14-CATIA(汽車摩托車企業(yè)-設計人員內部培訓資料)基于C

1、基于CATIA的相關設計方法論 RP-Tech 2011迅利科技-2022/7/8 2022/7/811CATIA關聯(lián)設計方法介紹4Publication機制3關聯(lián)的類型2關聯(lián)的定義5上下文背景設計（Design_In_Context）6多模型設計（Multi_Boby_Design）7針對于南摩研產品的關聯(lián)設計1CATIA關聯(lián)設計方法介紹CATIA關聯(lián)設計方法簡介關聯(lián)設計是CATIA軟件的一大特點，它大大減輕了設計師的設計負擔，激活了設計師的主動創(chuàng)新思想。關聯(lián)設計主題思想就是將設計特征與設計參數和設計輸入關聯(lián)起來，通過關聯(lián)和發(fā)布機制實現關聯(lián)設計。關聯(lián)設計方法建模方法靈活，并且易于理解和應用。

2、通過零部件模型中前后關聯(lián)的特征之間的相互關系來實現關聯(lián)性設計。一旦驅動特征發(fā)生設計變更將會影響與之關聯(lián)的特征的變更。驅動特征可以是CATParts、CATProducts、V4數據或者其他的外部數據類型(IGES、STEP等)。關聯(lián)設計方法作為并行工程的一局部，它具有以下的一些優(yōu)點：重用已有的幾何特征 為了簡化設計過程，設計人員可以重用已經存在的任何的幾何特征。例如，可以重用已經存在的sketch，而不是重新建立一個sketch，當然，也可以重用點、直線、曲線、平面或者曲面等；重用其他部件中建立的參數 可以在當前部件中重用在其他部件中定義的參數來建立幾何特征；裝配模型的自動更新在關聯(lián)設計中，一

3、旦驅動的部件發(fā)生設計變更，與其關聯(lián)的部件會自動地進行更新，從而實現裝配體的自動更新。CATIA關聯(lián)設計方法簡介實現CATIA關聯(lián)設計，有以下幾個關鍵要素：CATIA數模的參數化 非參數化的CATIA數模是無法實現關聯(lián)設計的，這是關聯(lián)設計最根本的要素。特征創(chuàng)立命令的選擇 在CATIA中，不是所有的命令對于關聯(lián)設計是有利的。為了最大限度的保證關聯(lián)設計的效率，盡量使用有利于關聯(lián)設計的命令。驅動特征的發(fā)布 在CATIA中，關聯(lián)設計的本質是零部件和零部件特征之間的關聯(lián)，為了實現這種關聯(lián)，CATIA提供了發(fā)布機制來保證這種關聯(lián)。特征引用的連續(xù)性防止出現循環(huán)更新CATIA關聯(lián)設計方法簡介2關聯(lián)的定義簡單建模

4、層面 一個模型文件中，各個幾何體之間，乃至一個幾何體的各個特征之間缺乏聯(lián)系。參數化建模層面一個模型文件中，一個幾何體的各個特征之間，各個幾何體之間保持聯(lián)系 。上下文設計層面 聯(lián)系涉及的范圍從一個模型文件擴展到子裝配（部件）或整個裝配（產品），而裝配中各個模型（零部件），乃至不同裝配之間的模型（零部件），都互相引用其需要參考的參數和幾何體。相對于參數化建模層次，聯(lián)系的數量大大增加，聯(lián)系也從順序狀態(tài)變成交錯狀態(tài) 。關聯(lián)設計層面 按照自頂向下設計的設計方式，特征之間，幾何體之間，零件之間，裝配之間的各種聯(lián)系從交錯狀態(tài)變成了樹狀結構，從而使聯(lián)系本身也被有序地管理起來，這使整個裝配（產品）模型從頂層到底

5、層都具備一種端到端(end to end)的關聯(lián)性。關聯(lián)的定義關聯(lián)是表示零部件之間傳遞幾何元素、參數或位置信息的依賴關系在CATIA中關聯(lián)是單向的，通常是從子元素到父元素換名話說，子元素總是知道它的父元素是什么，這是因為它需要該信息來定義其工作環(huán)境。但是，父元素不知道它是否有子元素，因為子元素對父元素的定義沒有影響。這種體系考慮到了在不同工作環(huán)境下父元素的重用。輸入元素中間元素部件1部件2關聯(lián)的定義3關聯(lián)的類型在CATIA中大致有五種關聯(lián)類型： CCP Link (as result with link ) KWE Link (as result with link )-參數 Instance

6、 Link 產品與零件間的裝配關系 Constraints View Link 二維視圖之間的關聯(lián)關聯(lián)的類型關聯(lián)的類型- CCP Link 在裝配環(huán)境之外，使用特殊粘貼中的“as result with link來粘貼特征，幾何元素被復制，并保持了到源文件的關聯(lián)關系，這種關聯(lián)關系就叫作CCP關聯(lián)。關聯(lián)的類型- KWE LinkKWE關聯(lián)設計參數之間的關聯(lián)，當一個特征的參數取決于外部特征的參數時，就需要創(chuàng)立該關聯(lián)類型；該關聯(lián)類型與CCP關聯(lián)在許多方面是一致的，唯一的區(qū)別是所復制的對象是參數，而不是幾何體；KWE關聯(lián)的創(chuàng)立方法是：使用特殊粘貼中的“Paste special as result w

7、ith link粘貼參數。關聯(lián)的類型- Instance Link當往產品中新建或者插入一個零部件時，那么，在裝配中對于每一個部件都創(chuàng)立了一個Instance關聯(lián)；該關聯(lián)承載了文件的名稱與存放路徑 ；Instance關聯(lián)的創(chuàng)立方法為：將零部件插入到一個CATProduct中。關聯(lián)的類型- Constraints當用戶在產品中使用裝配約束來對產品中的部件進行位置定位時，軟件就會自動創(chuàng)立Constraints約束；Constraints關聯(lián)類型不能在Edit/Links對話框中查看得到，它保存在CATProduct中，應用于零部件的實例上。也就是說，裝配約束應用于一特定裝配中的一特定零件實例中；如

8、果一個產品替換另外一個產品，則所有的約束就會被打破。而使用Publications會防止出現這種情況。 關聯(lián)的類型- View Link利用創(chuàng)成式二維制圖工具，可以從CATPart文檔創(chuàng)立二維工程視圖，這時，軟件會自動生成View Link關聯(lián)類型；這時不會在CATPart文檔中創(chuàng)立任何外部關聯(lián)，在CATDrawing文檔中創(chuàng)立一個指向CATPart的View Link關聯(lián)。在每一個二維創(chuàng)成式工程視圖上都會創(chuàng)立一個ViewLink關聯(lián)。該關聯(lián)承載了源模型的名稱與存放路徑。 4Publication機制Publication 機制介紹如果一個用戶創(chuàng)立的幾何特征需要被其他不同用戶的幾何特征所引用，

9、這時就需要通過Publication機制將需要被引用的特征發(fā)布，使之在整個工作域內用戶所見；在關聯(lián)設計中，發(fā)布幾何特征和參數是為了幫助用戶更好的控制所創(chuàng)立的外部參考特征；發(fā)布的特征不僅僅在關聯(lián)設計中所應用，但凡需要用戶控制外部參考特征的時候，可以考慮使用Publication機制。Publication 機制優(yōu)點對特征進行標注，并命名，以易于識別（特別是在公布邊界線edge、特征面face時)可以更方便地在特征樹中找到一些特定的特征當設定只能借用公布元素（ select as external reference only the published elements)時，公布機制可以預選可以

10、用作外部參考的元素可以容易地實現用零部件的替換，具有相同名稱的公布元素會自動連接，而沒有公布機制，則需要一個個的手工連接可用于發(fā)布的元素線框元素，包括點、直線、曲線、平面草圖整體Body實體設計特征，例如：Pad , Pocket，Hole等創(chuàng)成式設計特征，例如：拉伸曲面，偏置面，Join面等自由曲面的設計特征所有幾何元素的子特征（Faces , Edges等）參數、關系等發(fā)布的元素在結構樹上的顯示發(fā)布元素在結構樹上具有唯一的標識：A區(qū)域顯示發(fā)布的元素B區(qū)域的綠色齒輪顯示引用發(fā)布元素為發(fā)布參考元素C當應用發(fā)布元素時，在外部參考元素節(jié)點下面使用不同的顏色表示：a 表示發(fā)布已經同步更新b 表示發(fā)布

11、沒有同步更新下面是幾何特征發(fā)布的步驟：1.激活包含要發(fā)布幾何特征的零件；2.點擊ToolsPublications；3.選擇要發(fā)布的幾何特征；4.所選擇的幾何特征添加到Publications窗口；幾何特征的發(fā)布（1/2）5. 重新命名發(fā)布幾何特征；6. 重復步驟3到5來發(fā)布其他的幾何特征；7. 點擊OK確認；8. 發(fā)布的幾何特征顯示在Publication節(jié)點下面。幾何特征的發(fā)布（2/2）當替換裝配中一個部件時，如果該部件中包含驅動其它部件的參數時，參數的發(fā)布就變得很有用了。如果導出的參數進行了發(fā)布，所替換的部件中具有發(fā)布的同樣名稱的參數，那么它將繼承對導出參數的控制。否則，被替換部件的參數

12、將繼續(xù)保持對驅動部件的控制。在下例中，零件A中孔的數量和排列方式在零件B中進行了重用：A 如果這兩個參數沒有發(fā)布，零件B將繼續(xù)被零件A所驅動，并沒有發(fā)生更新；B 如果這兩個參數發(fā)布，零件A被零件C所代替，那么零件B的參數將更新為新的數值。AB參數特征的發(fā)布5上下文背景設計（Design_In_Context）Context是指上下文設計的零件所處的裝配產品。即如果翻開該產品，將顯示所有的具有Context關聯(lián)子零件所對應的父元素，并解析所有的關聯(lián)。 在一個裝配件中可包含CATParts、CATProduct、V4模型以及其它的外部模型(IGES、STEP等)，這些之間模型之間通過裝配約束來進行

13、定位；在CATProduct文檔中，可以在幾個零件之間創(chuàng)立ssociative Links，這些Links可以是“外部幾何參考，也可以是“外部參數參考；如果一個零部件通過“外部幾何參考或者“外部參數參考進行創(chuàng)立，這就是上下文背景設計。上下文背景設計的定義（1/2）有三種方法來創(chuàng)立上下文背景設計：通過“External Parameter通過“External Reference通過“Assembly Feature上下文背景設計的定義（2/2）上下文背景設計有助于實現企業(yè)的協(xié)同設計，其具有如下的一些優(yōu)點：重用已有的幾何特征：為了零部件設計上的便利，設計人員可以重用在其它上下文背景零件中定義的任

14、何格式的幾何特征。例如：用戶可以重用在其它的CATPart中定義的Sketch，而不必重新創(chuàng)立的具有同樣特征的Sketch。當然，用戶可以重用大局部的CATIA的元素(Point、Line、Curve、Plane或者Surface)；重用用戶參數：用戶可以重用在其它零件中定義的參數來創(chuàng)立上下文背景零件；在發(fā)生設計變更時，自動更新產品裝配：當在上下文背景中進行設計時，當外部參考特征發(fā)生設計變更時，上下文背景零件會自動地進行設計更新，用戶不必編輯上下文背景零件來更新其設計。應用上下文背景設計的意義在上下文背景中修改一個Part時，會出現兩種情況：Driving Part上下文背景零件通過外部參考元

15、素來驅動其更新Driven Part修改Driven Part的幾何特征來驅動上下文背景零件編輯上下文背景零件，其包括外部參考，其更新由其它部件中的幾何特征所驅動編輯Driven Part，其幾何特征的修改驅動其它上下文背景零件的更新編輯Driving Part和Driven Part在使用上下文背景設計方法進行工程設計時，對上下文背景零部件進行全約束是十分關鍵的，這樣可以防止幾何特征意想不到的“扭曲。草繪沒有完全約束固定座旋轉一定的角度Pad的幾何特征發(fā)生了扭曲固定座旋轉一定的角度固定座順利進行了更新，并且，Pad的幾何特征沒有發(fā)生任何扭曲草繪完全約束全約束上下文背景零件零部件版本已經發(fā)布，

16、用戶希望防止不必要的設計變更；零部件設計已經穩(wěn)定，用戶不再需要從一個零件到另外一個零件的設計驅動；用戶不經意刪除了定義上下文元素的上下文背景的裝配或者部件。Isolate上下文背景零件有時候，我們需要在Driving和Driven Part之間切斷上下文背景的關聯(lián)，這是因為：黃色齒輪圖標表示該零件沒有上下文，不包含任何Import或Context關聯(lián)，但可能含有其它關聯(lián)類型，例如KWE、CCP。綠色齒輪圖標表示一個具有Context零件的定義實例。它具有至少一個Import關聯(lián)和一個Context關聯(lián)，并可以保含其它類型的關聯(lián)。棕色齒輪圖標表示一個具有Context的零件的實例。它具有與定義實

17、例同樣的關聯(lián)。還表示在其Context裝配之外翻開的定義零件。將具有綠色齒輪圖標的零件所在的裝配環(huán)境插入到其它裝配時，其圖標就會變?yōu)榘咨X輪圖標。 上下文背景設計中圖標顯示6多模型設計（Multi_Boby_Design）將一個復雜的零件，按照設計的內容將其分解成多個簡單的模型，分別進行設計，通過一定的方法，將這些模型組合起來形成這個復雜的模型，這種設計技術就是Multi-Model Design；在工程設計過程中，采用Multi-Model技術能夠提高模型的柔韌性和健壯性。采用Boolean操作，一個復雜的模型可以通過Adding、Removing或者Intersecting多個簡單的幾何形

18、狀來獲得；通過Multi-Model建模技術，同一個幾何特征可以快速、方便的在多個零件之間進行傳遞，而保持良好的關聯(lián)性；Multi-Model Design的定義(1/3)在協(xié)同設計過程中，Multi-Model Links使得用戶能夠通過從其它模型中重用設計特征來完成一個模型的設計，從而實現設計的協(xié)同，縮減設計周期； 采用Multi-Model Links使得用戶可以復制其它模型中的Body到自己設計的Part中，這樣，一旦復制的Body發(fā)生設計變更，那么這種設計變更會自動地影響到自己的模型，從而實現零件設計的自動更新。例如：Part A由設計師A創(chuàng)立；Part B由設計師B創(chuàng)立；通過Mul

19、ti-Model Links，Part B復制到Part A中123Multi-Model Design的定義(2/3)通過Boolean中的Remove操作，Part B從Part A中移除；設計師對Part B進行設計變更；由于Multi-Model Links，Part A自動進行更新。456Multi-Model Design的定義(3/3)采用Multi-Model Design可以使模型更靈活；采用Multi-Model Design可以更好的保持模型的關聯(lián)性，便于設計更新，縮短設計更新時間；采用Multi-Model Design可以在一定程度上降低模型的大小；在設計零件時可以很

20、方便地重用其它零件中的特征；可以實現復雜零部件的多名工程師并行設計。使用Multi-Model Design的意義在建立Multi-Model Links的過程中，采用如下的設計步驟：翻開設計文檔和元素引用文檔；在元素引用文檔中，在結構樹上右鍵點擊復制的Body節(jié)點；在出現的背景菜單中，點擊Copy；在設計文檔中，在結構樹上右鍵點擊PartBody；在出現的背景菜單中，點擊Paste Special；35建立Multi-Model Links（1/2）在Paste Special對話框中，選擇As Result with Link；點擊“OK進行確認；這時，引用元素復制到設計文檔中；通過Boo

21、lean運算完成模型組合。6897建立Multi-Model Links（2/2）在Multi-Model Links中，有多種CATIA幾何特征都可以用來重用。在重用的過程中，所使用的粘貼類型至關重要。CATIA提供了三種特殊拷貝類型，下面對這三種分別進行介紹：CATIA 特殊拷貝類型（1/2）如果使用通常的粘貼或特殊粘貼中的“as specified in the part document來粘貼特征，則所復制的特征與源文件間不存在任何關聯(lián)關系。如果使用特殊粘貼中的“as result with link來粘貼特征，則幾何元素被復制，并保持了到源文件的關聯(lián)關系。這是唯一一種創(chuàng)立CCP關聯(lián)的

22、復制方法。如果使用特殊粘貼中的“as result來粘貼特征，則幾何元素被復制，但所復制的幾何元素與源文件之間不存在關聯(lián)關系。CATIA 特殊拷貝類型（2/2）在Multi-Model設計中，設計師通過Paste Special/As Result with Link來建立引用元素和設計文檔之間的關聯(lián)。這時，根據這種關聯(lián)的狀態(tài)，引用元素會以不同圖標來顯示不同的含義，見下表：管理Multi-Model Links（1/2）用戶可以同過EditLinks來檢查，設計文檔所以用的文檔所在的位置，并通過Links對話窗口來Load、Syncronize、Active/Deactive、Isolate或

23、者替換參考文檔。具體使用方法見前面所述。管理Multi-Model Links（2/2）在使用Multi-Model Design開始設計之前，必須對零件進行細致的分析，確認零件分解的步驟和方法；在零件后學的設計中，嚴禁使用引用特征作為設計參考；為了保持零件更好的關聯(lián)性，在進行設計時，選擇有利于關聯(lián)的CATIA V5命令； 以Multi-Model Links為基礎，延伸出Multi-Body Design，使用該方法進行設計時，關閉Hybrid Design，見以下圖：7針對于南摩研產品的關聯(lián)設計根據關聯(lián)設計思想，特制定本案例作為關聯(lián)設計整體演示。在此，根據南摩研要求，制定出車把相關零件的關

24、聯(lián)設計流程。由于車把總成包括611001、610002、614001、614002、614003等零件，這里，將由這五個零件作為本講解案例。在整個車把總成相關零件設計中，車把管是所有零件的基準，其余零件都是跟車把有安裝配合關系。所以制定出本案例的設計流程為：零件介紹611001車把管設計作為整個關聯(lián)設計的第一個零件，車把管的設計沒有利用其余零件的元素。只需要正常完成該零件設計即可。但在零件設計時，需要考慮到之后的零件設計需要利用該零件的哪些元素，在設計時要特別定義出來。考慮到后邊零件設計應用元素。這里定義出車把管的內徑、外徑、中心對稱面、兩端面作為輸出參考元素。1. 車把相關參數制定車把的內徑

25、和外徑和車把設計的兩個重要參數，也是影響之后零件設計的關鍵參數。所以，特別將這兩個參數以用戶參數的方式定義在參數集中。點擊創(chuàng)立參數命令，彈出參數創(chuàng)立對話框。在對話框內選擇新建參數類型為“長度，點擊創(chuàng)立兩個心參數，并將其名稱修改為：“車把管內徑與“車把管外徑，并將兩個參數值分別賦予18mm、22mm。611001車把管設計2. 設計車把管中心線，并使用GSD中“掃率，生成車把管曲面數據。這里，掃率類型為：圓柱掃率；掃率方式為：中心線和半徑。在掃率中輸入半徑值得位置，點擊鼠標右鍵，在菜單中選擇編輯公式。在彈出的公式編輯器中點選用戶參數“車把管外徑并編輯公式為：“車把管外徑/2。這樣，就講生成數模的

26、半徑與用戶參數關聯(lián)起來。611001車把管設計3. 按照參數關聯(lián)的思想，完成整個車把管的設計。設計過程簡述如下：將車把管曲面填充成實心管。分別新建兩個“Boby創(chuàng)立花鍵及安裝孔特征。使用布爾運算將該兩特征裝配到車把管“Boby中。使用實體抽殼方式將車把管制作成空心管。注：抽殼厚度需要定義公式，其公式為：“（車把管外徑車把管內徑）/2。對需要倒角特征進行倒角以完成創(chuàng)立。611001車把管設計4. 車把管相關參數特征發(fā)布。選擇“工具/“發(fā)布。彈出發(fā)布對話框。611001車把管設計依次在結構樹上點選： 參數：“車把管外徑、“車把管內徑 元素：“中心線、“中心面、“左側端面、“右側端面 在發(fā)布框中單擊

27、發(fā)布元素名稱，將其修改為該元素中文名稱。點擊確定，在結構樹上生成發(fā)布。611001車把管設計614002設計由于是使用關聯(lián)設計，所以零件的設計時在裝配環(huán)境下進行的。即在“Product下完成零件的設計?，F在已經制作好了611001，及可再裝配中點擊“插入新零件，并將新建的“Part文件命名為“614002，進行第二個零件的設計。在零件設計之初，需要確定該零件設計基準。由于該零件是以車把端面作為其生成基準平面的。1. 雙擊零件進入零件設計模塊，點擊平面創(chuàng)立，選擇類型為偏移平面，參考平面為以發(fā)布的“左側端面（這時會出現一個關聯(lián)對話框，問是否作為關聯(lián)，點擊“是），并輸入偏移值為“0.5mm，點擊確定生成參考平面。在外部引用生效之后，結構樹中Part文件符號前出現一個綠色的鏈條，提示已經建立的外部的鏈接。在設計結構樹中會自動出現一個“外部參考幾何集，其中會顯示現在引用的外部關聯(lián)為“左側端面。614002設計2. 使用草繪完成該零件截面草圖。注意草圖輪廓外圓半徑是受到車把管內徑影