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1、 CATIA實用教程實用教程 李學(xué)志李學(xué)志 李若松李若松 編著編著總總 目目 錄錄第第1 1章章CATIACATIA簡介簡介第第2 2章章工作界面與基本操作工作界面與基本操作 第第3 3章章草圖設(shè)計草圖設(shè)計 第第4 4章章零件的三維建模零件的三維建模 第第5 5章章部件裝配部件裝配第第6 6章章繪制工程圖繪制工程圖 第第7 7章章曲面設(shè)計曲面設(shè)計 第第8 8章章工程分析工程分析 第第9 9章章參數(shù)化與知識顧問參數(shù)化與知識顧問第第1010章章 圖形輸出圖形輸出 第第1 1章章 CATIACATIA簡介簡介 1.1 概況概況 1.2 CATIA V5CATIA V5的運行環(huán)境的運行環(huán)境 1.3 C
2、ATIA CATIA的主要功能模塊的主要功能模塊 1.1 1.1 概況概況 CATIA V5CATIA V5是是IBM/DSIBM/DS基于基于Windows NT/2000Windows NT/2000操作系操作系統(tǒng)上開發(fā)的高端的統(tǒng)上開發(fā)的高端的CAD/CAMCAD/CAM軟件,它涵蓋了產(chǎn)品開軟件,它涵蓋了產(chǎn)品開發(fā)的全過程,提供了完善無縫的集成環(huán)境。發(fā)的全過程,提供了完善無縫的集成環(huán)境。 CATIA V5CATIA V5之前的版本之前的版本CATIA V4CATIA V4是基于是基于UNIXUNIX系統(tǒng)系統(tǒng)開發(fā)的,隨著開發(fā)的,隨著NTNT操作系統(tǒng)的普及,以及個人計算機操作系統(tǒng)的普及,以及個人
3、計算機性能不斷地提高、成本不斷地下降,許多高端的性能不斷地提高、成本不斷地下降,許多高端的CAD/CAMCAD/CAM軟件紛紛從軟件紛紛從UNIXUNIX移植到移植到Windows NTWindows NT平臺。平臺。IBM/DSIBM/DS在充分了解客戶的需求,并積累了大量客戶在充分了解客戶的需求,并積累了大量客戶的應(yīng)用經(jīng)驗后,決定開發(fā)新一代基于的應(yīng)用經(jīng)驗后,決定開發(fā)新一代基于NTNT平臺的平臺的CATIACATIA即即CATIA V5CATIA V5。 在在CATIA V5CATIA V5的開發(fā)過程中應(yīng)用了許多先進(jìn)的技的開發(fā)過程中應(yīng)用了許多先進(jìn)的技術(shù),例如:術(shù),例如:C+C+語言、面向?qū)ο?/p>
4、的設(shè)計思想、基于語言、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想、基于JAVAJAVA和和WebWeb的技術(shù)、的技術(shù)、STEP-SDAISTEP-SDAI、 OpenGLOpenGL、 OLE/CorbRaOLE/CorbRa、 Visual BasicVisual Basic等。等。 CATIA V5CATIA V5是新一代全新設(shè)計的軟件,運行的硬是新一代全新設(shè)計的軟件,運行的硬件平臺獨立,即可運行于件平臺獨立,即可運行于UNIXUNIX也可以運行于也可以運行于Windows NTWindows NT。它適合于各種規(guī)模的企業(yè),支持電子。它適合于各種規(guī)模的企業(yè),支持電子化企業(yè)的解決方案,可以將隱式的設(shè)計實踐轉(zhuǎn)化為化企
5、業(yè)的解決方案,可以將隱式的設(shè)計實踐轉(zhuǎn)化為嵌入整個設(shè)計過程的顯式的知識。對于原有客戶可嵌入整個設(shè)計過程的顯式的知識。對于原有客戶可以平滑的過渡到以平滑的過渡到V5V5版本。版本。 CATIACATIA與與NTNT緊密聯(lián)系,與緊密聯(lián)系,與NTNT的組件的組件OfficeOffice可以很可以很容易地實現(xiàn)互操作,熟悉容易地實現(xiàn)互操作,熟悉OfficeOffice的用戶可以很容易的用戶可以很容易的接受的接受CATIACATIA的的工作界面。很多操作,例如拖拽,的的工作界面。很多操作,例如拖拽,粘帖等操作完全一樣。粘帖等操作完全一樣。CATIA V5CATIA V5是基于圖形化的界是基于圖形化的界面,易
6、學(xué)易用。面,易學(xué)易用。 1999 1999年年3 3月發(fā)布了月發(fā)布了CATIA V5CATIA V5的第一版的,即的第一版的,即V5R1V5R1。20002000年年3 3月發(fā)布了月發(fā)布了V5R6V5R6,20012001年年7 7月發(fā)布月發(fā)布V5R7V5R7版。版。20022002年年3 3月發(fā)布月發(fā)布V5R8V5R8。20032003年年4 4月發(fā)布了月發(fā)布了V5R11V5R11。 作為世界領(lǐng)先的作為世界領(lǐng)先的CAD/CAMCAD/CAM軟件,軟件,CATIACATIA在過去的在過去的二十多年中一直保持著驕人的業(yè)績,并繼續(xù)保持其二十多年中一直保持著驕人的業(yè)績,并繼續(xù)保持其強勁的發(fā)展趨勢。強
7、勁的發(fā)展趨勢。CATIACATIA在汽車、航空航天領(lǐng)域的在汽車、航空航天領(lǐng)域的統(tǒng)治地位不斷增強。同時統(tǒng)治地位不斷增強。同時,CATIA,CATIA也大量地進(jìn)入了其也大量地進(jìn)入了其他如摩托車、機車、通用機械、家電等行業(yè)。國際他如摩托車、機車、通用機械、家電等行業(yè)。國際一些著名的公司如空中客車、波音等飛機制造公司,一些著名的公司如空中客車、波音等飛機制造公司,寶馬、克萊斯勒等汽車制造公司都將寶馬、克萊斯勒等汽車制造公司都將CATIACATIA作為他作為他們的主流軟件。國內(nèi)們的主流軟件。國內(nèi)1010幾家大的飛機研究所和飛機幾家大的飛機研究所和飛機制造廠選用了制造廠選用了CATIACATIA,一汽集團(tuán)
8、、二汽集團(tuán)、上海,一汽集團(tuán)、二汽集團(tuán)、上海大眾集團(tuán)等大眾集團(tuán)等1010多家汽車制造廠都選用多家汽車制造廠都選用CATIACATIA作為新作為新車型的開發(fā)平臺。車型的開發(fā)平臺。1.2 CATIA V51.2 CATIA V5的運行環(huán)境的運行環(huán)境1. 1. 硬件環(huán)境硬件環(huán)境 IntelIntel奔騰奔騰IIII或或IIIIII以上的以上的CPUCPU、256M256M以上的內(nèi)存、以上的內(nèi)存、2G2G以上的硬盤、以上的硬盤、10241024768768以上分辨率的顯示器、以上分辨率的顯示器、16M16M以上顯卡(推薦以上顯卡(推薦1280128010241024、支持、支持OpenGLOpenGL、
9、支、支持持2424位真彩雙緩沖區(qū)位真彩雙緩沖區(qū)/24/24位位Z Z緩沖區(qū)緩沖區(qū)/Stencil/Stencil緩沖緩沖區(qū))、推薦使用區(qū))、推薦使用3 3鍵鼠標(biāo)并需要鍵鼠標(biāo)并需要CD-ROM CD-ROM 。1. 1. 軟件環(huán)境軟件環(huán)境 MicrosoftMicrosoft公司的公司的Windows 2000/XPWindows 2000/XP或或NTNT,IBMIBM公公司的司的AIXAIX,HPHP公司的公司的HP-UXHP-UX,SGISGI公司的公司的IRIXIRIX等操作等操作系統(tǒng)。系統(tǒng)。1.3 CATIA1.3 CATIA的主要功能模塊的主要功能模塊1. 1. 創(chuàng)成式工程繪圖創(chuàng)成式
10、工程繪圖GDRGDR模塊模塊 利用利用3D3D模型生成相關(guān)聯(lián)的工程圖。圖紙生成輔助器可大大模型生成相關(guān)聯(lián)的工程圖。圖紙生成輔助器可大大簡化繪制多視圖的工作,并且可以自動生成尺寸標(biāo)注??梢院喕L制多視圖的工作,并且可以自動生成尺寸標(biāo)注??梢越⑴c零件材料規(guī)格說明相關(guān)聯(lián)的剖面線,可以進(jìn)行基于標(biāo)建立與零件材料規(guī)格說明相關(guān)聯(lián)的剖面線,可以進(jìn)行基于標(biāo)準(zhǔn)的附加信息和注釋等后處理。圖紙與準(zhǔn)的附加信息和注釋等后處理。圖紙與3D3D主模型的幾何關(guān)聯(lián)主模型的幾何關(guān)聯(lián)性可使用戶并行地進(jìn)行設(shè)計和工程繪圖工作。同時還可輸出性可使用戶并行地進(jìn)行設(shè)計和工程繪圖工作。同時還可輸出DXFDXF格式的數(shù)據(jù)文件。格式的數(shù)據(jù)文件。2
11、. 2. 交互式工程繪圖交互式工程繪圖ID1ID1模塊模塊 高效,直觀的交互式繪圖,進(jìn)行產(chǎn)品的高效,直觀的交互式繪圖,進(jìn)行產(chǎn)品的2D2D設(shè)計。可以在一設(shè)計。可以在一個以個以CATIACATIA為主干系統(tǒng)的擴(kuò)展型企業(yè)中,供所有為主干系統(tǒng)的擴(kuò)展型企業(yè)中,供所有2D CAD 2D CAD 用戶用戶使用。使用。ID1ID1產(chǎn)品集成化的產(chǎn)品集成化的2D2D交互功能和高效的輔助作圖和注交互功能和高效的輔助作圖和注釋從兩方面進(jìn)一步豐富了釋從兩方面進(jìn)一步豐富了CATIACATIA創(chuàng)成式工程繪圖功能,它為創(chuàng)成式工程繪圖功能,它為用戶提供了更加容易和流暢的從用戶提供了更加容易和流暢的從2D2D設(shè)計過度到設(shè)計過度到
12、3D3D設(shè)計方式的設(shè)計方式的轉(zhuǎn)變過程。轉(zhuǎn)變過程。3. 3. 線框和曲面造型線框和曲面造型WSFWSF模塊模塊 在零件設(shè)計的初始階段,生成線框類結(jié)構(gòu)元素,在零件設(shè)計的初始階段,生成線框類結(jié)構(gòu)元素,作為作為CATIACATIA零件設(shè)計產(chǎn)品的補充。線框特征元素和基零件設(shè)計產(chǎn)品的補充。線框特征元素和基本的曲面特征元素的使用大大豐富了現(xiàn)有的本的曲面特征元素的使用大大豐富了現(xiàn)有的3D3D機構(gòu)機構(gòu)零件設(shè)計方法。它的基于特征的方法提供了高效、零件設(shè)計方法。它的基于特征的方法提供了高效、直觀的設(shè)計環(huán)境,可用于捕捉和重復(fù)使用設(shè)計的方直觀的設(shè)計環(huán)境,可用于捕捉和重復(fù)使用設(shè)計的方法和規(guī)則。法和規(guī)則。4. 4. 創(chuàng)成式
13、外形設(shè)計創(chuàng)成式外形設(shè)計GSDGSD模塊模塊 外形設(shè)計模塊基于線框與多個曲面特征組合,可外形設(shè)計模塊基于線框與多個曲面特征組合,可設(shè)計復(fù)雜的外形。它提供了一套廣泛的工具集,以設(shè)計復(fù)雜的外形。它提供了一套廣泛的工具集,以建立并修改用于復(fù)雜外形和混合造型設(shè)計中的曲面。建立并修改用于復(fù)雜外形和混合造型設(shè)計中的曲面。CATIACATIA創(chuàng)成式外形設(shè)計產(chǎn)品的基于特征的設(shè)計方法,創(chuàng)成式外形設(shè)計產(chǎn)品的基于特征的設(shè)計方法,提供了高效,直觀的設(shè)計環(huán)境,以對設(shè)計方法和技提供了高效,直觀的設(shè)計環(huán)境,以對設(shè)計方法和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行捕捉并再用。術(shù)規(guī)范進(jìn)行捕捉并再用。5. 5. 創(chuàng)成式零件結(jié)構(gòu)分析創(chuàng)成式零件結(jié)構(gòu)分析GPSGPS
14、模塊模塊 可以帶給用戶對設(shè)計進(jìn)行有限元分析預(yù)校驗的能可以帶給用戶對設(shè)計進(jìn)行有限元分析預(yù)校驗的能力。通過專為設(shè)計人員提供的簡單易學(xué)的界面,設(shè)力。通過專為設(shè)計人員提供的簡單易學(xué)的界面,設(shè)計者可以容易的理解分析計算結(jié)果,進(jìn)行初級的機計者可以容易的理解分析計算結(jié)果,進(jìn)行初級的機械及振動行為分析。借助顏色編碼的圖形功能,可械及振動行為分析。借助顏色編碼的圖形功能,可以直觀地顯示變形,位移和應(yīng)力。該產(chǎn)品還可以根以直觀地顯示變形,位移和應(yīng)力。該產(chǎn)品還可以根據(jù)實際零件的狀況對分析零件添加約束條件。據(jù)實際零件的狀況對分析零件添加約束條件。6. 6. 實時渲染實時渲染RT1RT1模塊模塊 可以讓設(shè)計師對其設(shè)計應(yīng)用
15、色彩渲染效果和材料可以讓設(shè)計師對其設(shè)計應(yīng)用色彩渲染效果和材料規(guī)格進(jìn)行說明。用戶可以通過手工繪制,直接修改規(guī)格進(jìn)行說明。用戶可以通過手工繪制,直接修改已輸入的數(shù)字化圖像或系統(tǒng)提供的庫中選擇進(jìn)行紋已輸入的數(shù)字化圖像或系統(tǒng)提供的庫中選擇進(jìn)行紋理生成??梢怨芾聿牧蠋旌土慵?yīng)用之間的關(guān)聯(lián)。理生成??梢怨芾聿牧蠋旌土慵?yīng)用之間的關(guān)聯(lián)。7. 7. 運動機構(gòu)模擬運動機構(gòu)模擬KINKIN模塊模塊 通過系統(tǒng)提供的關(guān)節(jié)聯(lián)結(jié)方式或自動轉(zhuǎn)換裝配約束條件而通過系統(tǒng)提供的關(guān)節(jié)聯(lián)結(jié)方式或自動轉(zhuǎn)換裝配約束條件而產(chǎn)生關(guān)節(jié)連接,可以對任何規(guī)模的電子樣機進(jìn)行機構(gòu)定義。產(chǎn)生關(guān)節(jié)連接,可以對任何規(guī)模的電子樣機進(jìn)行機構(gòu)定義。通過鼠標(biāo)操作,
16、能夠模擬機械運動以校驗機構(gòu)性能。通過干通過鼠標(biāo)操作,能夠模擬機械運動以校驗機構(gòu)性能。通過干涉檢驗和分析最小間隙來進(jìn)行機構(gòu)的運動分析??梢陨蛇\涉檢驗和分析最小間隙來進(jìn)行機構(gòu)的運動分析??梢陨蛇\動零件的軌跡或掃掠體以指導(dǎo)未來設(shè)計。還可以通過與其他動零件的軌跡或掃掠體以指導(dǎo)未來設(shè)計。還可以通過與其他DMUDMU產(chǎn)品的集成做更多組合的仿真分析。能夠滿足從機械設(shè)產(chǎn)品的集成做更多組合的仿真分析。能夠滿足從機械設(shè)計到功能評估的各類工程人員的需要。計到功能評估的各類工程人員的需要。8. 8. 空間分析空間分析SPASPA模塊模塊 可以進(jìn)行電子樣機的干涉檢查,斷面分析和可以進(jìn)行電子樣機的干涉檢查,斷面分析和
17、3D3D幾何尺寸比幾何尺寸比較等驗證??梢赃M(jìn)行碰撞,間隙及接觸等計算,并得到更為較等驗證??梢赃M(jìn)行碰撞,間隙及接觸等計算,并得到更為復(fù)雜和詳盡的分析結(jié)果。剖面觀察器可以幫助用戶對曲線進(jìn)復(fù)雜和詳盡的分析結(jié)果。剖面觀察器可以幫助用戶對曲線進(jìn)行分析和標(biāo)注。還能夠比較行分析和標(biāo)注。還能夠比較3D3D幾何體,并將結(jié)果進(jìn)行可視化幾何體,并將結(jié)果進(jìn)行可視化顯示。通過與顯示。通過與CATIACATIA目標(biāo)管理器目標(biāo)管理器COMCOM的集成,能夠進(jìn)行質(zhì)量和的集成,能夠進(jìn)行質(zhì)量和慣性測量和計算。慣性測量和計算。9. 9. 知識工程顧問知識工程顧問KWAKWA模塊模塊 可以將隱式的設(shè)計實踐轉(zhuǎn)化為嵌入整個設(shè)可以將隱式
18、的設(shè)計實踐轉(zhuǎn)化為嵌入整個設(shè)計過程的顯示知識。用戶通過定義特征,公計過程的顯示知識。用戶通過定義特征,公式,規(guī)則和檢查,例如制造周期中的特征包式,規(guī)則和檢查,例如制造周期中的特征包括成本,表面拋光或進(jìn)給率,從而在早期的括成本,表面拋光或進(jìn)給率,從而在早期的設(shè)計階段就考慮到這些因素的影響。設(shè)計階段就考慮到這些因素的影響。10.10.目標(biāo)管理器目標(biāo)管理器COMCOM 提供了所有產(chǎn)品人機對話和顯示管理等所提供了所有產(chǎn)品人機對話和顯示管理等所必須的公共功能和整個基礎(chǔ)架構(gòu),使所有產(chǎn)必須的公共功能和整個基礎(chǔ)架構(gòu),使所有產(chǎn)品共用統(tǒng)一的界面環(huán)境。品共用統(tǒng)一的界面環(huán)境。11. CATIA-CADAM11. CAT
19、IA-CADAM接口接口CC1CC1模塊模塊 CATIA V5CATIA V5工程圖與工程圖與CADAMCADAM工程繪圖(工程繪圖(CCDCCD)之間的交換接口。之間的交換接口。12. CATIA-IGES12. CATIA-IGES接口(接口(IG1IG1)模塊模塊 支持中性數(shù)據(jù)格式支持中性數(shù)據(jù)格式IGES V5.3IGES V5.3版本,具有版本,具有IGESIGES元素名字和元素名字和CATIACATIA幾何元素標(biāo)識之間的名幾何元素標(biāo)識之間的名字匹配管理功能。字匹配管理功能。CATIACATIA可以讀可以讀/ /存存IGESIGES格式格式文件。該產(chǎn)品能夠處理文件。該產(chǎn)品能夠處理3D3D線架元素,曲面和線架元素,曲面和剪裁曲面元素,等距偏置曲線,表皮和表皮剪裁曲面元素,等距偏置曲線,表皮和表皮邊界,二次曲線和顏色。邊界,二次曲線和顏色。13. CATIA V413. CATIA V4集成器集成器V4IV4I CATIA V4 CATIA V4和和CATIA V5CATIA V5之間的轉(zhuǎn)換接口。之間的轉(zhuǎn)換接口。