catia_V5的建模技巧

沈海宁1,杨亚平2

(1.青海大学机械系,青海西宁　810016;2.青海大学建工系,青海西宁　810016)

摘要:阐述了C ATI A V5软件(C ATI A V5)的建模技巧及约束技巧并提出了零件建模时容易出现的问题。

关键词:C ATI A V5软件;建模;技巧

中图分类号:TP39　　文献标识码:B 　　文章编号:1006-96(2004)05-0075-03

C ATI A 软件是由法国Dassault 公司开发的集C AD/C AM/C AE 于一体的优秀三维设计系统,它具有非常强大的曲面造型功能、先进的混合建模技术,可提供用户从概念设计、风格设计、详细设计、工程分析、设备及系统工程、制造及应用软件开发等面向过程的设计思想及解决方案。在机械、航空、航天、汽车、造船和电子等行业获得了广泛应用。目前波音公司和空中客车等公司都已经开始使用C ATI AV5软件。C ATI A 可以说是未来最有潜力的C A

D 软件。由于该软件是近几年开发的新型软件,系统庞大、复杂,不像AutoC AD 等二维软件一样容易掌握,加之有关软件应用的书籍和资料又少,要熟练使用该软件,不仅需要在学习和应用中慢慢地摸索和体会,还需要与其他人多多交流、互相学习。下面就笔者在学习和使用该软件的过程中所掌握的一些技巧和容易遇到的问题等内容加以分析讨论。

1　建模设计技巧

1.1　注重复选框内容的应用

1.1.1　壳体零件　在设计壳体零件时,侧壁厚相同的抽壳方法[1]较多,只要选中被抽去平面Faces to re 2m ove ,确定保留壁的厚度Default inside thickness ,即可实现。但机械零件有时所需某一侧壁厚与其他壁厚不相同,这时可在完成上述步骤后,单击Other thickness faces 如图1所示,再选择与其他壁厚不同的面,即图中箭头所指平面,输入厚度值OK,即可完成如图2。注意选择顺序绝对不允许改变

。

1.1.2　打孔及打罗纹孔　打孔时,选择H ole 命令,选择打孔平面,软件默认的孔位置是所选打孔平面的中心或鼠标点击位置,该位置不一定就是所需要的准确位置,初学者往往不知如何改变其位置,来得到自己所需要的结果。只能是继续选“草绘”面,切出一个所需位置的圆孔,这样做即麻烦又笨拙,若想得到准确位置最简捷的方法之一,就是选择复选框中的“草绘”图标如图3箭头所指,此时进入的“草绘”是只对打的孔中心定位,输入定位数值,即可得到孔的准确位置。

打带罗纹的孔时,定位方法同上,罗纹习惯上是在打完孔后另加,这样虽然能出结果但不是标准件罗纹,不符合制图要求,标准的罗纹孔不应在打完孔后另加,可在打孔给出的对话框中选择复选框Thread Definition 然后再选中该复选框中的Threaded 选项,确定T ype ,调整尺寸OK,即可得到标准的罗纹收稿日期:2004-05-26

作者简介:沈海宁(1963—

),男,安徽利辛人,高级讲师。第22卷　第5期2004年9月　　　　　　　　　青海大学学报(自然科学版)Journal of Qinghai University 　　　　　　　　　Vol.22No.5Sep.2004

孔。生成的罗纹孔,在模型树上显示的是带螺纹的孔图标,与打孔后加罗纹的图标不同。

1.1.3　双向拉伸　某些零件设计时,需要一个设计基准位置或对称面,最基本的方法是以确定好的平面为准,向两个方向分别作一次拉伸,比较快捷的方法是在拉伸的对话框中输入完正方向的拉伸数值后,选择M ore 选项,在Lensth 中输入负方向的拉伸数值,OK 即可得到双向拉伸零件。在这介绍两种更快捷的两种方法:第一若想得到对称图形,可直接在对话框中选择Mirrored extent 选项,OK 即得;第二,在完成单面拉伸后,选择Pad 以对称面镜像也可得到结果。另外在拉伸对话框中,Thick 选项是一个使图4　螺母制作过程用者不常用,却在某些图形的制作上非常快捷的一个

功能,只要在Thicknessl 、Thickness2中分别输入数值可

得以“草绘图”为基准的径向变化图形。

1.2　螺母的制作　螺母的习惯制作是先做圆柱然后

倒角再做六边形切除[1]

,这样做倒角园与外接六边形

的相切不好控制需要进入“草绘”重新确定。精确而快

捷的方法可先画好六棱柱,然后用小三角形[2]旋转切

除,这样切出的倒角园位置可以由六棱柱直接确定。过程如图4所示。

图5　特殊齿形齿轮1.3　复杂的齿轮制作　一般齿轮的建模就已经很复杂了,在实体造型模块中几乎无法

完成,即使可以也很困难,因为,它不能保证齿轮的齿廓是渐开线,所以齿轮的建模需要

实体与曲面两个模块互相穿插着用,才能较顺利的完成,而复杂齿轮,如特殊齿形的齿

轮(如图5)、蜗轮蜗杆等,按一般的圆柱齿轮制作,会更困难,甚至做不出来。笔者有一

个巧妙的方法可以解决以上难以完成或无法完成的内容,那就是改变常规齿轮的制作

过程,不去先做齿轮后制作齿形,而是先将齿轮的复杂齿形按齿轮要求的尺寸做出来,圆周阵列形成一周齿形,然后再将齿轮的其他实体部分,按尺寸作一个实体旋转的建

模,即可得到需要的复杂齿轮。这个技巧不仅可以比较简便的做出复杂齿轮,而且作图迅速。2　约束的技巧

2.1　草绘时的约束技巧　零件在三维建模之前,首先需要进行草绘图形,在草绘时,软件只确认其默认约束,没有被约束的线条显示为白色线条,这些未被约束的草绘线条,虽然能生成最后的实体,但这样做,在以后对图形修改、重新定义、改变设计思路都会带来麻烦和再一次的重复工作,无形中就会增加制作图形的工作量,所以最好是将草绘图形一次约束完成,使零件的每一个细小结构都有它各自的尺寸大小,约束可以“固定”图形,在后续设计的零件出现结构、形状需要更改,尺寸不符合要求时,可直接进入草绘更改约束尺寸,建模过程比较快捷且稳定可靠。还可以利用函数关系,控制约束间的相连关系,更改更加快捷。

2.2　装配中的约束技巧　在虚拟装配中对零件进行装配约束时,最好将一个零件完全约束,而且尽可能应用面与面的约束,如平面与平面重合、平面与平面之间的距离、中心线与中心线重合、平面与平面之间的夹角等。这些约束条件是非常稳定的装配约束。应尽可能避免使用几何图形的边和顶点,因为它们容易在修改时发生变化。值得注意的是装配约束选择完成后,一定要执行刷新命令,否则不能得到最后的零件装配。

3　容易出现的问题

3.1　三维零件建模时的命名　零件建模时,系统会自动在其模型树的开头为零件命名,一般为Partl ,Part2…等默认形式。而在每次开机进行零件建模时,模型树中默认的零件名字可能有相同的。由于零件最终要被引入装配图中,具有相同零件名字的零件不能在装配环境中同时被调用,这时需要将重复的名字重新命名。如果装配一个大的部件,可能会多次遇到这个问题,为了避免这些不必要的麻烦,进行零件建模之前,事先将系统默认的模型树中的零件名字改成该零件文件保存时将要用的名字,这样不仅67　　　　　　　　　　　　　　　　　　青海大学学报　　　　　　　　　　　　　　　　第22卷

避免了零件名字的重复,还可方便零件的保存。

3.2　激活视图　在工程图中,往往要对某一视图进行编辑、标注尺寸、剖视、局部放大和断裂等操作。

在进行这些操作之前,一定要将该视图激活[1],忽略这个问题,将造成操作失败。激活视图有两种方法:

第一,将鼠标移至视图的蓝色边框,双击鼠标,即可将视图激活。第二,将鼠标移至视图的蓝色边框,右击鼠标,在弹出菜单中选择“Activate View ”即可。

3.3　公差标注　在零件的工程图中时常有如<50±0.05的公差标注,C ATI A 软件默认字体SICH 无法按要求进行标注,标出的是<500105的形式。这时要将公差类型设置为T O L -1.0并用ROMl 、SSSl 或αC ATI A Symbol 字体标注。其他的公差标注,可用鼠标移至标注尺寸,右击鼠标,选择“特性”或Alt +En 2

ter ,选择T olerance 的公差类型,输入公差数值。如:“10H7CP L -75A1”是<50H7的公差类型;H7+6-4MT L -

A1N2是<50H7(+01040)的公差类型。

4　结语

C ATI A V5软件的功能非常强大,还有许多的功能和技巧,笔者只是介绍了很少的一部分,更多更深的内容,有待于C ATI A V5软件的应用者和学习者,不断地摸索、挖掘、研究。C ATI A V5软件已不仅是一个设计工具,远远超过了在屏幕上定义产品的阶段。未来的时代是一个电子化的时代,产品设计也将迈向电子协同,以充分利用网络的功能,加快产品的开发速度和对市场的快速反应能力,C ATI A V5软件的知识驱动的设计方法和支持电子商务的能力无疑会给企业带来更强的竞争力。

参考文献:

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[2]何铭新.机械制图[M].北京:高等教育出版社,2000.2201

[3]王风英,何　勇.CATIA 软件的几个使用技巧[J ].CAD ΠCAM 与制造业信息化,2003,(1):34-35.

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