1、CATIA實用教程,高等學(xué)校計算機基礎(chǔ)教育教材精選 李學(xué)志 李若松 編著,總 目 錄,第1章CATIA簡介 第2章工作界面與基本操作 第3章草圖設(shè)計 第4章零件的三維建模 第5章部件裝配 第6章繪制工程圖 第7章曲面設(shè)計 第8章工程分析 第9章參數(shù)化與知識顧問 第10章 圖形輸出,第1章 CATIA簡介,1.1 概況 1.2 CATIA V5的運行環(huán)境 1.3 CATIA的主要功能模塊,1.1 概況 CATIA V5是IBM/DS基于Windows NT/2000操作系統(tǒng)上開發(fā)的高端的CAD/CAM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。 CATIA V5之前的版本CATIA

2、 V4是基于UNIX系統(tǒng)開發(fā)的，隨著NT操作系統(tǒng)的普及，以及個人計算機性能不斷地提高、成本不斷地下降，許多高端的CAD/CAM軟件紛紛從UNIX移植到Windows NT平臺。IBM/DS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NT平臺的CATIA即CATIA V5。,在CATIA V5的開發(fā)過程中應(yīng)用了許多先進的技術(shù)，例如：C+語言、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想、基于JAVA和Web的技術(shù)、STEP-SDAI、 OpenGL、 OLE/CorbRa、 Visual Basic等。 CATIA V5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UNIX也可以運行于W

3、indows NT。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V5版本。 CATIA與NT緊密聯(lián)系，與NT的組件Office可以很容易地實現(xiàn)互操作，熟悉Office的用戶可以很容易的接受CATIA的的工作界面。很多操作，例如拖拽，粘帖等操作完全一樣。CATIA V5是基于圖形化的界面，易學(xué)易用。,1999年3月發(fā)布了CATIA V5的第一版的，即V5R1。2000年3月發(fā)布了V5R6，2001年7月發(fā)布V5R7版。2002年3月發(fā)布V5R8。2003年4月發(fā)布了V5R11。 作為世界領(lǐng)先的CAD/CAM

4、軟件，CATIA在過去的二十多年中一直保持著驕人的業(yè)績，并繼續(xù)保持其強勁的發(fā)展趨勢。CATIA在汽車、航空航天領(lǐng)域的統(tǒng)治地位不斷增強。同時,CATIA也大量地進入了其他如摩托車、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，寶馬、克萊斯勒等汽車制造公司都將CATIA作為他們的主流軟件。國內(nèi)10幾家大的飛機研究所和飛機制造廠選用了CATIA，一汽集團、二汽集團、上海大眾集團等10多家汽車制造廠都選用CATIA作為新車型的開發(fā)平臺。,1.2 CATIA V5的運行環(huán)境 1. 硬件環(huán)境 Intel奔騰II或III以上的CPU、256M以上的內(nèi)存、2G以上的硬盤、102

5、4768以上分辨率的顯示器、16M以上顯卡（推薦12801024、支持OpenGL、支持24位真彩雙緩沖區(qū)/24位Z緩沖區(qū)/Stencil緩沖區(qū)）、推薦使用3鍵鼠標并需要CD-ROM 。 1. 軟件環(huán)境 Microsoft公司的Windows 2000/XP或NT，IBM公司的AIX，HP公司的HP-UX，SGI公司的IRIX等操作系統(tǒng)。,1.3 CATIA的主要功能模塊 1. 創(chuàng)成式工程繪圖GDR模塊 利用3D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，可以進行基于標準的附加信息和注釋等后處理。圖紙與3

6、D主模型的幾何關(guān)聯(lián)性可使用戶并行地進行設(shè)計和工程繪圖工作。同時還可輸出DXF格式的數(shù)據(jù)文件。 2. 交互式工程繪圖ID1模塊 高效，直觀的交互式繪圖，進行產(chǎn)品的2D設(shè)計?？梢栽谝粋€以CATIA為主干系統(tǒng)的擴展型企業(yè)中，供所有2D CAD 用戶使用。ID1產(chǎn)品集成化的2D交互功能和高效的輔助作圖和注釋從兩方面進一步豐富了CATIA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2D設(shè)計過度到3D設(shè)計方式的轉(zhuǎn)變過程。,3. 線框和曲面造型WSF模塊 在零件設(shè)計的初始階段，生成線框類結(jié)構(gòu)元素，作為CATIA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3D機構(gòu)零件設(shè)計

7、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)計的方法和規(guī)則。 4. 創(chuàng)成式外形設(shè)計GSD模塊 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，以建立并修改用于復(fù)雜外形和混合造型設(shè)計中的曲面。CATIA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)計方法和技術(shù)規(guī)范進行捕捉并再用。,5. 創(chuàng)成式零件結(jié)構(gòu)分析GPS模塊 可以帶給用戶對設(shè)計進行有限元分析預(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)計者可以容易的理解分析計算結(jié)果，進行初級的機械及振動行為分析。借助顏色編碼的圖形功能，可以直觀地顯示變形

8、，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。 6. 實時渲染RT1模塊 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)提供的庫中選擇進行紋理生成?？梢怨芾聿牧蠋旌土慵?yīng)用之間的關(guān)聯(lián)。,7. 運動機構(gòu)模擬KIN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)換裝配約束條件而產(chǎn)生關(guān)節(jié)連接，可以對任何規(guī)模的電子樣機進行機構(gòu)定義。通過鼠標操作，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DMU產(chǎn)品的集成做更多組合的仿真分析。能

9、夠滿足從機械設(shè)計到功能評估的各類工程人員的需要。 8. 空間分析SPA模塊 可以進行電子樣機的干涉檢查，斷面分析和3D幾何尺寸比較等驗證?？梢赃M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行分析和標注。還能夠比較3D幾何體，并將結(jié)果進行可視化顯示。通過與CATIA目標管理器COM的集成，能夠進行質(zhì)量和慣性測量和計算。,9. 知識工程顧問KWA模塊 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括成本，表面拋光或進給率，從而在早期的設(shè)計階段就考慮到這些因素的影響。 10.目標管理器COM

10、 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)品共用統(tǒng)一的界面環(huán)境。,11. CATIA-CADAM接口CC1模塊 CATIA V5工程圖與CADAM工程繪圖（CCD）之間的交換接口。 12. CATIA-IGES接口（IG1）模塊 支持中性數(shù)據(jù)格式IGES V5.3版本，具有IGES元素名字和CATIA幾何元素標識之間的名字匹配管理功能。CATIA可以讀/存IGES格式文件。該產(chǎn)品能夠處理3D線架元素，曲面和剪裁曲面元素，等距偏置曲線，表皮和表皮邊界，二次曲線和顏色。 13. CATIA V4集成器V4I CATIA V4和CATIA V5之間的轉(zhuǎn)換接口。,第2

11、章工作界面與基本操作,2.1啟動和退出CATIA 2.2 CATIA的工作界面 2.3 文件操作 2.4鼠標操作 2.5羅盤操作 2.6 特征樹 2.7選擇操作 2.8查找操作,2.9取消與恢復(fù) 2.10得到幫助 2.11顯示控制 2.12 設(shè)置或修改幾何對象的圖形特性 2.13測量 習(xí)題,2.1啟動和退出CATIA 1. 啟動CATIA 單擊Windows的按鈕，從彈出菜單中選擇 或者雙擊CATIA的快捷圖標 即可啟動CATIA。 2. 啟動工作模塊 通過【Start】菜單啟動工作模塊，例如【Start】【Mechanical Design】【Part Design】，即可開始零件的三維建模

12、。也可以通過【File】菜單開始一個新文件，或者打開一個已有的文件，文件的具體類型確定了要進入的模塊。,3. 退出CATIA 從【Start】或【File】下拉菜單選擇【Exit】，即可退出CATIA。 2.2 CATIA的工作界面 CATIA采用了標準的Windows工作界面雖然擁有幾十個模塊，但其工作界面的風格是一致的，見圖2-1。二維作圖或三維建模的區(qū)域位于屏幕的中央，周邊是工具欄，頂部是菜單條，底部是人機信息交換區(qū)。,圖2-1,2.3 文件操作 2.3.1 建立新文件 單擊圖標或選擇菜單【File】【New 】，將彈出圖2-2所示確定新文件類型的【New】對話框，例如選擇Part，單擊

13、OK按鈕， 即可建立一個新文件，并且 進入三維零件建模模塊。,圖2-2,2.3.2 打開已有的文件 單擊圖標或選擇菜單【File】【Open 】，將彈出【File selection】對話框，選擇一個已有的文件，例如選擇“Drawing1.CATDrawing”，單擊OK按鈕，即可打開該文件，并且進入二維作圖模塊。,2.3.3保存文件 1. 保存已命名的文件 單擊圖標或選擇菜單【File】【Save】即可。 2. 以另外的名字保存文件 選擇菜單【File】【Save As 】，在隨后彈出的【Save As】對話框內(nèi)輸入文件名即可。 3. 保存未命名的新文件 單擊圖標 或選擇菜單【File】【S

14、ave】，在隨后彈出的【Save As】對話框內(nèi)輸入文件名即可。,2.4鼠標操作 CATIA推薦用三鍵或帶滾輪的雙鍵鼠標，各鍵的功能如下： 1. 左鍵 確定位置、選取圖形對象、菜單或圖標。 2. 右鍵 單擊右鍵，彈出上下文相關(guān)菜單。 3. 中鍵或滾輪 （1）按住中鍵或滾輪，移動鼠標，拖動圖形對象的顯示位置。 （2）按住中鍵或滾輪，單擊左鍵，向外移動鼠標，放大圖形對象的顯示比例，向內(nèi)移動鼠標，縮小圖形對象的顯示比例。 （3）同時按住中鍵或滾輪和左鍵，移動鼠標，改變對圖形對象的觀察方向。 以上操作可以改變圖形對象的位置、大小和旋轉(zhuǎn)一定角度，但只是改變了用戶的觀察位置和方向，圖形對象的位置并沒有改變

15、。,2.5羅盤操作 羅盤是由與坐標軸平行的直線和三個圓弧組成的，其中X和Y軸方向各有兩條直線，Z軸方向只有一條直線。這些直線和圓弧組成平面，分別與相應(yīng)的坐標平面平行，見圖2-3。 通過菜單【View】【Compass】 可以顯示或隱藏羅盤。 當羅盤與形體 分離時，利用羅盤可以改變形體的 顯示狀態(tài)。當羅盤附著到形體的表面 時，利用羅盤可以改變形體的實際位置。,圖2-3,1. 改變形體的顯示位置 當光標接近羅盤的直線和圓弧段時， 直線或圓弧段呈紅色顯示，光標由箭頭 改變?yōu)槭值男螤?。按住鼠標左鍵，沿羅 盤的直線移動時，形體將沿著相應(yīng)的方 向做同樣的“移動”。按住鼠標左鍵，沿羅盤的弧 線移動時，形體將

16、繞相應(yīng)的坐標軸同方向做同樣的“旋轉(zhuǎn)”。 用光標指向羅盤頂部的圓點時，圓點呈紅色顯示。按住鼠標左鍵，拖動圓點繞另一端紅色的方塊旋轉(zhuǎn)時，形體也會跟著“旋轉(zhuǎn)”。 以上操作只是改變了觀察形體的位置和方向，形體的實際位置并沒有改變。,2. 改變形體的實際位置 當光標指向羅盤的紅色方塊時，光標改為 。按住鼠標左鍵，拖動羅盤到形體的 表面，羅盤呈綠色顯示，坐標軸名 稱改變?yōu)閁、V、W，表示羅盤已經(jīng) 附著到形體的表面上，見圖2-4。 操作方法和操作過程與改變形 體的顯示位置相同，但改變的是形 體的實際位置。 用鼠標拖動羅盤底部的紅色方塊，或者選擇菜單【View】【Reset Compass】，羅盤即可脫離形體

17、表面，返回到原來位置。,圖2-4,2.6 特征樹 2.6.1 特征樹的結(jié)構(gòu) 特征樹以樹狀層次結(jié)構(gòu)顯示了二維圖形或三維形體的組織結(jié)構(gòu)，見圖2-5。根結(jié)點的種類和CATIA的模塊相關(guān)，例如零件建模模塊的根結(jié)點是Part、繪制二維圖形模塊的根結(jié)點是Drawing。帶有符號“”的結(jié)點還有下一層結(jié)點，單擊結(jié)點前的“”，顯示該結(jié)點的下一層結(jié)點，單擊結(jié)點的“ ”，返回到該結(jié)點。結(jié)點后的文本是對該結(jié)點的說明。,圖2-5,例如，圖2-5所示特征樹的根結(jié)點是Part1，它以 下有xy、yz、zx三個基準平面和PartBody四個結(jié)點 。結(jié)點是一個三維形體。它的下一層有，4個Pad和 3個pocket，共7個結(jié)點。

18、說 明它是經(jīng)過4次Pad（填加） 和3次pocket（挖切）形成 的,2.6.2特征樹的操作 1. 顯示或隱藏特征樹 通過功能鍵F3可以顯示或隱藏特征樹。 2. 移動特征樹 將光標指向特征樹結(jié)點的連線，按住鼠標左鍵，即可拖動特征樹到指定位置。 3. 縮放特征樹 將光標指向特征樹結(jié)點的連線，按住Ctrl鍵和鼠標左鍵，特征樹將隨著鼠標的移動而改變大小。 4. 只顯示PartBody（形體）的第一層結(jié)點 選擇菜單【View】【Tree Expansion】【Expond First Level】，將只顯示PartBody（形體）的第一層結(jié)點，見圖2-5。,5. 顯示PartBody（形體）的前兩層結(jié)

19、點 選擇菜單【View】【Tree Expansion】【Expond Second Level】，將顯示PartBody（形體）的前兩層結(jié)點。 6. 不顯示PartBody（形體）的下一層結(jié)點 選擇菜單【View】【Tree Expansion】【Collapse All】，將不顯示PartBody（形體）的下一層結(jié)點。 7. 展開或關(guān)閉指定結(jié)點的下一層結(jié)點 單擊結(jié)點前的符號“”，將顯示該結(jié)點的下一層結(jié)點，單擊該結(jié)點的符號“ ”，將關(guān)閉該結(jié)點的下一層結(jié)點。,2.7選擇操作 CATIA選擇提供了【Select】 工具欄所示的5種選擇方法。 1. 單點選擇 單擊該圖標，用光標指向要選擇的對象、或

20、特征樹的結(jié)點，光標改變?yōu)槭值男螤?，待選擇的對象呈紅色顯示，單擊鼠標左鍵即可。 2. 在矩形窗口內(nèi) 單擊該圖標，將光標移至合適的位置，按住鼠標左鍵，移動光標至另一位置，松開鼠標左鍵，這兩個位置形成一個矩形窗口，整體在矩形窗口內(nèi)的對象呈紅色顯示。它們即為選到的對象。,3.與矩形窗口交 選擇過程同2，除了整體在矩形窗口內(nèi)的對象被選中外，與矩形窗口接觸的對象也被選中。 4.在多邊形窗口內(nèi) 整體在多邊形窗口內(nèi)的對象被選中。多邊形是用鼠標左鍵拾取的點確定的，雙擊鼠標左鍵，確定多邊形的最后一個點。 5.與波浪線相交 按住鼠標左鍵，移動光標繪制波浪線，松開鼠標左鍵，與波浪線相交的對象呈紅色顯示，它們即為選到的

21、對象。 按住Ctrl鍵，可連續(xù)多次選擇。,2.8 查找操作 選擇菜單【Edit】【Seartch 】或者選用 Ctrl + F快捷鍵，將彈出圖2-7所示【Search】對話框。輸入要查找對象的名字、類 型、顏色、線型、圖 層、線寬、可見性等 某些屬性，即可找到 這些對象。單擊OK按 鈕，即可選到這些對 象。,2.9取消與恢復(fù) 1. 取消操作 選擇菜單【View】【Undo】、單擊圖標或按Ctrl+Z，將取消最近一次的操作。 2. 恢復(fù)操作 選擇菜單【View】【Repeat】、單擊圖標 或按Ctrl+Y，將恢復(fù)取消的操作。,2.10得到幫助 1.簡單的了解指定圖標的功能 單擊該圖標，或按Shi

22、ft + F1鍵，光標的形狀顯示為“”，將其移至待了解的圖標，單擊鼠標左鍵，即可簡單的了解指定圖標的功能。 例如，單擊該圖標，將 光標移至圖標 ， 單擊鼠標左鍵，得到圖2-8 所示的簡短的幫助信息。 2. 瀏覽CATIA的所有功能 選擇菜單【Help】【CATIA V5 Help】或按F1鍵，將顯示圖2-9所示的IE瀏覽器，通過該瀏覽器，詳細地了解CATIA的每個模塊、工具欄、圖標的功能和使用方法,圖2-8,圖2-11,2.11顯示控制 通過【View】工具欄 和圖2-11所示【View】菜單調(diào)用CATIA的顯示功能。,鳥瞰結(jié)構(gòu)樹 鳥瞰幾何對象 顯示全部 顯示窗口 縮放顯示 掃視 旋轉(zhuǎn) 修改

23、命名視圖 渲染式樣 導(dǎo)航模式,【View】工具欄,2.11.1鳥瞰 1. 鳥瞰特征樹 選擇菜單【View】【Specifications Overview】或快捷鍵Shift + F2，在作圖區(qū)將增加圖2-12所示鳥瞰特征樹的窗口。鳥瞰特征樹窗口盡可能大地顯示了完整的特征樹。內(nèi)部的矩形窗口對應(yīng)著作圖區(qū)的顯示范圍。用鼠標拖動矩形窗口的左下或右上角，矩形窗口變小或變大，作圖區(qū)的特征樹隨著變大或變小，按住鼠標左鍵拖動矩形窗口的位置，特征樹的顯示范圍隨著做同樣的改變。,圖2-12,2. 鳥瞰幾何對象 選擇菜單【View】【Geometry Overview】，在作圖區(qū)將增加圖2-13所示鳥瞰幾何對象的

24、窗口。鳥瞰幾何對象窗口的作用和操作與鳥瞰特征樹類似。,2.11.2縮放顯示 1. 最佳顯示 單擊該圖標或選擇菜單【View】【Fit All In】，全部圖形對象按最佳比例顯示。 2. 放大顯示 單擊一次該圖標，顯示比例約放大1.4倍。 3. 縮小顯示 單擊一次該圖標，顯示比例約縮小1.4倍。 4. 縮放顯示 選擇菜單【View】【Zoom In Out】，按住鼠標左鍵，向外移動光標，放大顯示，向內(nèi)移動光標，縮小顯示。 5. 窗口放大顯示 選擇菜單【View】【Zoom Area】，在P1點按住鼠標左鍵，移動光標到P2點，松開鼠標左鍵，以P1、P2為對角點的矩形區(qū)域盡可能大地被顯示。,2.11

25、.3改變觀察位置 單擊圖標或選擇菜單【View】【Pan】，按住鼠標左鍵，觀察位置隨著鼠標的移動做同樣的平移。 2.11.4改變觀察方向 1從任意方向觀察形體 單擊圖標 或選擇菜單【View】 【Rotate】，按住鼠標左鍵， 出現(xiàn)一個和一個虛線的圓，見 圖2-14。表示人眼的位置，圓 心位于坐標系的原點，與圓心 連線即為觀察方向。在圓內(nèi)表 示從前向后觀察，在圓外表示 從后向前觀察。圖形對象隨著鼠標沿弧線的移動而旋轉(zhuǎn)。,圖2-14,2. 沿基準平面法線的方向觀察形體 單擊圖標，選擇基準平面，例如從特征樹上選擇xy平面。圖2-15所示依次是沿xy平面、yz平面、zx平面的法線方向觀察形體的結(jié)果。

26、,圖2-15,xy平面,yz平面,zx平面,2.11.5選擇標準的觀察方向 在標準方向觀察形體通常稱為視圖，從前向后觀察，得到主(front)視圖，從左向右觀察，得到左(left)視圖，從右向左觀察，得到右(right)視圖，從上向下觀察，得到俯(top)視圖，從下向上觀察，得到仰(bottom)視圖，從后向前觀察，得到后(back)視圖。 通過 【View】工具欄圖標 的【Quick view】子工具欄或者選擇菜單【View】【Named Views 】，通過隨后彈出的圖2-16所示有關(guān)命名視圖的【Named Views】對話框確定標準的觀察方向。,【View】工具欄圖標 的【Quick v

27、iew】子工具欄,圖2-16【Named Views】對話框,iso front left right top bottom back 圖2-17,2.11.6選擇顯示模式 通過【View】工具欄圖標 的【View mode】子工具欄或者選擇菜單【View】【Render Style】可以確定以下顯示模式： （1）形體用三維線框表示。 （2）邊或輪廓線用前景色， 表面用背景色，不顯示被表 面遮擋的邊或輪廓線。 （3）用前景色濃淡著色顯示形體的表面。,（4）除了用前景色濃淡著色顯 示形體的表面之外，還用背景色 顯示形體的邊或輪廓線。 （5） 除了用前景色濃淡著色 顯示形體的表面之外，還用背 景色

28、顯示形體所有的邊或輪廓 線。 （6）將材質(zhì)信息附著到形體的 表面上。,2.11.7設(shè)置三維形體的投影模式 三維形體可以選用平行投影圖或透視圖投影模式。 1.平行投影模式 選擇菜單【View】【Render Style】【Parallel】，即可 切換到軸測圖投影模式。 2. 透視投影模式 選擇菜單【View】【Render Style】【Perspctive】，即可 切換到透視圖投影模式。,2.12 修改幾何對象的圖形特性 圖形特性是指幾何對象的顏色、透明度、線寬、線型、圖層這樣的一些屬性。 2.12.1 通過圖形特性工具欄修改幾何對象的圖形特性 首先選擇要修改圖形特性的幾何對象，通過下列圖標

29、選擇新的圖形特性，然后用鼠標左單擊作圖區(qū)的空白處即可。,1.修改幾何對象顏色 單擊該圖標，從彈出列表中選取一種顏色即可。 2.修改幾何對象的透明度 單擊該圖標，從彈出列表中選取一個透明度比例即可，100%表示不透明。 3.修改幾何對象的線寬 單擊該圖標，從彈出列表中選取一種線寬即可。 4.修改幾何對象的線型 單擊該圖標，從彈出列表中選取一種線型即可。 5.修改點的式樣 單擊該圖標，從彈出列表中選一個點的式樣,6.修改幾何對象的圖層 單擊該圖標，從彈出列表中選一個圖層的名字。如果列表內(nèi)沒有合適的圖層名，單擊該列表的【Other Layers】項，通過隨后彈出的圖2-23所示有關(guān)命名圖層的【Nam

30、ed Layers】對話框建立新的圖層即可。,2.12.2 通過上下文相關(guān)菜單修改幾何對象的特性 光標指向待修改 的幾何對象，單擊鼠標 右鍵，在上下文相關(guān)菜 單選Properties，彈出 圖2-24所示有關(guān)特性的 【Properties】對話框， 輸入新的圖形特性，單 擊OK按鈕即可。,圖2-24,2.12.3. 用特性刷修改幾何對象的特性 單擊圖標 ，選取待修改的幾何對象，再選取樣板對象，待修改幾何對象的特性將改變?yōu)榕c樣板對象的特性一致。 例如，單擊圖標 ，選取一個圓，再選取一條直線。假定直線的顏色為條紅色、寬度為0.35mm、線型為虛線，那么先選取圓的顏色將改變?yōu)榧t色、線寬將改變?yōu)?.3

31、5mm、線型將改變?yōu)樘摼€。后選取的這條直線即為樣板對象。,2.13測量 1 測量兩個對象之間的距離或角度 單擊圖標，有關(guān)測量的【Measure Between】對話框。該對話框分為“Definition”和“Results” 兩個欄。,“Definition” 欄的左上角的4個圖像按鈕確定測量的類型。 ：測量兩個對象之間的距離。 ：連續(xù)測量下一個對象和當前對象之間的距 離。 ：連續(xù)測量所選對象和第一個被選對象之間 的距離。 ：測量單個的對象。,有以下三種計算模式： Extrat eles approximate：精確計算，如果得不到精確的結(jié)果可用近似值。 Extrat：精確計算。 Approx

32、imate：用近似值。 通過“Slection 1 mode”和“Slection 2 mode”的下拉列表確定測量的模式是Any geometry（任意幾何對象）、Point on geometry （幾何對象上的點）、Point only（單獨的點），還是其它種類的幾何對象。,“Results”欄顯示了測量結(jié)果。 單擊Customize 按鈕，將彈出所示定制測量兩個對象之間項目的【Measure Between Customization】對話框。打開或關(guān)閉該對話框測量項目的切換開關(guān)，將顯示或隱藏【Measure Between】對話框Results欄相應(yīng)的項目。,例如，測量圖2-27所示

33、直線和圓之間的距離。 單擊按鈕 ，在對話框上單擊按鈕 ，首先選取直線，然后選取圓，于是在對話框的Results欄顯示了Minimum distance（最小距離）為70mm。若打開Keep Measure切換開關(guān)，將標注測量結(jié)果，見圖。,習(xí) 題 2.1填空 （1）按住鼠標中鍵，移動鼠標，改變了圖形對象的。 實際位置 B.顯示位置 C. 實際大小 D.顯示比例 （2）按住鼠標中鍵，單擊鼠標左鍵，向外移動鼠標，改變了圖形對象的。 A.實際位置 B.顯示位置 C.實際大小 D.顯示比例 （3）同時按住鼠標中鍵和左鍵，移動鼠標，改變了圖形對象的。 A.實際位置 B.實際大小 C.觀察方向 D.顯示比例

34、,（4）通過羅盤改變了圖形對象的實際位置，改變了圖形對象的顯示位置，用戶的觀察方向，旋轉(zhuǎn)圖形對象。 A.可以、可以、可以、可以 B.不能、可以、可以、不能 C.可以、不能、不能、可以 D.可以、可以、可以、不能 2.2怎樣操作可以一次選取多個圖形對象？怎樣才能連續(xù)進行選擇操作？如何選擇被隱藏的圖形對象？ 2.3單擊圖標 ，按住鼠標左鍵并移動鼠標，是改變了圖形對象的實際位置，還是改變了圖形對象的顯示位置？,2.4單擊圖標 ，按住鼠標左鍵，圖形對象隨著鼠標的移動而繞旋轉(zhuǎn)。是改變了用戶的觀察方向，還是轉(zhuǎn)動了圖形對象本身？ 2.6分別回答下列圖標所代表的觀察方向 。 2.7如何設(shè)置三維形體的軸測投影和

35、透視投影模式。,第3章草圖設(shè)計,3.1 概述 3.2 進入和退出草圖設(shè)計的環(huán)境 3.3 繪制圖形 3.4 圖形編輯 3.5 約束控制 習(xí)題,3.1概述 三維模型是由一些特征構(gòu)成的。象長方體、圓柱體這樣簡單的形體只需一個特征，復(fù)雜的形體需要多個特征。 在創(chuàng)建復(fù)雜形體的過程中，有時將特征疊加到當前形體，有時從當前形體中減去一些特征。例如圖3-1（a）所示形體是圓柱特征加上六棱柱特征之后得到的結(jié)果，圖3-1（b）所示形體是從底版特征減去三個圓柱特征之后得到的結(jié)果。 無論是用于“加”還是用于“減”的特征都可以看作是輪廓線通過拉伸、旋轉(zhuǎn)等運動創(chuàng)建的。 草圖設(shè)計的目的就是創(chuàng)建生成特征的輪廓線。,例如圖3-

36、1（a）所示的兩個特征分別是用圓和正六邊形的輪廓線通過拉伸得到的。,（a）,（b）,圖3-1,3.2進入和退出草圖設(shè)計的環(huán)境 草圖設(shè)計通過Sketcher模塊實現(xiàn)。 1. 從零件設(shè)計環(huán)境進入草圖設(shè)計的環(huán)境 （1）選擇菜單【Start】【Mechanical Design】【Part Design】,進入零件設(shè)計的環(huán)境。如果已經(jīng)進入了零件設(shè)計環(huán)境，則不需這一步。 （2）選取繪圖平面，繪圖平面可以是坐標平面、基準面或形體的平表面，例如選取特征樹的xy坐標平面。 （3）單擊圖標 ，即可進入圖3-2所示的草圖設(shè)計的環(huán)境。,2. 從Start菜單進入草圖設(shè)計的環(huán)境 （1）選擇菜單【Start】【Mech

37、anical Design】【Sketcher】,首先進入零件設(shè)計的環(huán)境。 （2）選取繪圖平面，單擊圖標 ，進入圖3-2所示的草圖設(shè)計的環(huán)境。 3.從草圖設(shè)計環(huán)境返回零件設(shè)計的環(huán)境 單擊圖標 ，即可返回到零件設(shè)計的環(huán)境。 可以隨時從零件設(shè)計環(huán)境進入草圖設(shè)計的環(huán)境。,圖3-2 草圖設(shè)計的環(huán)境,3.3繪制圖形 選取菜單【Insert】【Profile】即可顯示圖3-3所示有關(guān)繪制圖形的菜單，從中選取繪制圖形的菜單項，或者單擊圖3-4所示【Profile】工具欄的圖標，即可繪制所選的圖形。,輪廓 預(yù)定義的圖形 圓和圓弧 圓錐曲線 樣條曲線 直線 軸線 點,輪廓 預(yù)定義的圖形 圓和圓弧 樣條曲線 圓錐

38、曲線 直線 軸線 點,圖3-3 有關(guān)繪制圖形的菜單,圖3-4 【Profile】工具欄的圖標,3.3.1繪制輪廓線 繪制由若干直線段和圓弧段組成的輪廓線。單擊圖標，提示區(qū)出現(xiàn)“Click or select start point of the profile”的提示，【Sketch tools】工具欄顯示為圖3-5所示的狀態(tài)。,【Sketch tools】工具欄的右端增加了直線段、沿前一段相切的方向繪制圓弧段和3點繪制圓弧段3個圖標。當前線段的種類橙色顯示。圖標的右方是起點的“H”和“V”文本編輯框。,圖3-5,1確定輪廓線的起點 移動鼠標，在【Sketch tools】工具欄顯示了光標的當

39、前位置，單擊鼠標左鍵，即輸入了該輪廓線的起點，也可通過工具欄的“H”和 “V”文本編輯框鍵入起點的坐標?！維ketch tools】工具欄也隨之改變?yōu)閳D3-6所示繪制直線段的狀態(tài)。 圖3-6 2.確定輪廓線直線段的端點或繪制圓弧段 此時除了可以用光標或x、y的坐標方式確定直線段的端點外，還可通過工具欄的“L”和“A”編輯框鍵入直線段的長度和角度確定直線段的端點。,每段線開始都是繪制直線狀態(tài)，如果單擊圖標 或 ，將改變?yōu)槔L制圓弧段。Tools工具欄也隨之改變?yōu)閳D3-7所示繪制圓弧段的狀態(tài)。單擊圖標 ，將繪制由三個點確定的圓弧，因此還需要輸入兩個點，在【Sketch tools】工具欄上依次出現(xiàn)“

40、Second Point”和“End Point”的提示；單擊圖標 ，繪制的圓弧與前一段直線或圓弧相切，因此只需要輸入一個點。,圖3-7,如果在繪制圓弧時改變?yōu)槔L制直線，可單擊圖標 。 如果按下鼠標左鍵從輪廓線的最后一點拖動一個矩形，將得到一個圓弧，該圓弧與前一段線相切，端點在矩形的對角點上。 繪制輪廓線的段數(shù)沒有限制，若再次單擊圖標 或者雙擊鼠標左鍵，將結(jié)束繪制輪廓線；若首尾兩點重合，將自動結(jié)束繪制輪廓線。,3.3.2 繪制簡單圖形 單擊圖標 ，將彈出含有下列簡單圖形的工具欄。 1. 繪制水平方向的矩形 單擊圖標 ，提示區(qū)出現(xiàn)“Select or click the first point

41、to create a rectangle”的提示，【Sketch tools】工具欄擴展為圖3-8所示的狀態(tài)。,圖3-8,（1）兩對角點確定矩形 輸入一個點之后，【Sketch tools】工具欄也隨之改變?yōu)閳D3-8所示確定矩形第二個角點的狀態(tài)。再輸入一個不在同一水平或垂直線上的點，即可得到該矩形。 （2）一個點、矩形的寬度和高度確定矩形 輸入一個點之后，在圖3-9所示工具欄的“Width”和“Height”編輯框分別鍵入矩形的寬度和高度，即可得到該矩形。寬度和高度的數(shù)值可以是負數(shù)，表示沿坐標軸的反方向。,圖3-8,2.繪制任意方向的矩形 單擊該圖標，提示區(qū)出現(xiàn)“Select or clic

42、k the first point to create a rectangle”的提示，【Sketch tools】工具欄擴展為圖3-10所示的狀態(tài)。 （1）三點確定任意方向的矩形 第一點P1確定了矩形的位置，第二點P2與第一點P1確定了矩形的寬度和角度，第三點P3與第二點P2確定了矩形的高度，見圖3-11（a）。,圖3-10,（2）一點、寬度、角度和高度確定任意方向的矩形 如果輸入了矩形的一個點P1、寬度W和角度，還需輸入矩形的高度Height或矩形的對角點P2見圖3-11（b）。,(a) (b) 圖3-11 繪制任意方向的矩形,3. 繪制平行四邊形 單擊該圖標，提示區(qū)出現(xiàn)“Click or

43、 select a point to define the first side”的提示，【Sketch tools】工具欄的狀態(tài)與圖3-10相同。 （1）三點確定平行四邊形 第一點P1確定了平行四邊形的位置，第二點P2與第一點P1確定了平行四邊形的底邊，第三點P3確定了平行四邊形的另一條邊，見圖3-12（a）。 （2）一點、寬度、角度和另一點確定平行四邊形 如果輸入了平行四邊形的一個點P1、寬度W和角度A，只是確定了平行四邊形的底邊，還需輸入與P1對角的另一點，才能確定這個平行四邊形。,（3）一點、寬度、角度、另一邊角度和平行四邊形的高度確定平行四邊形 輸入了平行四邊形的一個點P1、寬度W和

44、角度A，確定了平行四邊形的底邊，再輸入另一邊角度Angle和平行四邊形的高度Height，就確定了這個平行四邊形，見圖3-12（b）。,(a) (b) 圖3-12繪制平行四邊形,4.繪制長圓形 單擊該圖標，提示區(qū)出現(xiàn)“Define the center to distance”的提示，【Sketch tools】工具欄擴展為圖3-13的狀態(tài)。 （1）圓弧半徑、一點、兩圓心連線的長度和角度確定長圓形 如果輸入了長圓形的圓弧半徑R、第一個圓心P、兩圓心連線的長度L和角度A，即可得到一個長圓形，見圖3-14（a）。,圖3-13,（2）三點確定長圓形 第一點P1確定了長圓形的第一個圓心，第二點P2確定

45、了長圓形的第二個圓心，輪廓線通過第三點P3，見圖3-14（b）。,(a) (b) 圖3-14繪制長圓形,5.繪制彎曲的長圓形 該圖形的特點是兩個小圓弧的圓心在一個大圓弧上。單擊圖標 ，提示區(qū)出現(xiàn)“Define the center to distance”的提示，【Sketch tools】工具欄擴展為圖3-15的狀態(tài)。,圖3-15繪制彎曲的長圓形時的【Sketch tools】工具欄,（1）小圓弧的半徑和大圓弧的圓心、半徑、起始角、包含角確定彎曲的長圓形 如果輸入了小圓弧的半徑Radius和大圓弧的圓心P、半徑R、起始角A、包含角S，即可得到一個長圓形，見圖3-16（a）。,（2）四點確定彎

46、曲的長圓形 第一點P1確定了長圓形大圓弧的圓心，第二點P2確定了大圓弧上的一個小圓弧的圓心，第三點P3確定了大圓弧上另一個小圓弧的圓心，輪廓線通過第四點P4，見圖3-16（b）。,(a) (b) 圖3-16繪制彎曲的長圓形,6.繪制鑰匙孔 單擊該圖標，提示區(qū)出現(xiàn)“Select or click to define the hexagon”的提示，輸入正六邊形的中心，【Sketch tools】工具欄顯示為圖3-17的狀態(tài)。,圖3-17繪制鑰匙孔時的【Sketch tools】工具欄,鑰匙孔有大、小兩個圓弧。輸入第一個點P1，該點是鑰匙孔大圓弧的中心；輸入第二個點P2，該點是鑰匙孔小圓弧的中心；

47、輸入第三個點P3，若P3點在P1或P2點的外側(cè)，P3點與P2點或P3點的,距離即為鑰匙孔小圓弧的半徑，否則，P3點到P1、P2點連線的距離為鑰匙孔小圓弧的半徑，見圖3-18(a)；輸入第四個點P4，P4點到P1點的距離即為鑰匙孔大圓弧的半徑，見圖3-18(b)所示的鑰匙孔。,(a) (b) 圖3-18繪制鑰匙孔,7.繪制正六邊形 單擊該圖標，提示區(qū)出現(xiàn)“Select or click to define the hexagon”的提示，輸入正六邊形的中心，【Sketch tools】工具欄顯示為圖3-19的狀態(tài)。 圖3-19輸入正六邊形的中心之后的【Sketch tools】工具欄 輸入一個點

48、P1，該點是正六邊形的中心，再輸入一個點P2，該點是正六邊形某條邊的中點，即可得到圖3-20(a)所示的正六邊形；或者鍵入正六邊形對邊的距離Dimension和角度Angle，即可確定圖3-20(b)所示的正六邊形。,(a) (b) 圖3-20繪制正六邊形,3.3.3繪制圓和圓弧 單擊圖標 ，將彈出含有下列一些方式繪制圓和圓弧的工具欄。 1.圓心、半徑方式繪制圓 輸入兩個點，第一個點為圓心，兩點連線為半徑，或者輸入圓心和半徑都可得到一個圓。 2.三點方式繪制圓 輸入不在同一直線上的三個點即可得到一個圓。 3.以對話框的方式繪制圓 單擊該圖標，將彈出圖3-21所示【Circle Definiti

49、on】對話框，按直角(Cartesian)坐標或極坐標(Polar)方式填寫圓心的坐標和半徑，即可得到一個圓。,圖3-21 圖3-22 4.繪制與三個對象相切的圓 單擊該圖標，選取三條直線、圓或圓弧，即可得到與被選對象相切的圓，見圖3-22所示的大圓。,5.三點方式繪制圓弧 輸入不在同一直線上的三個點，第一點為圓弧的起點，第二點為圓弧上點，第三點為圓弧的端點。 6.起點、端點、第三點方式繪制圓弧 與三點方式不同的是最后一個點為圓弧上點，也可以輸入半徑，但需要輸入最后一個點確定圓弧在前兩個點在圓弧的哪一側(cè)。 7.圓心、半徑、起始角、包含角方式繪制圓弧 單擊該圖標，【Sketch tools】工具

50、欄顯示為圖3-23所示的狀態(tài)。 圖3-23 圓心、半徑方式繪制圓弧的【Sketch tools】工具欄,（1）圓心、半徑、起始角（A）、包含角（S）方式繪制圓弧 輸入圓弧的圓心、半徑、起始角、包含角即可得到圖3-24（a）所示的圓弧。 （2）三點確定起始角、包含角方式的圓弧 第一點P1為圓弧的圓心，第二點P2為圓弧的起點，也是圓弧的起始角，第三點P3為圓弧的終點，見圖3-24（b）。 （a） (b) 圖3-24圓心、半徑、起始角、包含角方式繪制圓弧,3.3.4樣條曲線和圓弧連接 單擊圖標 ，將彈出含有繪制樣條曲線和圓弧連接的工具欄： 。 1.繪制樣條曲線 單擊該圖標，提示區(qū)出現(xiàn)“Select

51、or click the first control point of the spline”的提示，依次輸入控制點P1P7,即可得到圖3-25所示樣條曲線。,圖3-25繪制樣條曲線,2.圓弧連接 用圓弧連接兩個圖形元素,并與之相切。圖形元素可以是直線、圓弧或圓。圓弧半徑的大小與選擇點有關(guān)。圖3-26上一行是單擊圖標 后所選的兩個對象，下面是圓弧連接后的結(jié)果。,圖3-26圓弧連接,3.3.5繪制二次曲線 單擊圖標 ，將彈出含有繪制下列二次曲線的工具欄： 。 1.繪制橢圓 單擊該圖標，提示區(qū)出現(xiàn)“Click to define the ellipse center”的提示，【Sketch too

52、ls】工具欄顯示為圖3-27所示的狀態(tài)。,圖3-27開始繪制橢圓時的【Sketch tools】工具欄,（1）輸入橢圓的中心、主、次軸半徑和旋轉(zhuǎn)角 輸入的中心P、主(Major)、次(Minor)軸半徑的長度和旋轉(zhuǎn)角A，即可得到圖3-28(a)所示的橢圓。 （2）三點確定橢圓 第一點P1確定了橢圓的中心，第二點P2確定了橢圓主軸的一個端點，第三點P3確定了橢圓的形狀，見圖3-28（b）。,(a) (b) 圖3-28繪制橢圓,2.繪制拋物線 單擊該圖標，提示區(qū)出現(xiàn)“Select a point or click to locate the focus”的提示。 依次輸入拋物線的焦點P1、頂點P2

53、、起始點P3和終止點P4，即可得到圖3-29所示的拋物線。,圖3-29繪制拋物線,3.繪制雙曲線 單擊該圖標，提示區(qū)出現(xiàn)“Select a point or click to locate the focus”的提示，依次輸入雙曲線的焦點P1、中心P2、頂點P3、起始點P4和終止點P5，即可得到圖3-30所示的雙曲線。,圖3-30繪制雙曲線,4.創(chuàng)建二次曲線 單擊該圖標，提示區(qū)出現(xiàn)“Select a point or click to locate the first end point”的提示，依次輸入二次曲線的第一個端點P1、第二個端點P2、曲線上的點P3、P4和P5，即可得到圖3-31所

54、示的二次曲線。,圖3-31創(chuàng)建二次曲線,3.3.6繪制直線 單擊圖標 ，將彈出含有繪制一些直線的工具欄： 。 1.繪制直線段 單擊圖標 ，提示區(qū)出現(xiàn)“Select a point or click to locate the first end point”的提示，【Sketch tools】工具欄顯示為圖3-32所示的狀態(tài)。,圖3-32 開始繪制直線時的【Sketch tools】工具欄,（1）起點、長度和角度確定直線 輸入直線起點P1或它的水平H和垂直V位置、長度L、角度A，即可得到圖3-33（a）所示的直線。 （2）兩點確定直線 輸入直線的起點P1和終點P2得到圖3-33（b）所示的直線

55、。 （3）繪制兩倍長度的直線 單擊圖標 ，起點P1將作為當前直線的中點，得到兩倍長度的直線，見圖3-33（c）。,(a) (b) (c) 圖3-33繪制直線段,2.繪制無限長的直線 單擊該圖標，【Sketch tools】工具欄顯示為圖3-34所示的狀態(tài)。 （1）兩點確定無限長的直線 單擊圖標 ，再輸入兩個點，即可得到通過這兩個點的無限長直線。 （2）繪制指定方向的無限長直線 單擊圖標 ，在角度A編輯框輸入指定的角度，即可得到通過指定點的無限長直線。,圖3-34繪制無限長直線的【Sketch tools】工具欄,（3）繪制水平方向的無限長直線 單擊圖標 ，將得到通過指定點的水平方向的無限長直線

56、。 （4）繪制鉛垂方向的無限長直線 單擊圖標 ，將得到通過指定點的鉛垂方向的無限長直線。 3.繪制與兩個圓或圓弧相切的直線 單擊圖標 ，選擇兩個圓或圓弧，即可得到與圓或圓弧相切的直線。切點將作為所得直線的端點。 切點與選擇位置有關(guān)。如果選擇了直線，直線上與選擇最近的點將作為所得直線的端點。 4.繪制無限長的角平分線 單擊圖標 ，選擇兩條直線，即可得到兩條直線的無限長的角平分線。,3.3.7繪制軸線 單擊圖標 ，輸入軸線的起點P1和終點P2，或者輸入軸線的起點、長度和角度即可確定一條軸線。 3.3.8繪制點 單擊圖標 ，將彈出含有繪制下列二次曲線的工具欄 。 1.繪制一個點 單擊該圖標，用光標指

57、定一個位置，或者在【Sketch tools】工具欄輸入點的坐標即可繪制一個點。 2.以對話框方式繪制一個點 單擊該圖標，在隨后彈出的“Point Definition”對話框內(nèi)輸入點的坐標即可繪制一個點。,3.創(chuàng)建等分點 單擊該圖標，選取待添加點的直線或曲線，在隨后彈出的圖3-35所示【Equidistant Point Definition】對話框的“New Points”框輸入點的數(shù)量，即可添加指定數(shù)量的分布均勻的一些點（不包括直線或圓弧的端點）。,圖3-35 【Equidistant Point Definition】對話框,4.創(chuàng)建交點 在指定的一個圖形對象與另一些圖形對象（包括它們

58、的延長線）的相交處創(chuàng)建點。單擊該圖標，首先選取一些圖形對象，然后再指定與這些圖形對象相交的一個圖形對象，即可得到它們的交點。 例如，單擊該圖標，首先選取圖3-36(a)所示的直線和圓弧，然后指定橢圓為與相交的圖形對象，即可創(chuàng)建了9個交點，見3-36(b)。,圖3-36創(chuàng)建交點,5.將所選的一些點投影到指定的圖形對象上 被投影的點除了用圖標 創(chuàng)建的點之外，還包括直線的端點、圓和橢圓的圓心、圓弧的圓心和端點、樣條曲線的控制點。點可以投影到指定的直線或曲線上。 例如，單擊圖標 ，首先選取圖3-37所示的除了水平直線之外的所有圖形對象，然后指定將這些對象中的點投影到水平直線上，于是在水平直線上創(chuàng)建了9個點的投影。,圖3-37將點投影到水平直線上,3.4圖形編輯 選取菜單【Insert】【Operation】即可顯示圖3-38所示有關(guān)圖形編輯的菜單，從中選取編輯或修改圖形的菜單項，或者單擊圖3-39所示有關(guān)圖形編輯的【Operation】工具欄的圖像圖標，即可繪