

11.Lighting

选择光源、打光的明暗、对比、光泽与打光的方向。

☐光源有No Light、Single Light和Two Lights和Neon light（霓虹灯）；

☐按住图上的灰杆，可以选择打光方向，下方3条横杆可以调整明暗、对比和光泽。

12.Depth Effect

限定物体显示的深度范围，超出范围部分的，则不显示。

13.Ground地线

显示地面的位置

14.Magnifier放大镜

把物体放大显示到另一个窗口中。

☐选择Magnifier后，移动图上的小方框，则可以改变放大镜的位置。

☐抓住小方框的角并移动，则可以改变放大范围。