使用CATIA设计订书机盖的步骤及关键特征树

实例概述：

本实例介绍了一款订书机盖的设计过程。其主要设计思路是，首先在“线框和曲面设计”工作台完成模型的表面外形设计；然后转换到“零件设计”工作台中，利用“封闭曲面”命令将模型转化为实体；最后，使用凹槽和圆角特征命令完善整个模型。其中涉及很多曲面的命令，如扫掠、拉伸、修剪、分割和接合等，需要读者注意的是在修剪时曲面的修剪方向。零件模型及特征树如图8.1所示。

图8.1 零件模型及特征树

Step1.新建模型文件。选择下拉菜单命令；在列表框中选择选项，单击按钮；在“输入零部件名称”文本框中输入名称stapler，选中复选框，单击按钮，进入“零件设计”工作台。

Step2.切换工作台。选择下拉菜单命令，切换到“线框和曲面设计”工作台。

Step3.创建图8.2所示的草图1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击工具栏的“草图”按钮）。

（2）定义草绘平面。选取“yz平面”为草绘平面。

（3）绘制图8.3所示的草图。

（4）单击“工作台”工具栏的按钮，完成草图1的创建。

图8.2 草图1（建模环境）

图8.3 草图1（草绘环境）

Step4.添加图8.4所示的草图2。选择下拉菜单命令；选取“zx平面”为草绘平面；绘制图8.5所示的草图。

说明：图8.5所示的草图中的圆弧的圆心与V轴相合。

Step5.添加图8.6所示的零件特征──扫掠1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令。

（2）定义扫掠类型。在“扫掠曲面定义”对话框的区域中单击按钮，在下拉列表中选择选项。

（3）定义扫掠参数。选取“草图2”为扫掠轮廓，选取“草图1”为引导曲线。

（4）单击按钮，完成扫掠1的添加。

图8.4 草图2（建模环境）

图8.5 草图2（草绘环境）

图8.6 扫掠1

Step6.添加图8.7所示的草图3。选择下拉菜单命令；选取“xy平面”为草绘平面；绘制图8.8所示的草图（俯视图状态）。

说明：图8.8所示的草图中的圆弧的圆心与V轴相合。

图8.7 草图3（建模环境）

图8.8 草图3（草绘环境）

Step7.添加图8.9所示的零件特征──拉伸1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令。

（2）定义拉伸类型和尺寸。选取“草图3”为拉伸轮廓；在“拉伸曲面定义”对话框的区域的下拉列表中选择选项；在区域的文本框中输入值25；单击按钮，完成拉伸1的添加。

Step8.添加图8.10所示的零件特征──修剪1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令。

（2）定义修剪类型。在“修剪定义”对话框的下拉列表中选择选项。

（3）定义修剪元素。选取“拉伸1”“扫掠1”为修剪元素。

（4）定义修剪方向。单击“修剪定义”对话框中的按钮，以改变修剪方向。

说明：若修剪方向不对，读者可单击按钮调整修剪方向。

（5）单击按钮，完成修剪1的添加。

图8.9 拉伸1

图8.10 修剪1

Step9.切换工作台。选择下拉菜单命令，切换到“创成式外形设计”工作台。

Step10.添加图8.11b所示的倒圆角1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令。

（2）定义圆角化的对象。在“倒圆角定义”对话框的下拉列表中选择选项，选取图8.11a所示的2条边线为要圆角化的对象。

（3）确定倒圆角半径。在“倒圆角定义”对话框的文本框中输入值5。

（4）单击按钮，完成倒圆角1的添加。

图8.11 倒圆角1

Step11.添加图8.12b所示的倒圆角2。选择下拉菜单命令；在“倒圆角定义”对话框的下拉列表中选择选项；选取图8.12a所示的边线为要圆角化的对象；在“倒圆角定义”对话框的文本框中输入值5。

图8.12 倒圆角2

Step12.添加图8.13所示的平面1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“平面定义”对话框。

（2）定义平面类型和参考平面。在弹出的“平面定义”对话框的下拉列表中选择选项；激活文本框并右击，在弹出的快捷菜单中选取为参考平面。

（3）定义偏移距离。在文本框中输入值20，采用系统默认的偏移方向。

（4）单击“平面定义”对话框中的按钮，完成平面1的添加。

Step13.添加图8.14所示的草图4。选择下拉菜单命令；选取“平面1”为草绘平面；绘制图8.15所示的草图。

图8.13 平面1

图8.14 草图4（建模环境）

图8.15 草图4（草绘环境）

Step14.添加图8.16所示的零件特征──拉伸2。选择下拉菜单命令；选取“草图4”为拉伸轮廓；在“拉伸曲面定义”对话框的区域的下拉列表中选择选项；在区域的文本框中输入值50；单击按钮，改变拉伸方向；单击按钮，完成拉伸2的添加。

Step15.添加图8.17所示的零件特征──分割1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令。

（2）定义要切除的元素。选取“倒圆角2”为要切除的元素。

（3）定义切除元素。选取“拉伸2”为切除元素。

（4）定义分割方向。单击“分割定义”对话框中的按钮，以改变分割方向。

（5）单击按钮，完成分割1的添加。

图8.16 拉伸2

图8.17 分割1

Step16.添加图8.18所示的草图5。选择下拉菜单命令；选取“xy平面”为草绘平面；绘制图8.19所示的草图（俯视图状态）。

图8.18 草图5（建模环境）

图8.19 草图5（草绘环境）

Step17.添加图8.20所示的零件特征──拉伸3。选择下拉菜单命令；选取“草图5”为拉伸轮廓；在“拉伸曲面定义”对话框的区域的下拉列表中选择选项；在区域的文本框中输入值20。

Step18.添加图8.21所示的零件特征──分割2。选择下拉菜单命令；选取“拉伸3”为要切除的元素；选取“拉伸2”为切除元素。

说明：若方向相反，可在“分割定义”对话框中单击按钮，以改变分割方向。

图8.20 拉伸3

图8.21 分割2

Step19.添加图8.22所示的零件特征──分割3。选择下拉菜单命令；选取“拉伸2”为要切除的元素；选取“分割1”为切除元素；单击“分割定义”对话框中的按钮，以改变分割方向。

Step20.添加图8.23所示的零件特征──对称1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令。

（2）定义对称元素。选取“分割2”为对称元素。

（3）定义参考平面。在文本框中右击，在弹出的快捷菜单中选择为参考平面。(www.xing528.com)

（4）单击按钮，完成对称1的添加。

图8.22 分割3

图8.23 对称1

Step21.添加图8.24所示的零件特征──接合1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令。

（2）选择要接合的元素。选取“分割1”“分割2”“对称1”为要接合的元素。

（3）单击按钮，完成接合1的添加。

Step22.添加图8.25b所示的零件特征──分割4。选择下拉菜单命令；选取“分割3”为要切除的元素；选择“接合1”为切除元素。

说明：在进行分割4时，系统会弹出“多重结果管理”对话框，在该对话框中选中单选项即可。

图8.24 接合1

图8.25 分割4

Step23.添加图8.26所示的零件特征──接合2。选择下拉菜单命令；选取“接合1”和“分割4”为要接合的元素。

Step24.添加图8.27所示的草图6。选择下拉菜单命令；选取“平面1”为草绘平面；绘制图8.28所示的草图。

图8.26 接合2

图8.27 草图6（建模环境）

图8.28 草图6（草绘环境）

Step25.添加图8.29所示的零件特征──拉伸4。选择下拉菜单命令；选取“草图6”为拉伸轮廓；在“拉伸曲面定义”对话框的区域的下拉列表中选择选项；在区域的文本框中输入值40；单击按钮，改变拉伸方向；单击按钮，完成拉伸4的添加。

Step26.添加图8.30所示的零件特征──分割5。选择下拉菜单命令；选取“接合2”为要切除的元素；选取“拉伸4”为切除元素；单击“分割定义”对话框中的按钮，以改变分割方向。

图8.29 拉伸4

图8.30 分割5

Step27.添加图8.31所示的草图7。选择下拉菜单命令；选取“xy平面”为草绘平面；绘制图8.32所示的草图（俯视图状态）。

图8.31 草图7（建模环境）

图8.32 草图7（草绘环境）

Step28.添加图8.33所示的零件特征──拉伸5。选择下拉菜单命令；选取“草图7”为拉伸轮廓；在“拉伸曲面定义”对话框的区域的下拉列表中选择选项；在区域的文本框中输入值20。

Step29.添加图8.34所示的零件特征──分割6。选择下拉菜单命令；选取“拉伸5”为要切除的元素；选择“拉伸4”为切除元素。

图8.33 拉伸5

图8.34 分割6

Step30.添加图8.35所示的零件特征──对称2。选择下拉菜单命令；选取“分割6”为对称元素；在文本框中右击，在弹出的快捷菜单中选择为参考平面。

Step31.添加图8.36所示的零件特征──分割7。选择下拉菜单命令；选取“拉伸4”为要切除的元素；选取“分割5”为切除元素；单击“分割定义”对话框中的按钮，以改变分割方向。

图8.35 对称2

图8.36 分割7

Step32.添加图8.37所示的零件特征──接合3。选择下拉菜单命令，选取“分割6”“对称2”“分割5”为要接合的元素。

Step33.添加图8.38b所示的零件特征──分割8。选择下拉菜单命令；选取“分割7”为要切除的元素；选取“接合3”为切除元素。

说明：若此处弹出“多重结果管理”对话框，采用保留所有子元素即可。

图8.37 接合3

图8.38 分割8

Step34.添加图8.39所示的零件特征──接合4。选择下拉菜单命令；选取“接合3”“分割8”为要接合的元素。

Step35.添加图8.40所示的草图8。选择下拉菜单命令；选取“平面1”为草绘平面；绘制图8.41所示的草图。

图8.39 接合4

图8.40 草图8（建模环境）

图8.41 草图8（草绘环境）

Step36.添加图8.42所示的零件特征──拉伸6。选择下拉菜单命令；选取“草图8”为拉伸轮廓；在“拉伸曲面定义”对话框的区域的下拉列表中选择选项；在区域的文本框中输入值40；单击按钮，改变拉伸方向；单击按钮，完成拉伸6的添加。

Step37.添加图8.43所示的零件特征──修剪2。选择下拉菜单命令；在“修剪定义”对话框的下拉列表中选择选项；选取“拉伸6”“接合4”为修剪元素；单击“修剪定义”对话框中的按钮和按钮，以改变修剪方向。

Step38.转换工作台。选择下拉菜单命令，切换到“零件设计”工作台。

Step39.添加图8.44所示的零件特征──封闭曲面1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令。

（2）定义要封闭的对象。选取“修剪2”为要封闭的对象。

（3）单击按钮，完成封闭曲面1的添加。

说明：完成此步后，将“修剪2”隐藏。

图8.42 拉伸6

图8.43 修剪2

图8.44 封闭曲面1

Step40.添加图8.45所示的零件特征──凹槽1。选择下拉菜单命令；选取图8.46所示的平面为草绘平面；绘制图8.47所示的草图；在下拉列表中选择选项，在文本框中输入值18；单击按钮，完成凹槽1的添加。

说明：尺寸半径为98的圆弧的圆心与V轴相合。

图8.45 凹槽1

图8.46 选取草绘平面

图8.47 截面草图

Step41.添加图8.48b所示的倒圆角3。选取图8.48a所示的2条边线为倒圆角对象，圆角半径值为0.1。

图8.48 倒圆角3

Step42.添加图8.49b所示的倒圆角4。选取图8.49a所示的2条边线为倒圆角对象，圆角半径值为0.1。

图8.49 倒圆角4

Step43.添加图8.50b所示的倒圆角5。选取图8.50a所示的2条边线为倒圆角对象，

圆角半径值为0.1。

图8.50 倒圆角5

Step44.添加图8.51b所示的倒圆角6。选取图8.51a所示的2条边线为倒圆角对象，圆角半径值为0.1。

图8.51 倒圆角6

Step45.保存零件模型。选择下拉菜单命令，即可保存零件模型。