第5章 CATIA V5 裝配設(shè)計(jì).ppt

1、第5章 CATIA V5裝配設(shè)計(jì),裝配設(shè)計(jì)是機(jī)械產(chǎn)品不可缺少的一部分，它能夠很好地制定產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和特征，方便工程人員對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)知，而這也是電子樣機(jī)的基礎(chǔ)。Catia V5裝配設(shè)計(jì)模塊可以很方便的定義機(jī)械裝配之間的約束關(guān)系，實(shí)現(xiàn)零件的自動(dòng)定位，并檢查裝配之間的一致性，它可以幫助設(shè)計(jì)師自上而下或自下而上的定義、管理多層次的大型裝配結(jié)構(gòu)，使零件的設(shè)計(jì)在單獨(dú)環(huán)境和裝配環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。,5.1 裝配設(shè)計(jì)模塊的簡(jiǎn)介,裝配設(shè)計(jì)模塊是機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)重要模塊。絕大數(shù)的機(jī)械設(shè)計(jì)中包括諸多零件、部件，都需要通過(guò)裝配才能形成一個(gè)整體，達(dá)到設(shè)計(jì)目的。選擇【開(kāi)始】|【機(jī)械設(shè)計(jì)】|【裝配設(shè)計(jì)】命令，在系統(tǒng)彈出零部件號(hào)對(duì)話框中鍵

2、入零部件號(hào)，單擊【確定】按鈕，進(jìn)入裝配件設(shè)計(jì)平臺(tái)。 裝配件設(shè)計(jì)平臺(tái)中包含約束、移動(dòng)、約束創(chuàng)建、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工具、裝配件特征和空間分析6個(gè)常用工具欄。,5.1.1 相關(guān)術(shù)語(yǔ)和概念,零件：是組成部件與產(chǎn)品最基本的單位。 部件：可以是一個(gè)零件，也可以是多個(gè)零件的裝配結(jié)果。它是組成產(chǎn)品的主要單位。 裝配：也成為產(chǎn)品，是裝配設(shè)計(jì)的最終結(jié)果。它是由部件之間的約束關(guān)系及部件組成的。 約束：在裝配過(guò)程中，約束是指部件之間的相對(duì)的限制條件，可用于確定部件的位置。,5.2 裝配零部件管理,裝配設(shè)計(jì)平臺(tái)的操作對(duì)象主要是已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的各種零部件，因此管理功能的【產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工具】工具欄是設(shè)計(jì)平臺(tái)的核心工具欄。該工具欄包括【部

3、件】工具、【產(chǎn)品】工具、【零件】工具、【現(xiàn)有部件】工具、【具有定位的現(xiàn)有部件】工具、【替換部件】工具、【圖形樹(shù)重新排序】工具、【生成編號(hào)方式】工具、【選擇性加載】工具、【管理展示】工具和【快速多實(shí)例化】工具。,5.2.1 創(chuàng)建新零部件,在裝配設(shè)計(jì)平臺(tái)中可以創(chuàng)建3種零部件，分別是部件、產(chǎn)品和零件： （1）【部件】工具，是在指定的產(chǎn)品下創(chuàng)建新組件的工具，該組件名稱不存盤，選擇結(jié)構(gòu)樹(shù)中的Product1，單擊該工具按鈕，一個(gè)組件Product2創(chuàng)建完成。 （2）【產(chǎn)品】工具，是在指定的產(chǎn)品下創(chuàng)建新的產(chǎn)品的工具，選擇結(jié)構(gòu)樹(shù)中的Product1，單擊該工具按鈕，一個(gè)組件Product3創(chuàng)建完成。 （3）

4、【零件】工具，是在指定的產(chǎn)品或組件下創(chuàng)建新的零部件的工具，選擇結(jié)構(gòu)樹(shù)中的Product1，單擊該工具按鈕，一個(gè)零件Part1創(chuàng)建完成。,5.2.2 加載已經(jīng)存在的零部件,【現(xiàn)有部件】 工具和【具有定位的現(xiàn)有部件】 工具 用于加載已經(jīng)存在的各種零部件。單擊【現(xiàn)有部件】工具按鈕，并在結(jié)構(gòu)樹(shù)中指定加載到的目標(biāo)組件后，系統(tǒng)彈出文件選擇對(duì)話框，如圖所示，選擇零部件，該零部件就加載到指定的組件下。,5.2.3 替換零部件,【替換組件】 工具，是用新加載的零部件替換當(dāng)前裝配設(shè)計(jì)平臺(tái)中的零部件的工具。單擊該工具按鈕，選擇需要被替換的零部件，系統(tǒng)彈出文件選擇對(duì)話框，選擇替換零部件，系統(tǒng)彈出對(duì)替換影響對(duì)話框，如圖

5、所示，該對(duì)話框的列表框中列出了執(zhí)行該操作后將受到影響的元素，單擊【確定】按鈕完成替換操作。,5.2.4 結(jié)構(gòu)樹(shù)排序,【圖形樹(shù)重新排序】工具，是用于調(diào)整結(jié)構(gòu)樹(shù)上選中產(chǎn)品的子產(chǎn)品的順序的工具。單擊該工具按鈕，在結(jié)構(gòu)樹(shù)上選擇重新排序的組件或產(chǎn)品標(biāo)簽，系統(tǒng)彈出圖形樹(shù)重排序?qū)υ捒颉?單擊【上移選定產(chǎn)品】工具按鈕，將選定的零部件向上移動(dòng)。 單擊【下移選定產(chǎn)品】工具按鈕，將選定的零部件向下移動(dòng)。 單擊【移動(dòng)選定產(chǎn)品】工具按鈕，交換兩個(gè)選定零部件之間的位置。,5.2.5 零部件編號(hào),【生成編號(hào)方式】工具，是用于對(duì)零部件進(jìn)行編號(hào)的工具，該編號(hào)可應(yīng)用到工程圖中的零部件清單。單擊該工具按鈕，選擇要編號(hào)的零部件，系統(tǒng)

6、彈出生成編號(hào)方式對(duì)話框。 【整數(shù)】（Integer）和【字母】（Letters）單選框分別表示以整數(shù)或字母的方式生成編號(hào)。 當(dāng)所選擇的零部件已有編號(hào)時(shí)，【現(xiàn)有編號(hào)】（Existing nembers）選項(xiàng)組可用，【保持】（Keep）單選框表示保持原編號(hào)不變，【替換】（Replace）單選框表示采用新的編號(hào)。,5.2.6 產(chǎn)品載入管理,【選擇性載入】 工具，是用于設(shè)置載入產(chǎn)品的子產(chǎn)品的載入范圍的工具。單擊該工具按鈕，系統(tǒng)彈出產(chǎn)品載入管理對(duì)話框，如圖所示，在【打開(kāi)深度】（Open depth）下拉列表框選擇載入子產(chǎn)品的范圍。,5.2.7 零部件管理,【管理展示】 工具，是用于管理組件基本屬性的工具

7、。單擊該工具按鈕，選擇任意零部件，系統(tǒng)彈出管理表達(dá)對(duì)話框，如圖所示。 該對(duì)話框顯示選擇的零部件的名稱、路徑和類型等。通過(guò)該對(duì)話框可以對(duì)選擇的零部件進(jìn)行關(guān)聯(lián)、除去、替換、重命名和激活等操作。,5.2.8 復(fù)制零部件,【快速多實(shí)例化】工具，是用于對(duì)加載的零部件按照一定的方式進(jìn)行復(fù)制裝配的工具，常用于一個(gè)產(chǎn)品存在多個(gè)相同零部件時(shí)。單擊【快速多實(shí)例化】工具按鈕右下黑色三角，展開(kāi)【多實(shí)例化】工具欄，該工具欄包括【快速多實(shí)例化】工具和【定義多實(shí)例化】工具。 1、快速多實(shí)例化 2、定義多實(shí)例化,5.3 裝配約束,約束是裝配設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵因素，零部件之間除了位置關(guān)系，還要考慮相互約束關(guān)系，才能完成裝配。裝配設(shè)

8、計(jì)平臺(tái)中提供了【約束創(chuàng)建】和【約束】2個(gè)工具欄，兩個(gè)工具欄包含【約束創(chuàng)建】工具、【相合約束】工具、【接觸約束】工具、【偏移約束】工具、【角度約束】工具、【固定組件】工具、【固聯(lián)】工具、【快速約束】工具、【靈活/固定子裝配件】工具、【更改約束】工具和【再使用模式】工具等約束工具。,5.3.1 裝配約束的注意事項(xiàng),一般來(lái)說(shuō)，建立一個(gè)裝配約束是，應(yīng)選取零件參照。零件參照和部件參照是零件盒裝配體中用于約束定位和定向的點(diǎn)、線、面。例如，通過(guò)“相合”約束將一根軸放入裝配體的一個(gè)孔中，軸的中心線就是元件參照，而孔的中心線就是部件參照。 系統(tǒng)一次只添加一個(gè)約束。例如，不能用一個(gè)“相合”約束將一個(gè)零件上兩個(gè)不同

9、的孔與裝配體中的另一個(gè)零件上的兩個(gè)不同的孔對(duì)齊，必須定義兩個(gè)不同的相合約束。,5.3.1 裝配約束的注意事項(xiàng),要對(duì)一個(gè)零件在裝配體重完整地指定放置和定向（即完整約束），往往需要定義多個(gè)裝配約束。 在CATIA中裝配零件是，可以將多月約束添加到零件上，即使從數(shù)學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，零件的位置已完全約束，仍可指定附加約束，以確保裝配件達(dá)到設(shè)計(jì)意圖。,5.3.2 創(chuàng)建約束方式,單擊【約束創(chuàng)建方式】工具右下黑色三角，展開(kāi)【約束創(chuàng)建方式】工具欄，如圖所示，該工具欄包含【默認(rèn)模式】、【鏈?zhǔn)侥Ｊ健?、【堆疊方式】3種連續(xù)創(chuàng)建約束的方法。 1、默認(rèn)模式 2、鏈?zhǔn)侥Ｊ?3、堆疊模式,5.3.3 相合約束(Coincide

10、nce Constraint),【相合約束】工具，是用于對(duì)齊零件的約束工具，根據(jù)選擇的幾何元素，可以獲得同心、同軸或共面約束。當(dāng)兩個(gè)幾何元素的最小距離小于10-3mm時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為它是是相合。下面列出可用于相合約束的幾何元素。 如圖約束屬性對(duì)話框 。,5.3.4 接觸約束（Contact Constraint）,【接觸約束】工具，是在平面或曲面之間創(chuàng)建接觸的約束工具，它們的公共區(qū)域可能是平面（面接觸）、線（線接觸）、點(diǎn)（點(diǎn)接觸）和圓（圓環(huán)接觸）。 實(shí)例1 實(shí)例2 實(shí)例3,5.3.5 偏移約束（Offset Constraint）,【偏移約束】工具，是用于設(shè)定兩個(gè)元素之間距離的約束工具。 YES表

11、示可以創(chuàng)建約束。,5.3.5 偏移約束（Offset Constraint）,（1）單擊【約束】工具欄上的【偏移約束】工具按鈕，選擇螺柱端面和螺母端面，系統(tǒng)彈出約束屬性對(duì)話框。 （2）在偏移微調(diào)框鍵入-10mm，單擊【確定】按鈕，偏移約束創(chuàng)建完成。 實(shí)例,5.3.6 角度約束,【角度約束】工具，是對(duì)兩個(gè)元素之間保證一定角度的約束工具，線和面都可以作為被選擇的幾何元素。 下面以如圖所示圖形為例，講解【角度約束】工具的使用方法，具體操作步驟如下所示： （1）單擊【約束】工具欄上的【角度約束】工具按鈕，選擇如圖所示兩個(gè)平面，系統(tǒng)彈出約束屬性定義對(duì)話框。 （2）在角度微調(diào)框鍵入60度，單擊【確定】按鈕

12、，角度約束創(chuàng)建完成。 實(shí)例,5.3.7 固定約束（Fix）,【固定組件】工具，是用于裝配更新時(shí)防止該部件從它的上一級(jí)裝配中移動(dòng)或離開(kāi)的約束工具。固定部件的約束有兩種類型。 （1）在一個(gè)固定約束中，要依靠裝配體的幾何原點(diǎn)來(lái)固定它的位置，就需要設(shè)置一個(gè)絕對(duì)位置，這個(gè)操作只需在約束定義對(duì)話框中選中【在空間中固定】復(fù)選框，就可以設(shè)置絕對(duì)坐標(biāo)了。 （2）在一個(gè)固定約束中，要依靠它固定的位置固定裝配體，就需要設(shè)置一個(gè)相對(duì)位置，這個(gè)操作需要在約束定義對(duì)話框中取消【在空間中固定】復(fù)選框。,5.3.7 固定約束（Fix）,該工具的操作步驟如下所示： （1）單擊【約束】工具欄上的【固定組件】工具按鈕，選擇需要的幾

13、何元素； （2）雙擊結(jié)構(gòu)樹(shù)中的固定組件圖標(biāo)，系統(tǒng)才會(huì)彈出約束定義對(duì)話框，在對(duì)話框中進(jìn)行設(shè)置固定約束類型。,5.3.8 固聯(lián)約束,【固聯(lián)】工具，是將所選取的活動(dòng)的若干零部件按照現(xiàn)有相對(duì)位置固定在一起的約束工具，移動(dòng)其中任意一個(gè)零部件，整組部件都將隨之移動(dòng)。該工具欄的操作步驟如下所示： （1）單擊【約束】工具欄上的【固聯(lián)】工具按鈕，系統(tǒng)彈出固聯(lián)對(duì)話框，如圖所示； （2）選擇要固聯(lián)的零部件，零部件就添加到列表框中，要從列表中移除部件，只需單擊它。 （3）單擊【確定】按鈕，完成固聯(lián)約束。,5.3.9 快速約束,【快速約束】工具，是按照快速約束列表中的約束優(yōu)先順序，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)選擇的零部件對(duì)象創(chuàng)建約束的工

14、具。選擇菜單欄中的【工具】|【選項(xiàng)】|【機(jī)械設(shè)計(jì)】|【裝配件設(shè)計(jì)】|【約束】選項(xiàng)卡可以對(duì)快速約束進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖所示。,5.3.10 更改約束,【更改約束】工具，是將已生成的約束根據(jù)需要更改成其它約束的工具。該工具的操作步驟如下所示： （1）單擊【約束】工具欄上的【更改約束】工具按鈕，在結(jié)構(gòu)樹(shù)上單擊需要更改的約束，系統(tǒng)彈出可能的約束對(duì)話框。 （2）在對(duì)話框中選擇更改成的約束，單擊【確定】按鈕，更改約束完成。,5.3.11 陣列約束,【再使用模式】工具，是通過(guò)使用零件設(shè)計(jì)生成的陣列，創(chuàng)建約束陣列的工具。該工具的操作步驟如下所示： （1）在利用陣列生成的零部件上安裝一個(gè)零件，并設(shè)置它們之間的約束關(guān)系

15、； （2）單擊【約束】工具欄上的【再使用模式】工具按鈕，系統(tǒng)彈出在圖樣上實(shí)例化對(duì)話框。 （3）選擇零件設(shè)計(jì)生成的陣列特征，這樣它會(huì)添加到圖樣區(qū)域的文本框中； （4）單擊要實(shí)例化的部件，選擇預(yù)先約束好的零部件，這樣他會(huì)添加到文本框中； （5）單擊【確定】按鈕，完成陣列約束。,5.3.12 剛性/柔性約束,產(chǎn)品中的子產(chǎn)品內(nèi)的零部件在產(chǎn)品中的固定方式有兩種：剛性固定和柔性固定。柔性固定指子產(chǎn)品中的零部件像其它零部件一樣利用羅盤或移動(dòng)按鈕進(jìn)行自由移動(dòng)。剛性固定指整個(gè)子產(chǎn)品只能作為剛性整體移動(dòng)。兩種固定方式的切換是利用【靈活/固定子裝配件】工具按鈕完成的。使用方法是單擊【靈活/固定子裝配件】工具按鈕，然

16、后在結(jié)構(gòu)樹(shù)上選擇子產(chǎn)品就完成了固定方式之間的切換。,5.4 裝配中零部件位置調(diào)整,零部件三維裝配就是體現(xiàn)零部件的位置關(guān)系，因此零部件的位置是裝配的關(guān)鍵?！疽苿?dòng)】工具欄就是調(diào)整零部件位置的工具，該工具欄包含【操縱】、【敏捷移動(dòng)】、【分解】和【碰撞時(shí)停止操縱】4個(gè)工具。,5.4.1 移動(dòng)零部件,【操縱】工具，是通過(guò)鼠標(biāo)拖動(dòng)或旋轉(zhuǎn)等方式移動(dòng)零部件的工具。單擊該工具欄，系統(tǒng)彈出操作參數(shù)對(duì)話框，如圖所示，對(duì)話框中各圖標(biāo)的含義如下所述。 第一行是控制沿著某坐標(biāo)軸方向移動(dòng)； 第二行是控制沿著某坐標(biāo)平面內(nèi)判斷； 第三行是控制沿著某坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)。 遵循約束復(fù)選框是幾何元素安裝約束定義的方向移動(dòng)。,5.4.2 快速

17、移動(dòng)零部件,【捕捉】工具欄是采用映射的方式對(duì)組件進(jìn)行快速移動(dòng)。單擊【捕捉】工具右下黑色三角，展開(kāi)【捕捉】工具欄，該工具欄包含【捕捉】和【智能移動(dòng)】2個(gè)工具。 1、捕捉 2、智能移動(dòng),5.4.3 生成裝配爆炸圖,【分解】工具，是對(duì)裝配在一起的零部件分解的工具，方便了解零部件之間的位置關(guān)系，并有利于生成二維圖紙。單擊該工具按鈕，系統(tǒng)彈出爆炸對(duì)話框，該對(duì)話框的內(nèi)容如下所述。 深度用于設(shè)置爆炸的層次。全部層表示將裝配產(chǎn)品分解至最底層，第一層表示僅分解到第一層零部件； 形式用于設(shè)置分解的方式。3D表示將產(chǎn)品在三維空間中分解；2D表示將產(chǎn)品分解后投影到XY平面上；約束表示將產(chǎn)品按照約束條件進(jìn)行分解，該方式

18、僅在產(chǎn)品中存在共軸或共面時(shí)有效；,5.4.3 生成裝配爆炸圖,選擇用于顯示選擇的用于分解的產(chǎn)品； 固定產(chǎn)品文本框用于選擇分解過(guò)程中位置固定不變的零部件； 轉(zhuǎn)動(dòng)爆炸滑塊條用于觀察整個(gè)分解過(guò)程。,5.4.4 碰撞停止,【碰撞時(shí)停止操縱】工具，是在激活該工具時(shí)，調(diào)整裝配件的零部件是，如果遇到碰撞，在碰撞方向上停止操縱的工具。,5.5 裝配分析,裝配設(shè)計(jì)完成后需要進(jìn)行相應(yīng)的分析，通過(guò)分析檢驗(yàn)裝配效果和零部件設(shè)計(jì)是否存在缺陷。Catia V5提供了【分析】（Analyze）菜單欄，如圖所示，菜單欄中包含了【空間分析】工具欄所有內(nèi)容。該菜單欄提供了很多裝配分析功能。下面具體講解使用方法。,5.5.1 材料

19、清單,選擇【分析】|【材料清單】命令，系統(tǒng)彈出物料清單對(duì)話框，如圖所示，該對(duì)話框有物料清單和清單報(bào)告兩個(gè)選項(xiàng)卡。 1、物料清單 2、清單報(bào)告,5.5.2 更新,選擇【分析】|【更新】命令，如果有更新元素，系統(tǒng)彈出更新分析對(duì)話框，在分析選項(xiàng)卡內(nèi)會(huì)顯示所有需要更新的元素以及相關(guān)數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)品中需要更新的產(chǎn)品、需要更新的約束，子產(chǎn)品中需要更新的部件、需要更新的約束以及需要更新的零件外觀顯示形態(tài)等。在更新選項(xiàng)卡內(nèi)，可以直接選擇需要更新的元素，然后單擊右側(cè)的更新工具按鈕進(jìn)行更新操作。如果當(dāng)前所有的元素都是最新的，產(chǎn)品中沒(méi)有需要更新的元素，系統(tǒng)會(huì)彈出更新分析對(duì)話框，提示“組件是最新的”。,5.5.3 約束分析,選擇【分析】|【約束分析】命令，系統(tǒng)彈出約束分析對(duì)話框