中文版CATIA V5R21完全实战技术手册

第1章CATIAV5R21概论
1.1了解CATIAV5R212
1.1.1CATIA的发展历程2
1.1.2CATIA的功能概览2
1.1.3CATIAV5R21的新增功能6
1.2学习CATIAV5R21的安装方法7
1.3CATIAV5用户界面10
1.3.1启动CATIAV5R2111
1.3.2熟悉菜单栏11
1.3.3熟悉工具条14
1.3.4熟悉命令提示栏15
1.4熟悉特征树16
1.5课后习题17
第2章踏出CATIAV5R21的第一步
2.1辅助操作工具20
2.1.1鼠标的操作20
2.1.2指南针的使用22
2.1.3对象的选择24
2.1.4视图在屏幕上的显示25
2.2文件操作27
2.3视图操作29
2.4课后习题33
第3章踏出CATIAV5R21的第二步
3.1工作环境设置36
3.2界面定制44
3.3创建模型参考47
3.3.1参考点47
3.3.2参考直线53
3.3.3参考平面56
3.4修改图形属性57
3.4.1通过工具栏修改属性57
3.4.2通过上下文菜单修改属性58
3.5实战应用—吊钩造型设计58
3.6课后习题60
第4章草图绘图指令
4.1认识草图工作台63
4.1.1草图工作台的进入63
4.1.2草图绘制工具64
4.2智能捕捉64
4.2.1点捕捉64
4.2.2坐标输入65
4.2.3在H、V轴上捕捉66
4.3草图绘制命令68
4.3.1绘制点69
4.3.2直线、轴70
4.3.3绘制圆72
4.3.4绘制圆弧73
4.4绘制预定义轮廓线74
4.4.1绘制样条线77
4.4.2绘制二次曲线79
4.4.3绘制轮廓线81
4.5实战应用84
4.5.1实战一：绘制法兰草图84
4.5.2实战二：摇柄草图86
4.6课后习题88
第5章草图约束与编辑指令
5.1图形编辑90
5.1.1圆角90
5.1.2倒角91
5.1.3修剪图形92
5.1.4图形变换94
5.1.5获取三维形体的投影96
5.2几何约束101
5.2.1自动几何约束101
5.2.2手动几何约束101
5.3尺寸约束106
5.3.1自动尺寸约束106
5.3.2手动尺寸约束107
5.3.3动画约束107
5.3.4编辑尺寸约束108
5.4实战应用—底座零件草图110
5.5课后习题112
第6章实体特征设计指令
6.1实体特征设计概述114
6.1.1进入零件设计工作台114
6.1.2零件设计工作台界面114
6.1.3特征树117
6.2凸台特征118
6.2.1凸台特征119
6.2.2拔模圆角凸台123
6.2.3多凸台124
6.3凹槽特征125
6.3.1凹槽特征125
6.3.2拔模圆角凹槽127
6.3.3多凹槽127
6.4旋转体128
6.5旋转槽130
6.6孔特征131
6.7肋特征135
6.8开槽特征137
6.9多截面实体138
6.10已移除的多截面实体141
6.11加强肋142
6.12实体混合143
6.13基于曲面的特征144
6.13.1分割特征144
6.13.2厚曲面特征145
6.13.3封闭曲面145
6.13.4缝合曲面146
6.14实战应用—座椅设计147
6.15课后习题151
第7章特征编辑与操作指令
7.1修饰特征153
7.1.1倒圆角153
7.1.2倒角158
7.1.3拔模159
7.1.4抽壳162
7.1.5厚度163
7.1.6内螺纹/外螺纹164
7.1.7移除面165
7.1.8替换面165
7.2变换特征166
7.2.1平移166
7.2.2旋转167
7.2.3对称168
7.2.4定位168
7.2.5镜像169
7.2.6阵列特征170
7.2.7缩放174
7.2.8仿射174
7.3布尔运算175
7.3.1装配175
7.3.2添加175
7.3.3移除176
7.3.4相交176
7.3.5联合修剪176
7.3.6移除块176
7.4特征编辑177
7.4.1重新定义特征177
7.4.2特征的重排序与插入功能179
7.4.3分解特征179
7.4.4取消与激活局部特征180
7.4.5特征的撤销与重复功能180
7.4.6删除特征180
7.5实战应用—铁铲设计180
7.6课后习题184
第8章零件装配设计指令
8.1装配设计概述187
8.1.1进入装配设计工作台187
8.1.2装配术语189
8.2装配结构设计与管理190
8.2.1创建产品190
8.2.2创建部件190
8.2.3创建零件190
8.2.4从产品生成CATPart190
8.2.5装配更新191
8.3自底向上装配191
8.3.1概念与步骤191
8.3.2加载现有部件191
8.3.3加载具有定位的现有部件192
8.3.4加载标准件193
8.3.5移动195
8.3.6装配约束201
8.4自顶向下装配207
8.4.1基本概念207
8.4.2自顶向下装配方法207
8.5装配编辑与修改208
8.5.1约束编辑208
8.5.2替换部件209
8.5.3图形树重新排序210
8.5.4复制零部件210
8.5.5多实例化210
8.5.6重新使用阵列211
8.6装配特征213
8.6.1分割213
8.6.2孔214
8.6.3凹槽215
8.6.4移除215
8.6.5添加216
8.6.6对称216
8.7装配分析220
8.7.1分析装配220
8.7.2干涉检测与分析223
8.7.3切片分析225
8.7.4距离和区域分析227
8.8实战应用—风机装配设计228
8.9课后习题230
第9章工程图设计指令
9.1工程图概述233
9.1.1进入工程图设计工作台233
9.1.2工程图工作台用户界面234
9.1.3工程图环境设置235
9.2新建图纸页236
9.2.1创建图纸236
9.2.2新建图纸237
9.3图框和标题栏设计238
9.3.1创建图框和标题栏238
9.3.2引入图框和标题栏238
9.4建立工程视图239
9.4.1创建投影视图239
9.4.2创建截面视图244
9.4.3局部放大视图246
9.4.4裁剪视图247
9.4.5断开视图248
9.5工程视图编辑250
9.5.1移动视图250
9.5.2对齐视图250
9.5.3视图隐藏、显示和删除250
9.5.4视图复制和粘贴251
9.5.5更新视图251
9.5.6修改剖面线251
9.5.7工程图纸属性252
9.5.8视图属性252
9.6工程图中的草图绘制实例绘图253
9.6.1工程图中草图绘制工具253
9.6.2筋（肋）特征的处理254
9.7修饰特征254
9.7.1创建中心线255
9.7.2创建填充剖面线256
9.7.3标注箭头257
9.8标注尺寸257
9.8.1自动生成尺寸257
9.8.2手动标注尺寸258
9.8.3标注尺寸公差260
9.8.4修改尺寸标注262
9.8.5基准特征和形位公差263
9.9标注注释263
9.9.1标注文本264
9.9.2标注粗糙度和焊接符号264
9.10实战应用—泵体工程图设计265
9.11课后习题270
第10章机械运动与仿真分析
10.1DMU运动仿真模块概述272
10.1.1进入DMU运动仿真工作台272
10.1.2DMU运动仿真工作台
用户界面272
10.2新机械装置274
10.3DMU运动机构274
10.3.1运动接合274
10.3.2固定零件290
10.3.3装配约束转换290
10.3.4速度和加速度291
10.3.5分析机械装置293
10.4DMU运动模拟294
10.4.1使用命令进行模拟294
10.4.2使用法则曲线进行模拟294
10.5DMU运动动画295
10.5.1综合模拟296
10.5.2编译模拟296
10.5.3观看重放297
10.6运动机构更新298
10.6.1更新位置298
10.6.2重置位置298
10.7实战应用—活塞式压气机运动298
10.8课后习题303
第11章钣金件设计指令
11.1设计概述305
11.1.1进入创成式钣金设计工作台305
11.1.2创成式钣金设计界面305
11.2钣金参数设置307
11.2.1设置钣金壁常量参数307
11.2.2设置折弯终止方式307
11.2.3设置钣金折弯容差308
11.3创建第一钣金壁308
11.3.1侧壁（平整第一钣金壁）308
11.3.2拉伸壁309
11.3.3斗状壁310
11.3.4通过自由成型曲面312
创建第一钣金壁312
11.3.5桶形壁312
11.3.6将实体零件转化为钣金313
11.4创建弯边壁314
11.4.1边线侧壁314
11.4.2直边弯边316
11.4.3平行弯边318
11.4.4滴状翻边318
11.4.5用户定义弯边318
11.5钣金的折弯与展开319
11.5.1钣金的折弯319
11.5.2钣金展开321
11.5.3钣金的收合321
11.5.4点和曲线对应322
11.6钣金视图和重叠检查323
11.6.1钣金视图323
11.6.2钣金的重叠检查323
11.7钣金剪裁与冲压324
11.7.1凹槽切削324
11.7.2孔特征325
11.7.3拐角止裂槽326
11.7.4倒圆角327
11.7.5倒角328
11.8钣金成型特征328
11.8.1曲面冲压328
11.8.2滴状冲压（凸圆冲压）330
11.8.3曲线冲压331
11.8.4凸缘剪裁332
11.8.5通气窗冲压（散热孔冲压）332
11.8.6桥接冲压333
11.8.7凸缘孔冲压335
11.8.8圆形冲压（环状冲压）336
11.8.9加强肋冲压337
11.8.10隐藏销冲压337
11.8.11用户定义冲压338
11.9钣金件变换操作339
11.9.1镜像339
11.9.2阵列特征339
11.9.3平移特征340
11.10实战应用—操作手臂设计341
11.11课后习题345
第12章机械零件设计综合案例
12.1机械标准件设计347
12.1.1螺栓、螺母设计347
12.1.2齿轮设计350
12.1.3轴承设计355
12.1.4销、键连接设计358
12.1.5弹簧设计361
12.2机械4类零件设计363
12.2.1轴类零件设计363
12.2.2盘盖类零件设计364
12.2.3箱体类零件366
12.2.4支架类零件设计369
12.3凸轮设计373
12.4连杆结构设计377
12.5实战应用—电线插头设计380
12.6课后习题384
第13章创成式曲线设计指令
13.1创成式外形设计模块387
13.1.1切换至【创成式外形
设计】模块387
13.1.2工具栏介绍387
13.2空间曲线的创建388
13.2.1曲线的创建方式388
13.2.2空间点与等距点388
13.2.3空间直线393
13.2.4空间轴397
13.2.5参考平面398
13.2.6投影曲线401
13.2.7  混合曲线402
13.2.8相交曲线402
13.2.9  平行曲线403
13.2.10偏置3D曲线404
13.2.11  空间圆弧类曲线405
13.2.12空间样条曲线407
13.2.13螺旋线408
13.2.14等参数曲线408
13.3实战应用409
13.3.1实战一：口杯线框设计409
13.3.2实战二：概念吹风线框设计412
13.4课后习题415
第14章创成式曲面设计指令
14.1创成式曲面简介417
14.1.1创成式曲面设计特点417
14.1.2工具栏介绍417
14.2常规曲面418
14.2.1拉伸曲面418
14.2.2旋转曲面418
14.2.3球面419
14.2.4圆柱面419
14.3复杂曲面420
14.3.1扫掠曲面420
14.3.2适应性扫掠面422
14.3.3填充曲面423
14.3.4多截面曲面424
14.3.5桥接曲面424
14.3.6偏置曲面425
14.4编辑曲线与曲面426
14.4.1接合426
14.4.2修复426
14.4.3拆解427
14.4.4分割427
14.4.5修剪428
14.4.6取消修剪429
14.4.7提取元素429
14.4.8曲面圆角431
14.4.9几何变换433
14.4.10曲面延伸435
14.5曲面与实体的转换436
14.5.1使用【封闭曲面】转化实体436
14.5.2使用【厚曲面】转化实体436
14.5.3曲面分割实体437
14.6实战应用437
14.6.1实战一：电吹风壳体438
14.6.2实战二：座机电话外壳443
14.7课后习题451
第15章自由曲面设计
15.1CATIA自由曲面概述453
15.1.1切换到【自由曲面】模块453
15.1.2工具栏介绍453
15.2曲线的创建455
15.2.13D曲线455
15.2.2曲面上的曲线455
15.2.3投影曲线456
15.2.4桥接曲线456
15.2.5样式圆角457
15.2.6匹配曲线457
15.3曲面的创建457
15.3.1平面缀面458
15.3.2拉伸曲面459
15.3.3旋转曲面459
15.3.4偏置曲面460
15.3.5外插延伸461
15.3.6桥接曲面461
15.3.7曲面样式圆角461
15.3.8填充曲面462
15.3.9自由填充曲面463
15.3.10网状曲面463
15.3.11样式扫掠曲面464
15.4曲线与曲面的编辑464
15.4.1断开464
15.4.2取消修剪465
15.4.3连接465
15.4.4拆散465
15.4.5转换曲线或曲面466
15.4.6复制几何参数466
15.5曲面外形修改467
15.5.1对称467
15.5.2调整控制点467
15.5.3匹配曲面468
15.5.4拟合几何图形469
15.5.5全局变形469
15.5.6扩展曲面471
15.6实战应用—小音箱面板设计471
15.7课后习题477
第16章曲线与曲面优化分析
16.1分析曲线479
16.1.1分析曲线的连续性479
16.1.2分析曲线的曲率480
16.2分析曲面480
16.2.1曲面的曲率分析480
16.2.2切除面分析481
16.2.3强调显示线分析482
16.2.4脱模分析482
16.2.5曲面连续性分析483
16.2.6环境对映分析483
16.2.7斑马线分析484
16.2.8反射线分析484
16.2.9衍射线分析484
16.2.10曲面的距离分析485
16.3实战应用—瓶体曲面分析486
16.4课后习题487
第17章逆向工程曲面设计
17.1逆向工程曲面简介489
17.1.1逆向工程的概念489
17.1.2CATIA逆向设计模块489
17.1.3切换到【逆向点云编辑】模块489
17.1.4工具栏介绍490
17.2点云数据处理492
17.2.1点云数据的导入492
17.2.2点云数据的输出492
17.2.3编辑点云493
17.3点云重定位494
17.3.1使用罗盘对正点云495
17.3.2以很好适应对正495
17.3.3以约束对正496
17.3.4以球对正496
17.4点云网格化处理497
17.4.1创建网格面497
17.4.2偏移网格面498
17.4.3光顺网格面498
17.4.4降低网格密度498
17.4.5优化网格面499
17.4.6合并点云或网格面499
17.4.7分割网格面500
17.4.8修剪或分割网格面500
17.4.9投影至平面500
17.5曲线的构建501
17.5.13D曲线501
17.5.2网格面上创建曲线501
17.5.3创建投影曲线502
17.5.4创建平面交线502
17.5.5点云扫描创建曲线503
17.5.6创建网格面边线503
17.6逆向曲面重建504
17.6.1切换到【逆向曲面重建】
模块504
17.6.2曲线切片504
17.6.3调整节点504
17.6.4清理轮廓505
17.6.5自动曲面505
17.7实战应用—后视镜壳体506
17.8课后习题509
第18章曲面优化与模型渲染
18.1曲面优化设计511
18.1.1中心凹凸曲面511
18.1.2基于曲线的曲面变形511
18.1.3基于曲面的曲面变形512
18.1.4外形渐变512
18.1.5自动圆角513
18.2CATIA实时渲染514
18.2.1应用材料514
18.2.2场景编辑器516
18.2.3制作动画518
18.3实战应用—M41步枪渲染519
18.4课后习题521
第19章关联设计
19.1关联设计简介523
19.2常见的两种关联设计523
19.2.1装配体参考法523
19.2.2曲面分割法523
19.3案例解析524
19.3.1时尚U盘524
19.3.2剃须刀壳体527
19.4课后习题546
第20章产品造型综合案例一
20.1QQ企鹅造型设计548
20.1.1造型流程分析548
20.1.2造型过程548
20.2沐浴露瓶体造型设计558
20.2.1造型流程分析558
20.2.2造型过程559
20.3电话听筒关联设计565
20.3.1设计思路分析566
20.3.2创建外观控件566
20.3.3分割听筒上盖569
20.3.4分割听筒下盖570
20.4探照灯关联设计572
20.4.1设计思路分析572
20.4.2创建外观控件572
20.4.3分割前罩盖578
20.4.4分割左右侧壳体581
第21章产品造型综合案例二
21.1万能充电器设计584
21.1.1设计思路分析584
21.1.2创建基体控件584
21.1.3分割基体上盖587
21.1.4分割基体下盖591
21.1.5分割基体套环596
21.1.6创建转动插头597
21.1.7创建夹板599
21.1.8显示总装配605
21.2吹风机设计605
21.2.1设计思路分析605
21.2.2创建第一外观控件606
21.2.3分割前罩体610
21.2.4分割后罩体612
21.2.5创建第二外观控件613
21.2.6分割手柄左壳体616
21.2.7分割手柄右壳体617
21.2.8显示总装配618
第22章模具拆模设计
22.1型芯型腔设计模块概述620
22.1.1进入【型芯&型腔设计】
工作台620
22.1.2型芯型腔设计工作台
用户界面620
22.2加载和分析模型623
22.2.1加载模型623
22.2.2模型比较625
22.2.3脱模方向分析626
22.2.4创建边界盒627
22.3定义脱模方向628
22.3.1  创建主脱模方向628
22.3.2定义滑块和斜顶开模方向630
22.3.3变换图元632
22.3.4分割模具区域633
22.3.5集合模具区域636
22.3.6创建分解视图636
22.4绘制分模线637
22.4.1创建分模线637
22.4.2创建链结边线639
22.4.3依据颜色创建分模线641
22.5绘制分型面641
22.5.1创建填充曲面641
22.5.2创建分型曲面642
22.5.3创建扫掠曲面645
22.5.4创建填充曲面646
22.5.5创建多截面曲面647
22.5.6创建接合曲面648
22.6实战应用—电器操作盒
模具设计650
22.7课后习题662
第23章数控加工技术引导
23.1CATIA数控加工知识要点664
23.1.1加工环境设置664
23.1.2加工机床667
23.1.3加工坐标系670
23.2毛坯零件672
23.2.1创建毛坯零件672
23.2.2装配毛坯零件673
23.2.3毛坯几何体673
23.3加工前的准备工作674
23.3.1加载加工模型674
23.3.2安全平面675
23.3.3创建零件操作676
23.3.4加工刀具设置与管理677
23.3.5刀路变换680
23.3.6刀路仿真681
23.3.7余量/过切检测682
23.3.8后处理设置方法683
23.4实战应用—安装盘数控加工
范例685
第24章2.5轴铣削加工
24.1几何参数设置693
24.1.1平面铣削几何参数设置693
24.1.2型腔铣削几何参数设置694
24.1.3粗加工几何参数设置698
24.1.4两平面间轮廓铣削几
何参数设置699
24.1.5两曲线间轮廓铣削几
何参数设置700
24.1.6曲线与曲面间轮廓铣
削几何参数设置701
24.1.7端平面铣削几何参数设置702
24.1.8曲线铣削几何参数设置704
24.1.9凹槽铣削几何参数设置705
24.1.10摆线铣削几何参数
设置方法706
24.1.112.5轴刀具路径类型设置707
24.1.12型腔铣刀具路径参数设置709
24.1.13设置起点进刀和终点退刀—
ApproachandRetract710
24.1.14设置连接进刀和退刀—
LinkApproachandLinking
Retract712
24.1.15设置同层之间刀轨的进刀退刀—
ReturninaLevel
Retract/Approach713
24.1.16设置精加工进刀和退刀路线—
Returnfinishpass
Retract/Approach715
24.1.17设置多层之间刀轨的连接—
ReturnbetweenLevels
Approach/Retract716
24.1.18创建孔加工操作717
24.1.19创建多型腔铣加工操作720
24.1.20二维加工区域的创建723
24.2实战应用—面板加工724
第25章三轴曲面铣削加工要点
25.1三轴曲面铣削加工要点734
25.1.1等高线加工几何参数设置734
25.1.2等高线加工刀具路径
参数设置736
25.1.3等高线加工进退刀
参数设置739
25.1.4投影粗加工几何和刀
具路径参数设置740
25.1.5投影精加工几何和刀具路径
参数设置742
25.1.6投影加工起点进刀和终点退刀—
ApproachandRetract745
25.1.7投影加工连接进刀和退刀—
LinkApproachandLinking
Retract748
25.1.8投影加工行间刀轨连接—
BetweenpassesLink749
25.1.9优选精加工几何和刀具路径
参数设置750
25.1.10双引导线驱动轮廓驱动加工几何
和刀具路径参数设置751
25.1.11平行曲线驱动轮廓驱动加工几何
和刀具路径参数设置753
25.1.12脊线驱动轮廓驱动加工几何
和刀具路径参数设置755
25.1.13沿面加工几何和刀具路径
参数设置756
25.1.14螺旋加工几何和刀具路径
参数设置757
25.1.15清根加工几何和刀具路径
参数设置758
25.1.16几何区域创建和使用759
25.1.17加工区域创建和使用761
25.2实战应用—V型腔三轴
铣削加工762
第26章多轴铣削加工
26.1多轴铣削加工的操作与设置775
26.1.1固定刀轴设置与应用—
Fixedaxis775
26.1.2前倾和侧倾刀轴设置与应用—
Leadandtilt775
26.1.3通过点刀轴设置与应用—
Thruapoint776
26.1.4垂直直线刀轴设置与应用—
Normaltoline777
26.1.5通过引导刀轴设置与应用—
Thruaguide777
26.1.6垂直于驱动曲面刀轴设置与应用—
Normaltodrivesurface778
26.1.7插值刀轴设置与应用—
Interpolation779
26.1.8优化前倾刀轴设置与应用—
Optimizedlead780
26.1.94轴前倾刀轴设置与应用—
4Axislead/lag780
26.1.10自动侧倾刀轴设置与应用—
Automatictilt781
26.1.11多轴投影加工几何和刀具路径
参数设置方法—
Multi-AxisSweeping782
26.1.12多轴沿面加工几何和刀具路径
参数设置—
IsoparametricMachining783
26.1.13多轴轮廓驱动加工几何和刀具
路径参数设置—Multi-Axis
ContourDriven784
26.1.14多轴管道加工几何和刀具路径
参数设置—Multi-Axis
TubeMachining785
26.1.15多轴螺旋加工几何和刀具路径
参数设置—Multi-Axis
SpiralMilling787
26.1.16多轴曲线加工几何和刀具路径
参数设置—Multi-Axis
CurveMachining788
26.1.17多轴侧刃轮廓加工几何和刀具
路径参数—Multi-Axis
FlankContouring789
26.1.18多腔侧刃轮廓加工几何和刀具
路径参数设置—Multi-Pockets
Flankcontouring791
26.1.194轴型腔铣加工几何和刀具路径
参数设置—
4AxisPocketing792
26.1.204轴曲线投影加工几何和刀具
路径参数设置方法—
4AxisCurveSweeping793
26.2实战应用—车灯凸模
多轴加工794

本书基于CATIA V5R21软件的全功能模块进行全面细致的讲解。全书由浅到深、循序渐进地介绍了CATIA V5R21 的基本操作及命令的使用，并配合大量的制作实例。 本书共分为26章，从CATIA V5R21软件的安装和启动开始，详细介绍了CATIA V5R21的基本操作与设置、草图绘图、草图约束与编辑、实体特征设计、特征编辑与操作、零件装配设计、工程图设计、机械运动与仿真分析、钣金件设计、机械零件设计、创成式曲线设计、创成式曲面设计、自由曲面设计、曲线与曲面优化分析、逆向工程曲面设计、曲面优化与模型渲染、关联设计、模具拆模、数控加工技术、2.5轴铣削加工、三轴曲面铣削加 工、多轴铣削加工等内容。 本书结构严谨、内容翔实、知识全面、可读性强，设计实例实用性强、专业性强、步骤明确，是广大读者快速掌握CATIA V5R21 中文版的自学实用指导书，也可作为大专院校计算机辅助设计课程的指导教材。

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