CATIAV5创成式外形设计.ppt
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1、第7章 创成式外形设计,7.1 概述 7.2 生成线框元素的工具 7.3 生成曲面 7.4 曲面编辑和修改 7.5 曲线、曲面分析功能简介 7.6 曲线曲面设计工具和混合设计,7.1 概述 CATIA机械设计配置MD2中包括线框和曲面模块WFS (Wireframe and Surface),混合设计配置HD2 (Hybrid Design)中除包括WFS模块外,还包括创成式外形设计模块GSD(Generative Shape Design)。两个模块均提供了完备的曲线和曲面生成、修改和分析工具。与WFS模块相比,GSD增加了曲面倒圆角以及曲面拔模角、曲率分析工具,并且在某些功能上有所加强。,
2、择择菜单【Start】【Shape】【General Shape Design】,进入外形设计模块;或者择择菜单【Start】【Mechanical DesignShape】【Wireframe and Surface】,进入线框和曲面模块;也可以从图7-1所示Workbench中选择Wireframe and Surface或 General Shape Design图标, 进入线框和曲面或外形设计 模块。两模块产生的文件后 缀是“.CATPart”。 图7-1,7.2 生成线框元素的工具 图7-2所示为生成线框元素工具的【Wireframe】及其下级工具栏。 图7-2【Wireframe】
3、及其下级工具栏,7.2.1 生成点 该图标的功能是生成点。可以通过输入点的坐标、在曲线、平面或曲面上取点、获取圆心点、与曲线相切的点以及两点之间据距比例系数等方式生成点。 单击该图标,弹出如图7-3所 示定义点的对话框。通过Point type 下拉列表可以选择生成点的方法。 图7-3生成点的对话框,1. 通过坐标确定点 选择图7-3所示对话框Point type域的Coordinates项,对话框改变为图7-4的形式。分别在对话框的X、Y、Z域输入相对于参考点(Reference Point)的X、Y、Z坐标值,单击OK按钮,即可得到该点。 参考点可以是坐标原点 或已有对象的点,默认的参 考
4、点是坐标原点。 图7-4 通过坐标确定点的对话,2. 在曲线上取点 选择图7-3所示对话框Point type域的On curve项,对话框改变为图7-5的形式。 该对话框各项的含义如下: 图7-5在曲线上取点的对话框,(1)Curve: 单击该域,选择曲线。 (2)Distance on curve:若该按钮为开,根据距离确定点。 (3)Ratio of curve length 若该按钮为开,根据长度比例系数确定点。 (4)Length /Ratio:若根据距离方式取点,该项为长度,若据距长度比例系数取点,该项为系数。 (5)Geodesic:若该按钮为开,距离为曲线距离(弧长)。 (6)
5、Euclidean:若该按钮为开,距离为直线距离。 (7)Nearest extremity:单击该按钮,距离参考点最近的那个端点为生成的点。 (8)Middle point:单击该按钮,曲线的中点为生成的点。 (9)Reference Point:单击该域,输入距离的参考点,默认的参考点是曲线的端点。 (10)Reverse Direction:单击该按钮,另一个端点为参考点 (11)Repeat object after OK:若该按钮为开,可以在此命令结束后多次重复生成点的命令。重复的次数在弹出的对话框中输入,参数作相应调整。 例如在Length域输入30,单击Apply按钮,结果见图7
6、-5。,3在平面上取点 选择图7-3所示对话框Point type域的On plane项,对话框改变为图7-6的形式。 分别在对话框的Plane、H、V、Reference Point域输入平面、H、V坐标值 以及参考点,单击OK 按钮,即可得到该点, 也可以直接用鼠标在 平面上取点。参考点 可以是平面上的任意 点,默认的参考点是 坐标原点。 图7-6 在平面上取点的对话框,4 . 在曲面上取点 选择图7-3所示对话框Point type域的On surface项,对话框改变为图7-7的形式。 图7-7在曲面上曲点的对话框 分别在对话框的Surface、Direction、Distance、R
7、eference Point域输入曲面、方向、距离值以及参考点,单击OK按钮,即可得到该点,也可以直接用鼠标在曲面上取点。参考点可以是曲面上的任意点,默认的参考点是曲面中心。,5. 生成圆心点 选择图7-3所示对话框Point type域的Circle center项,对话框改变为图7-8的形式。在对话框的Circle域输入圆或圆弧,单击OK按钮,即可得到该园或圆弧的圆心点。 图7-8 生成点对话框-Circle center选项,6生成给定切线方向的曲线上的切点 选择图7-3所示对话框Point type域的Tangent on curve项,对话框改变为图7-9的形式。在对话框的Circl
8、e、Direction域输入曲线和方向,单击OK按钮,即可得到给定切线方向的该曲线上的切点。 图7-9 生成给定方向的曲线切点的对话框,7据距比例系数生成两点(连线)之间的一个点 选择图7-3所示对话框Point type域的Between项,对话框改变为图7-10的形式。在对话框的Point1、Point 2、Ratio域分别输入两个点和一个系数值,单击OK按钮,即可得到两点之间据距比例系数确定一个点。 图7-10生成两点之间一个点的对话框,8. 生成极点 按照给定的方向,根据最大或最小距离规则在曲线、曲面或形体上搜寻出极大或极小元素(点、边或表面)。 单击该图标,弹出图7-11所示对话框。
9、对话框各项的含义如下: (1)Element域:输入曲线、曲面或形体,输入元素的种类不同,需要输入方向的数量就可能不同。 (2)Direction:输入一个方向。 (3)Max:单击控制钮,在指定方向上生成最上的点或元素。 (4)Min:单击控制钮,选择了在前面输入方向上最下的点或元素。 (5)Direction2和 Direction3:曲面或形体在一个方向的极值可能是一条线,此时需要再输入一个或两个方向才能求出极值点。,例如,Element域选择了一条曲线,Direction域选择了zx平面,即y轴方向,单击Max控制按钮,则在曲线上产生沿着y轴方向极大值点,如图7-11所示。 图7-11
10、生成曲线在某方向的极大值点,又如图7-12所示,Element域选择了一个曲面,Direction域选择了zx平面,即y轴方向(竖直向上),单击Max控制按钮,则搜寻到曲面的上表面为y方向的极大值面,此时再在Direction 2域和Direction 3域选择了另外两个方向,单击Max控制按钮,则搜寻到如图7-12所示的顶点为极值点。 图7-12生成曲面在给定方向的极值点,9. 生成极坐标下的极点 在平面轮廓曲线上搜寻出相对于参考点和轴线的半径,角度极大或极小值点。单击该图标,弹出图7-13所示对话框。对话框各项的含义如下: (1)Type域:选择搜寻 的种类,可以是以下四种类型之一: Mi
11、n Radius:与参考原点距离最 近的点。 Max Radius:与参考原点距离最 远的点。 Min Angle:与参考方向角度最小 的点。 Max Angle:与参考方向角度最 大的点。 图7-13 生成曲线极值点的对话框,上述四种情况参考图7-14所示。 (2)Contour:输入平面轮廓曲线,注意曲线须闭合,不允许分叉。 (3)Support:输入平面轮廓曲线所在的基础平面。 (4)Origin:输入参考原点。 (5)Reference direction:输入参考方向。 (6)Analysis域:显示分析参数类型和结果。 图7-14 生成曲线的极坐标极值点类型,7.2.2 生成直线
12、该功能是生成直线。可以通过输入直线的端点、起点和直线方向、与给定曲线的切线成一定角度、曲线的切线、曲面的法线以及角平分线等方式生成直线。 单击该图标,弹出如图7-15所示定义直线的对话框。通过Line type下拉列表可以选择生成直线的方法。 图7-15 生成直线对话框,1通过两个点生成直线 选择图7-15所示对话框Line type域的Point-Point项,对话框改变为图7-16的形式。分别在对话框的Point1、Point2、Support、Start、End域输入两点、一个支撑平面或曲面、两个外延距离值,单击OK按钮,即可得到一个线段。支撑面可以不选,默认的支撑面是经过起始点的平面。
13、 图7-16通过两个点生成直线,对话框中各项的含义如下: (1)Point1:输入直线的起点。 (2)Point2:输入直线的终点。 (3)Support:输入支撑面(曲面或平面),生成的线是起始点连线在支撑面上的投影,如果支撑面是平面,投影为直线,如果支撑面是曲面,投影线可能是曲线。 (4)Start:输入起点的外延长值(从Point1点开始)。 (5)End:输入终点的外延长值(从Point2点开始)。 (6)Mirrored extent: 单击此按钮,则Start输入域变成灰色,其值等于End 域值。 2通过一个点、方向以及起始界限生成直线 选择图7-15所示对话框Line type域
14、的Point-Direction项,对话框改变为图7-17的形式。分别在对话框的Point、Direction、Support、Start、End域输入起始点、一个方向、一个支撑平面或曲面、两个外延距离值,单击OK按钮,即可得到一个线段。支撑面可以不选,默认的支撑面是经过起始点的平面。,对话框中各项的含义如下: (1)Point:输入直线的起点。 (2)Direction:输入直线的方向,可以选择直线或平面。 (3)Reverse Direction:单击此按钮,线段改变为相反的方向。 其余各项的含义同前。 图7-17 通过一个点、方向以及起始界限生成直线,3生成与给定曲线的切线成一定角度的直
15、线或曲线的法线 选择图7-15所示对话框Line type域的Angle/Normal to curve项,对话框改变为图7-18的形式。分别在对话框的Curve、Support、Point、Angle、Start、End域输入一条参考曲线、一个支撑平面或曲面、起始点、一个角度值、两个外延距离值,单击OK按钮即可。如果参考曲线在支撑面上,起始点在参考曲线上,则生成的直线是和参考曲线在起始点的切线成给定角度的直线,并且处于支撑面在起始点处的切平面上。 对话框中各项的含义如下: (1)Curve:输入一条曲线。 (2)Angle:输入一个角度值。 (3)Geometry on support:单击
16、此按钮,则生成的是空间直线在支撑面上的投影。,(4)Normal to Curve:单击此按钮,则生成的线是曲线的法线,即Angle值为90度。 (5)Repeat object after OK: 单击此按钮,则应用上面的输入参数(除角度Angle外)再生成多条直线,数目由弹出的对话框输入,Angle值分别等于第一个输入角度值乘以倍数。 其余各项的含义同前。 图7-18生成与给定曲线的切线成一定角度的直线或曲线的法线,4生成曲线上一点与曲线相切的直线、曲线外一点与曲线相切的直线或作两曲线的公切线。 选择图7-15所示对话框Line type域的Tangent to curve项,对话框改变为
17、图7-19的形式。对话框各项的含义如下: (1)Element 2域:选择一个对象,对象可以是点或曲线。 选择一个点 生成曲线上过该点的切线,见图7-19,或过曲线外的一点与曲线相切的直线,见图7-20。 选择另一个参考曲线 生成两曲线的公切线,见图7-21。,(2)Type:切线的类型,有两种选择: Mono-Tangent:确定了直线方向为曲线的一个切线方向,如图7-19所示。 BiTangent:经过此点作曲线的切线,必须指定Support支撑面,见图7-20。 如图7-20所示。Element 2:输入起始点,若它在上面选择的曲线上,则生成曲线在此点的切线。 (3)Next solut
18、ion:在生成的两条切线中选择一条切线。 其余各项的含义同前。,图7-19 生成曲线上一点与曲线相切的直线,图7-20生成曲线外一点与曲线相切的直线,图7-21 生成两曲线的公切线,5生成曲面某点的法线 选择图7-15所示对话框Line type域的Normal to surface项,对话框改变为图7-22的形式。对话框各项的含义同前。 分别在对话框的Surface、Point、Start、End域输入一个曲面、起始点、两个外延距离值,单击OK按钮,即可得到一个线段。 图7-22生成曲面某点的法线,6生成两相交直线的角平分线 选择图7-15所示对话框Line type域的Bisecting项
19、,对话框改变为图7-23的形式。对话框中各项的含义如下: (1)Line 1:输入一条直线。 (2)Line 2:输入另一条直线。 其余各项的含义同前。 图7-23 生成两相交直线的角平分线,7.2.3 生成平面 该功能是生成平面。可以通过偏移平面、过点平行平面、和平面成一定角度、经过三点、通过两条直线、通过点和直线、通过平面曲线、曲线的法平面、曲面的切平面、线性方程以及最小二乘等方式生成平面。 单击该图标,弹出如图 7-24所示定义平面的对话框。 通过Plane type下拉列表可以 选择生成点的方法。 图7-24 生成平面对话框,1 生成与给定平面一定距离的平面 选择图7-24所示对话框P
20、lane type域的Offset from plane项,对话框改变为图7-25的形式。对话框各项的含义如下: (1)Reference:输入一个参考平面。 (2)Offset:与参考平面的偏移距离。 其余各项的含义同前。 在对话框的Reference、Offset域输入一个参考平面和偏移距离值,单击OK按钮,即可得到一个平面。 图7-25生成与给定平面一定距离的平面,2生成过一个点与给定平面的平行平面 选择图7-24所示对话框Plane type域的Parallel through point项,对话框改变为图7-26的形式。分别在对话框的Reference、Point域输入一个参考平面和
21、一个点,单击OK按钮,即可得到一个平面,经过输入点并且平行于输入参考平面。 图7-26 生成过一个点与给定平面的平行平面,3生成过一条直线与给定平面成一定角度的平面 选择图7-24所示对话框Plane type域的Angle/Normal to plane项,对话框改变为图7-27的形式。对话框各项的含义如下: (1)Normal to plane:单击此按钮,平面和参考平面垂直。 (2)Rotation axis:输入一个旋转轴线(轴线必须在参考平面上)。 (3)Angle:输入一个旋转角。 其余各项的含义同前。 分别相应域输入旋 转轴线、参考平面和 一个角度值,单击OK 按钮,即可得到一个
22、平 平面。 图7-27,4通过不在同一直线的三点生成平面 选择图7-24所示对话框Plane type域的Through three points项,对话框改变为图7-28的形式。分别在对话框的Point1、Point2、Point3域输入三个点,单击OK按钮,即可得到过这三个点的平面。 图7-28 通过不在同一直线的三点生成平面,5过两条直线生成平面 选择图7-24所示对话框Plane type域的Through two lines项,对话框改变为图7-29的形式。分别在对话框的Line 1、Line 2域输入两条直线,单击OK按钮,即可得到一个平面,经过上述两条直线。 图7-29 过两条直
23、线生成平面,6通过一个点和一条直线生成平面。 选择图7-24所示对话框Plane type域的Through point and line项,对话框改变为图7-30的形式。分别在对话框的Point、Line域输入一个点和一条直线,单击OK按钮,即可得到一个平面,经过上述输入点和直线。 图7-30 通过一个点和一条直线生成平面,7通过一条平面曲线生成平面。 选择图7-24所示对话框Plane type域的Through plannar curve项,对话框改变为图7-31的形式。在对话框的Curve域输入一条平面曲线,单击OK按钮,即可得到经过给定平面曲线的一个平面。 图7-31 通过一条平面曲
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