CATIA曲面造型命令.docx

CATIA曲面造型命令.docx

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CATIA曲面造型命令

2.1几何操作（Operations）

几何操作功能是几何造型功能的重要补充与拓广，其功能强弱会直接影响曲面造型功能的使用效果。

CATIAV5为用户提供了大量的曲线曲面的修改、编辑功能（如下所示），极大地提高了曲面造型效率。

Join合并几何元素（线、面）

Healing缝补曲面

Curvesmooth曲线光顺

Untrim恢复被剪切曲面

Disassemble分解几何元素

Split切割曲面或线框元素

Trim修剪曲面或线框元素

Boundary提取曲面边界线

Extract提取几何体

Multipleedgeextract　从草图中提取部分几何体

ShapeFillet两曲面倒圆

EdgeFillet　曲面棱线倒圆

VariableFillet变半径倒圆

Face-FaceFillet面－面倒圆

TritangentFillet　三面相切倒圆

Translate　平移几何体

Rotate　转动几何体

Symmetry　对称几何体

Scaling　缩放几何体

Affinity　仿射变形

AxistoAxis　将几何体移动到另一坐标系中

Extrapolate　延长曲线/曲面

InvertOrientation　曲线/曲面反向

Near　从组合体中提取与参考对象最近部分的元素

2.1.1合并几何体（Join）详解

该功能

用于合并曲线或曲面（对话框见图2.1-1所示），其操作步骤为：

1）点击接合（Join）工具条或菜单Insert->Operations->Join。

2）选择要合并的曲线或曲面。

该命令提供了三种选择几何体的模式：

●标准模式（不按任何按钮）：

如果所选几何体已存在于列表中，就将其从列表中删除；如果所选几何体还没在列表中出现，就将其添加到列表中。

●添加模式（按下AddMode按钮）：

如果所选几何体还没在列表中出现，就将其添加到列表中；否则也不将其从列表中删除。

●删除模式（按下RemoveModc按钮）：

如果所选几何体已在列表中出现，就将其从列表中删除，否则不起作用。

也可以从列表中选择要编辑的几何体对象，点击右键，选择快捷菜单中的Remove/Replace子菜单。

3）按预览（Apply）按钮，预览合并结果，并显示合并面的定位。

左键点击定位箭头，会使定位方向反向。

4）在参数（Parameters）选项中，可以完成以下操作：

●如果点选了选项检查相切（Checkconnexity），会检查要合并的几何体是否首尾相连，如果不是，会出现错误信息。

●如果点选了选项j简化结果（Simplifytheresult），系统会尽可能地减少合并面的数量。

●如果点选了选项忽略错误元素（Ignoreerroneouselements），在合并过程中系统会自动忽略不能合并的几何体。

●对话框中的合并距离（Mergingdistance）是指合并间距限定值，即系统认为间距小于该值的两部分可以合并。

●如果选中角阙值（AngleTolerance）选项，可以输入角度合并限定值，即系统认为两相邻部分在边界线上的角度小于该值的，可以合并。

5）在要删除的子元素（Sub-ElementsToRemove）选项中显示合并的子元素列表。

所谓子元素是指构成要合并元素的元素。

在此选项中，用户可以选择那些子元素不参与合并。

如果选中了Createjoinwithsub-elements选项，会用这些子元素生成一个新的合并元素，该合并元素是独立的。

6）在组合（Federation）选项中，可以重新组织要合并的元素。

7）点击OK按钮键，完成几何体的合并。

图2.1-1合并操作对话框

2.1.2修补曲面（Healing）详解

该功能

用于修补曲面，即填充两面之间的间隙（对话框见图2.1-2所示），其具体的操作步骤为：

1）点击修复（Healing）工具条或菜单Insert->Operations->Healing。

2）选择要修补的曲面。

3）可以编辑要修补的曲面列表

4）在参数（Parameters）选项中，完成以下工作：

●选择连续类型（Continuity）：

点连续（Point）、切矢连续（Tangent）。

●输入合并距离（Mergingdistance）用来指定要修补的最大距离，即只修补间距小于该距离的元素。

●输入间距目标值（Distanceobjective），它用于指定修补后曲面间可允许的最大距离。

●如果连续条件为切矢连续（Tangent），则切矢夹角和切矢夹角目标值可用，它们分别用来设定要修补的最大切矢夹角和修补后曲面的允许最大切矢夹角。

5）在冻结（Freeze）选项中，可以设定那些元素不受该操作的影响。

6）在锐度（Sharpness）选项中，可以设定那些边界不受该操作的影响。

其中锐度角度（Sharpnessangle）用来界定尖角与平角。

7）点击OK按钮，完成操作。

图2.1-2修补曲面的对话框

2.1.3光顺曲线（Curvesmooth）详解

该功能

用于曲线的光顺处理，以生成高质量的几何体（其对话框见图2.1-3所示），其具体的操作步骤为：

图2.1-3光顺曲线的对话框

1）点击光顺曲线（SmoothCurve）工具条或菜单Insert->Operations->SmoothCurve。

2）选择要光顺的曲线，在曲线上会显示关于该曲线的不连续信息（不连续类型及其数值）

3）在参数（Parameters）选项中，输入连续限定值（Tangencythreshold、Curvaturethreshold、Maximumdeviation）。

系统会光顺小于限定值的不连续区域。

4）如果点选拓扑简化（Topologysimplification）选项，系统会自动删除曲率连续的顶点，或两个相距很近的顶点中的一个，以减少曲线段的段数。

如果该选项发挥了作用，会出现提示信息。

5）进入可视化选项（Visualization），设置信息的显示方式。

可以将信息的显示设置成以下方式：

●显示所有信息：

点选全部（All）选项。

其中，改正后的不连续信息以绿色显示，改善后的不连续信息以黄色显示，没有变化的不连续信息以红色显示。

●仅显示没有改变的不连续信息：

点选尚未更正（Notcorrected）选项。

●不显示任何信息：

点选无（None）选项。

●仅在曲线上显示箭头，当鼠标移到箭头上时，才显示不连续信息：

点选Displayinformationinteractively选项。

●仅显示一个不连续信息，用前进/后退按钮依次显示其它信息：

点选Displayinformationsequentily选项。

6）点击OK按钮键，完成操作。

2.1.4恢复被剪切的曲面或曲线（Untrim）详解

该功能

用于恢复被剪切过的曲面或曲线。

如果曲面或曲线被多次剪切，它将裁剪曲面或曲线恢复到其原始状态。

对于被多次剪切的曲线或曲面，要想将其恢复到上一次剪切的状态，只能用Undo命令来实现。

图2.1—4

2.1.5分解几何元素（Disassemble）详解

该功能

用于将多单元（Multi-cell）实体分解成多个单单元（Mono-cell）实体。

在该功能中提供了二种分解元素的模式：

1）分解所有单元（AllCells）：

将所选择多单元实体中的所有单元分解出来。

2）按区域来分解单元（DomainsOnly）：

即部分分解元素，将首尾相连的元素分解为一个实体。

该操作的具体步骤为：

1）点击分解（Disassemble）工具条或菜单Insert->Operations->Disassemble。

2）选择要分解的元素；

3）选择分解模式：

分解所有单元（AllCells）或按区域分解单元（DomainsOnly）

点击OK按钮键，完成操作。

图2.1-5

2.1.6切割元素（Split）详解

该功能

用一个或几个几何元素（Cuttingelements）去切割另一个几何元素（Elementtocut）（对话框见图2.1-6）。

可以用此功能来完成以下操作：

1）用一点、一线框元素或一面去切割一线框元素；

2）用一线框元素或另一面去切割另一面。

完成切割的具体步骤为：

1）点击切割（Split）工具条或菜单Insert->Operations->Split。

2）选择被切割元素（Elementtocut）。

所选位置将被默认为保留部分的位置。

3）选择切割元素（Cuttingelements）。

此时会显示切割结果的预览，可以通过点击要保留部分或通过按另一侧（Otherside）按钮，来改变要保留的部分。

可以选择多个切割元素，但要注意其选择次序

图2.1-6切割元素的对话框

如果切割元素不足以完全切割被切割元素，系统会自动延伸切割元素以完成切割。

4）如果选中了Keepbothsides选项，则将同时保留切割后的两部分。

5）如果选中了Intersectioncomputation选项，则在完成切割的同时，还创建一个独立的相交元素。

6）如果用一个线框元素切割另一线框元素，可以选择一支撑元素（Support）来指定切割后要保留的部分。

它由支撑元素的法矢量与切割元素的切矢量的矢积决定。

7）可以将切割元素合并成一个元素。

方法是在Cuttingelements中用弹出菜单中的CreatJoin项。

8）点击OK按钮键，完成操作。

2.1.7修剪元素（Trim）详解

该功能

用于实现两个曲面或两个线框元素之间的相互剪切（对话框如图2.1-7所示），其具体操作步骤为：

1）点击修剪Trim工具条或菜单Insert->Operations->Trim。

图2.1-7　剪切元素对话框

2）选择要剪切的元素（两面或两个线框元素（Element1、Element2））。

此时会显示剪切结果的预览，可以通过点击要保留部分或通过按另一侧按钮Othersideofelement1和Othersideofelement2按钮，来改变要保留的部分。

如果两元素不能相互完全切割，系统会自动延伸两元素以完成切割。

3）在剪切两个线框元素时，可以指定一个支撑面（Support），来确定剪切后的保留部分。

它由支撑面的法矢与剪切元素的切矢的矢积来确定。

4）如果选择了结果简化（Resultsimplification）选项，则系统会尽量减少最后生成剪切面的数量。

5）如果选择了相交计算（Intersectioncomputation）选项，会生成两相剪切元素的相交元素。

点击OK按钮键，完成操作。

2.1.8提取边界线（Boundary）详解

该功能

用于提取曲面的边界线（对话框见图2.1-8），其具体操作步骤为：

图2.1-8提取边界线的对话框

1）点击边界（Boundary）工具条或菜单Insert->Operations->Boundary。

2）选择曲面边界（Surfaceedge）。

3）选择边界外衍类型（Propagationtype）：

●全边界提取（Completeboundary）：

提取曲面的所有边界。

●点连续外衍提取（Pointcontinuity）：

沿所选边界点连续外衍提取边界。

●切矢连续外衍提取（Tangentcontinuity）：

沿所选边界切矢连续外衍提取边界。

●无外衍提取（Nopropagation）：

仅提取选定的边界线。

●可以用两个元素限制所提取边界线的范围（Limit1、Limit2）。

●点击OK键，生成边界线，它在特征树中显示为Boundary.xxx。

注意：

●如果直接选择曲面，则不能选择边界外衍类型，系统自动提取曲面的整个边界线。

●用此方法提取的曲线不能直接用于拷贝、粘贴，只能先将曲面拷贝、粘贴后再提取边界。

2.1.9提取几何体（Extract）详解

该方法

用于从几何元素（点、曲线、实体等）中提取几何体（对话框见图2.1-9）。

其具体操作步骤如下：

图2.1-9　提取几何体的对话框

1）选中一个几何元素的边界或面。

2）点击提取（Extract）工具条或菜单。

3）选择提取外衍类型（Propagationtype）：

有四种选择

4）如果系统无法确定外衍方向，系统会发出警告信息，并要求输入支撑面（Support）。

5）可以用补充模式（Complementarymode）选项，反选对象，即只选择原来没有被选中的对象。

6）如果选中联合（Federation）选项，则提取出的元素会被组成几组元素。

7）点击OK键，完成操作。

在特征树中显示为Extract.xxx。

2.1.10提取多边界（MultipleEdgeExtraction）详解

该功能

用于从多元素草图中提取一部分元素，这样就可以用这个提取出来的元素生成几何体。

所提取的元素在特征树中显示为Extract.xxx，它的操作与其它元素一样。

图2.1-10

2.1.11两曲面倒圆（ShapeFillet）详解

该功能

用于在两曲面间生成倒圆面，倒圆面是一球体在两面间滚动而生成的曲面（图2.1-11为其对话框）。

其操作步骤为：

图2.1-11两曲面倒圆对话框

1）点击简单圆角ShapeFillet工具条或菜单Insert->Operations->ShapeFillet。

面的

2）分别选择两个曲面（Support1、Support2）。

3）输入倒圆半径（Radius）。

4）确定倒圆面位置。

在选择的两个曲面上分别出现一个箭头，指向待生成倒圆曲面的圆心位置，可以将箭头反向来确定倒圆面的位置。

5）选择倒圆面端点约束条件（Extrimities）。

该命令提供了以下选项（见图3-51）：

●无切矢约束（Straight）：

在倒圆面的端点不添加切矢约束。

●切矢约束（Smooth）：

在倒圆面的端点添加切矢约束。

●最大（Maximum）：

倒圆面的端点位置受最大支撑面限制。

●最小（Minimum）：

倒圆面的端点位置受最小支撑面限制。

6）可以选择Trimsupportelements选项，将支撑面的多余部分剪切掉，并与倒圆面合并成一个元素。

7）借助于HoldCurve和Spine选项，可以实现变半径倒圆。

其中，HoldCurve位于一个支撑面上，由它来确定倒圆面的半径；由Spine线来确定倒圆面的走向。

最后生成的倒圆面与两支撑面相切，并以HoldCurve为它的一条边界线。

8）点击OK键完成操作。

2.1.12棱线倒圆（EdgeFillet）详解

该功能

用于沿一个曲面的内部棱线生成一个过渡曲面（对话框见图2.1-12所示）。

其操作步骤为：

无约束

切矢约束

最大

最小

图2.1-12　倒圆面端点约束示例

图2.1-12　棱线倒圆-对话框

1）点击EdgeFillet工具条或菜单。

2）选择要倒圆的棱线。

也可以直接选择曲面，系统会自动寻找曲面上的棱线。

3）选择过渡面端部类型（Extrimities）：

有四种选择（详见3.3.3.11）。

4）输入倒圆半径（Radius）。

5）可以选择外衍类型：

●Tangent：

将倒圆面外衍到第一条切矢不连续的棱线处。

●Minimal：

将倒圆面外衍到第一个几何约束处。

6）在一些情况下，倒圆面有可能是重叠的，此时可选择Trimribbons选项，以修剪掉倒圆的重叠部分。

7）如果选择了TrimSupport选项，则将支撑面的多余部分修剪掉，并将倒圆面与支撑面合并成一体。

8）点击OK按钮，完成操作。

2.1.13变半径倒圆（VariableRadiusFillet）详解

该功能

的操作基本上与棱线倒圆相同，不同之处是可以在所选倒圆棱线上添加点（Points）并指定不同的倒圆半径（如图2.1-13所示）。

图2.1-13　变半径倒圆示例

2.1.14面－面倒圆（Face-FaceFillet）详解

该功能

用于在两个不相交面间或在两个有二条以上的棱线面间倒圆，其中倒圆半径要大于两面间的距离的二分之一（如图2-14所示）。

其操作步骤为：

图2.1-14　面－面倒圆示例

1）点击Face-FaceFillet工具条或菜单。

2）选择要倒圆的两个面（Facestofillet）。

3）选择端部类型（Extrimities）。

有四种类型选择（

4）输入倒圆半径（Radius）。

5）按Preview按钮，预览结果。

6）点击OK按钮，完成操作。

2.1.15三面相切倒圆（TritangentFillet）详解

该功能

用于生成一个倒圆面的同时，将其中的一个支撑面去掉。

系统自动计算倒圆半径，以去掉其中的一个面。

其操作步骤为：

1）点击TritangentFillet工具条或菜单。

2）选择要倒圆的二个面（Facestofillet）。

3）选择端部类型（Extrimities）：

有四种类型选项

4）选择要去除的面（Facetoremove）。

点击OK按钮，完成操作。

2.1.16平移几何体（Translate）详解

该功能

用于将一个或几个几何体沿指定方向移动一定的距离生成一个Translate.xxx特征。

其操作步骤为：

1）点击Translate工具条或菜单。

2）选择要移动的几何元素（Element）。

3）指定移动的方向（Direction）。

可以用以下几种方向来指定移动的方向：

●选择一直线来指定方向；

●选择一平面，用该平面的法线方向来指定移动方向；

●在Direction输入框中用弹出菜单输入矢量的x、y、z值。

4）可以选中RepeatobjectafterOK选项，一次生成多个移动几何体。

5）可以通过点击Hide/Showoriginalobject来隐藏或显示原对象。

6）点击OK键，完成操作。

2.1.17旋转几何体（Rotate）详解

该功能

用于将选定的几何体沿某轴旋转一定的角度值而得到的新几何体，其操作步骤为：

1）点击Rotate工具条或菜单。

2）选择要旋转的几何体（Element）。

3）选择一直线作为旋转轴（Axis）。

4）指定旋转角度（Angle）。

5）点击OK按钮，完成操作。

2.1.18对称几何体（Symmetry）详解

该功能

通过对称来移动几何体，其操作步骤为：

1）点击Symmetry工具条或菜单。

2）选择要对称的几何体（Element）。

3）选择对称中心（Reference），可以选择一个点，一条直线或一个平面。

4）点击OK按钮，完成操作。

2.1.19缩放几何体（Scaling）详解

该功能

用于改变几何体的大小，其操作步骤为：

1）点击Scaling工具条或菜单。

2）选择要缩放的几何体（Element）。

3）选择参考对象（Reference），可以选择一个点，平面或平面型曲面。

4）输入缩放比例（Ratio）。

5）点击OK按钮，完成操作。

2.1.20仿射对象（Affinity）详解

该功能

用于对选定的几何体沿三轴方向不均匀缩放，即仿射操作。

其操作步骤为：

1）点击Affinity工具条或菜单。

2）选择要操作的几何体（Element）。

3）指定参考坐标系（Axissystem）：

指定坐标原点（Origin）、XY平面（XYplane）和X轴（Xaxis）。

4）指定仿射比例（X、Y、Z）。

5）点击OK按钮，完成操作。

2.1.21将几何体移动到另一坐标系上（AxistoAxis）详解

该功能

用于将一个坐标系中的一个或多个几何体移动到另一坐标系中。

其操作步骤为：

1）点击AxistoAxis工具条或菜单。

2）选择要移动的几何体（Element）。

3）选择源坐标系（Preference），即几何体当前所在的坐标系。

4）选择目标坐标系（Target）。

5）按OK按钮，完成操作。

2.1.22延长曲线/曲面（Extrapolate）详解

该功能

用于将指定的曲线/曲面延长一定的长度，其操作步骤为：

1）点击Extrapolate工具条或菜单。

2）选择要延长对象的边界。

对于曲面，选择要延长端的边界线；对于曲线，选择要延长端的端点。

3）选择要延长的几何体。

4）指定延长长度（Limit）。

可以通过如下方式来指定要延长的长度：

●直接输入长度值；

●选择约束平面或曲面；

●使用几何体上的操作箭头。

5）指定连续类型（Continuity）。

●切矢连续（Tangent）；

●曲率连续（Curvature）。

6）对于曲面延长，指定端部类型（Extremities）。

●延长体与原对象相切（Tangent）；

●延长体与原对象垂直（Normal）。

对于曲线延长，可以指定其支撑面（Support）。

这样延长曲线位于支撑面上，其长度受支撑面边界的限制。

7）如果想让延长体与原对象合并，可以选中AssembleResult选项。

8）点击OK按钮，完成操作。

2.1.23曲线/曲面反向（InvertOrientation）详解

该功能

用于将曲线或曲面反向，对于已经反向的曲线或曲面，可以通过编辑其反向操作（Resettoinitial）来恢复其定位方向。

2.1.24提取最近部分几何体（Near）详解

该功能

用于从多成份元素中提取与参考对象最近部分的几何体。

2.1.25创建规则（Law）详解

该功能

用于在零件文档中创建规则，以用其生成其它几何元素，例如扫描曲面或平行曲线等。

一个规则的定义需要两个元素：

一个是参考对象，它一般是一条直线；另一个是定义曲线。

所定义的规则为两元素间对应点的距离（如图2-15所示）。

如果不选定对话框中的Xparameterondefinition，用于定义规则的部分为参考直线与定义曲线的公共区域；否则定义规则的部分取决于定义曲线。

图2.1-15　创建规则示例

当将定义的规则应用到一个几何元素上时，如果该几何元素的长度不等于参考直线的长度，则系统会自动对规则值进行缩放。

2.2高级复制工具（AdvancedReplicationTools）

CATIAV5为用户提供的高级复制工具如下所示。

ObjectRepetition对象复制

RectanglePattern　矩形队列

CirclePattern　圆形队列

DuplicateOpenBody　复制（OpenBody）

PowerCopyCreation生成高级复制

SaveinCatalog将高级复制存入目录

2.2.1对象复制（ObjectRepeti