CATIA V5 基础培训教材——草图
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CATIAV5详细教程--草图CATIA V5教程—草图草图模式即是在特定的二维平面上绘制线性结构图元,退出草图方式后将草图产生的图元以旋转、拉伸或扫描的方式,建构出实体模型特征。
1.1进入草图工作台有几种进入方式:Start->Mechanical Design ->Sketcher在窗口右边工具条上点击“Sketcher”工具条的“sketcher”按钮;在“Workbench”工具条中选择“Sketcher”草图是一个二维环境,需要选择一个草图绘置平面才能进入草图绘置状态。
CATIA中可以选择窗口中央的三个基准平面(XY平面、YZ 平面、ZX平面),还可以使用平面与实体上的任何一个平面作为草图的工作平面。
进入草图绘置模块,必须选择草图工作平面后才能进入草图绘置工作平面。
进入草图工作平面之后,可直接在草图工作平面上绘制草图。
1.2草图功能简介用户可以在草图上绘制出概念草图,然后再利用其它功能将零件详细部分绘制出。
草图工作平面上提供许多功能,以方便用户绘制出矩形、圆形、多边形、样条曲线(B-Spline curve)等等。
草图工作平面分为4类:提供用户选择平面上的对象、进入与离开草图模块的功能。
拥有绘制各种二维曲线图形的图标;提供移动、旋转、偏置、缩放等各种二维曲线的编辑功能。
提供曲线约束关系的各种约束设置方法。
1. 选择对象Select工具栏为用户提供了不同的方式来选择草图平面上的对象,有Select(选择)、SelectTrap(挑选式选择)、Intersecting Trap(交集式选择)、PolygonTrap(多边形框式选择)与Paint Stroke Selection(绘图交集式选择)5种。
(1)选择Select系统默认的选择方式,用户以鼠标的左键点击选择单个对象,可以用Ctrl+点击鼠标左键的方式多选对象,还可以用鼠标左键拉出选择框。
(2)S elect Trap(挑选式选择)只有完全在选择框中的物体才能被选择到。
展大國際PIOVISIONCATIA V5 訓練教材CATIA 草圖設計(SKE)模組展大國際PIOVISION觀念釐清草圖是建立2D 外形最簡單的一種方式,而2D 外形是實體或曲面設計的基礎,運用草圖中尺寸的設變方法,則草圖中的尺寸也是參變數運用的碁石草圖必需依附在一個平面,並在此平面上定義2D 外形、尺寸、位置,故必需配合平面的定義才能完成在3D 空間中的定義草圖.1 依附在平面.1 上在左圖平面.1 現旋轉的角度為30deg右圖已將平面.1 設變角度為60 deg左圖中的尺寸關係式如下35mm = 70mm /252.5mm = 35mm *1.5140mm = 70mm *2右圖中將70mm 設變為60mm 相關尺寸即自動更新展大國際PIOVISION進入/離開草圖選取草圖依附平面→按指令圖示或是按指令圖示→選取草圖依附平面進入[草圖設計] 模組離開草圖設計模組回到零件設計模組零件設計模組草圖中的格線︰實線的間隔︰100mm 虛線的間隔︰10mm 間隔設定︰工具功能表/ 選項/ 機械設計/ 草圖(s) / 繪圖者/ 格狀顯示︰顯示或隱藏格線主要間隔︰設定實線的間隔(100mm)刻度︰虛線的間隔即在主要間隔中分成幾等份(10 , 100mm / 10 = 10mm)允許失真︰水平與垂直允許不同的大小的間隔展大國際PIOVISION指令及工具列簡介建立拘束條件自動產生拘束條件驅動拘束條件斷面預先定義斷面圓雲形線圓錐線軸點立體幾何轉換截斷倒角圓角草圖工具工具列作用中模組的主要工具,全部在[ 插入功能表] 內展大國際PIOVISION如何判斷現在位於那一個草圖當零件中有2 個以上未使用的草圖時,假設有草圖.1、草圖.2、草圖.3連擊[草圖.1] 二下作用中的草圖在結構樹中會有一條白色底線,而該草圖的線條也會比較粗,可看見幾何拘束符號及所標註的尺寸(即可修改該草圖)作用於草圖.1 時,只能管理自已內部的外形、尺寸、…相關的物件,無法刪除其它草圖的物件,亦無法將自我刪除,僅可刪除本身內部的物件在此狀態可以選取草圖.1、草圖.2、草圖.3並將其刪除,即將其從結構樹移除(即可刪除整個草圖)草圖的架構絕對座標軸︰包含[ 原點]、[ 水平方向]、[ 垂直方向] ,為草圖的位置原點, 而水平、垂直方向可視為無限長的直線.幾何︰為自行設計的外形,包含點、線、圓、雲形線…等拘束︰包含[ 尺寸拘束] 及[ 幾何拘束]尺寸拘束︰即長度、距離、角度、半徑、直徑幾何拘束︰即固定、同一的、同心的、相切、平行、垂直、水平、鉛直、對稱、中點、等距點展大國際PIOVISION展大國際PIOVISION顏色代表的意義灰色→建構(參考)元件黃色→不可修改的元件紅橙色→已選取的元件白色→未拘束的元件棕色→無法改變的元件綠色→固定/基準/已拘束的元件紫色→過度拘束的元件紅色→不一致的元件增加拘束條件刪除多餘的尺寸拘束刪除多餘的尺寸拘束增加尺寸拘束或是設變尺寸數值使其合理展大國際PIOVISION草圖工具組工具列網格交點建構/標準元素幾何拘束尺寸拘束隨著不同的指令,草圖工具組會有不同的改變以提供所需尺寸(數字)的輸入,此時[尺寸拘束] 有作用,則自動將所輸入的尺寸標註上去CATIA 會自動偵測到可能的幾何拘束,並將其設定完成,若無作用該項指令,則不會將其自動設定,必需事後以手動設定通常在一般狀況會將[幾何拘束] 及[尺寸拘束] 作用並不作用[網格交點][建構/標準元素] 視情況而互相切換作用暫時解除[ 幾何拘束] 偵測的方法︰按住Shif 鍵展大國際PIOVISION讓CATIA 自動偵測幾何拘束的技巧︰移動滑鼠讓CATIA 自動偵測出現水藍色虛線而且水平方向變成橘紅色,表示該點將自動的拘束在水平線上[同一的]拘束使用同一點畫水平線或垂直線因為是同一點的關係所以不會產生[同一的]拘束與圓相切偵測[中點]偵測[垂直]展大國際PIOVISION偵測[遠端交點]使用一點端點畫鉛垂線,端點與圓心水平CATIA 會以二點之間的直線,來偵測水平、鉛直、垂直、平行等拘束條件,但於命令完成後並不會建立拘束條件,若要有此拘束必需要建立建構元素(輔助線)若無法偵測到想要的幾何拘束,只需要將滑鼠移到想要拘束的元素上在移動滑鼠就會偵測到與該元素的拘束配合[Ctrl] 鍵就可以很容易鎖定第一個拘束,移動滑鼠就可在偵測第二個拘束了[ 滑鼠連按該圖示二下] 就可以一直使用該圖示,直到在按該圖示一下解除該指令展大國際PIOVISION斷面工具列–斷面斷面斷面︰可連續建立直線(預設)、相切圓弧、三點圓弧的指令,完成圓弧後會自動回到直線的狀態123456789一開始僅能使用直線或三點圓弧而無法使用相切圓弧欲使用相切圓弧可拖累滑鼠左鍵可自動切換到相切圓弧結束指令的方法︰1.封閉斷面2.連擊左鍵二下3.按ESC 二下4.按圖示展大國際PIOVISION斷面工具列–預先定義斷面12矩形123任意方向矩形123平行四邊形123多邊斷面1234曲線形多邊斷面1234鍵孔斷面12六邊形展大國際PIOVISION斷面工具列–圓12312圓123以三點來定義圓以座標值來定義圓三切圓123以三點來定義圓弧123拘束起始點的三點圓弧123圓弧展大國際PIOVISION斷面工具列–雲形線1234雲形線連擊二下,出現對話框可編輯雲形線結束方式︰同[ 斷面] 指令連接以圓弧連接以雲形線連接11221122展大國際PIOVISION橢圓主要/次要圓徑是半徑值草圖工具組中輸入相關尺寸123抛物線1234連擊二下抛物線的[焦點、頂點] 無法以尺寸拘束設變必需以對話框更改展大國際PIOVISION雙曲線12345連擊二下雙曲線的[焦點、頂點、離心值] 無法以尺寸拘束設變必需以對話框更改雙曲線的離心值的計算︰線段12 / 線段23其結果必需大於1, 離心值越大開口越大圓錐曲線因e (離心值) 不同可為橢圓、抛物線及雙曲線圓錐曲線512345123412341234450<e<1 →橢圓, e=1→拋物線, e>1→雙曲線展大國際PIOVISION斷面工具列–線直線1212從草圖工具組中輸入尺寸無限長的直線1112斷面工具列–線及軸雙切線點在切點的附近即可平分線21展大國際PIOVISION軸軸是作為旋轉特徵的內定旋轉軸心,故一個草圖內僅能有一條軸線,若出現第二條則以第二條為準,第一條軸線將自動轉成建構線展大國際PIOVISION 123以座標來定義點等份/等距點12等份點(指定起始點則可切換為等距點)等距點點展大國際PIOVISION交點12複選物件使用畫線選取展大國際PIOVISION斷面工具列–點投影點12按住Ctrl 複選物件展大國際PIOVISION拘束條件觀念建立基本觀念︰要完全拘束一個圖素,除了該圖素的外觀尺寸外,還必需定義該圖素的位置(即與原點的距離)適當的使用[幾何拘束] 可減少尺寸的標註基本上[ 尺寸為“0”] 的地方就可使用[ 幾何拘束],但是[固定、對稱、等距點、垂直] 除外常用圖素完全拘束所需的條件數[ 未使用幾何拘束] 如下︰直線︰4個圓︰3~4個圓弧︰5~6個橢圓︰5個雲形線︰控制點數*2展大國際PIOVISION 各種[幾何拘束] 可減少的[尺寸拘束] 數目點、線同一→1個點、點同一→2個線、線同一→2個圓弧、圓弧同一→3個相切→1個同心的→2個平行→1個垂直→1個水平、鉛直→1個固定、對稱→全部等距點→1個展大國際PIOVISION 從2D (ex : AutoCad ) 轉換成3D 的草圖時,雖然都是2D 的輪廓,但是觀念有些不同︰在以往2D 的觀念中[幾何拘束] 通常會很習慣在畫圖時可能就以鎖點的方式定義完成在CATIA 的草圖中則必需要有[幾何拘束的符號] 出現才算數故在草圖工具組中的[幾何拘束] 及[尺寸拘束] 的圖示要開啟,否則不會自動建立以偵測到的拘束,如此一來必需要以手動加入拘束會增加作圖的困難展大國際PIOVISION定義拘束沒有選取物件時此圖示會呈現無法使用的狀況此對話框會依目前選取的物件自動判斷可用的拘束條要使用[對稱] 的拘束所選取物件有一定的順序性對稱軸要最後選取[等距點] 也是一樣123右表為拘束條件列表及其代表的符號展大國際PIOVISION 拘束12長度、半徑、直徑︰選取物件→定位尺寸/ 按右鍵(改用其它的標註方式或是使用幾何拘束) →連擊尺寸二下可修改尺寸的數值距離、角度︰選取第一物件→選取第二個物件→定位尺寸/ 按右鍵(改用其它的標註方式或是使用幾何拘束) →連擊尺寸二下可修改尺寸的數值參考︰指定該尺寸為參考尺寸,無法以該尺寸驅動外形,該尺寸會加( )水平/鉛直量測方向︰標註二點間的[水平或垂直] 距離交換位置︰將該尺寸換成另一邊,即加上[負值] 的意思同一的︰即不使用尺寸改用[同一的] 拘束條件允許對稱線︰選取此選項---> 選取對稱線以加入[對稱] 拘束定位尺寸︰不選取第二個物件直接將尺寸定位(使用在有3D模型的情況較多)連擊尺寸二下可修改尺寸的數值右鍵右鍵右鍵展大國際PIOVISION拘束工具列–拘束的關聯功能表拘束展大國際PIOVISION接觸拘束21點線圓曲線點同一同一同心同一線同一同一相切相切圓同心相切同心相切曲線同一相切相切相切直接選取二個物件,讓CATIA依預設模式判斷可能的幾何拘束自動產生拘束條件框選物件框選物件按圖示 出現對話框OK驅動拘束條件此功能僅模擬尺寸變化時整個草圖輪廓的變化,一次僅能模擬一個尺寸展大國際PIOVISION展大國際PIOVISION圓角1234123截斷所有元素截斷第一個元素不截斷元素倒角截斷所有元素截斷第一個元素不截斷元素角度、長度第一邊長、第二邊長角度、第一邊長若是選取交點,則以先建立的線為第一邊選取完成後才會出現倒角型式的選項角度是指倒角與第一邊的夾角121212展大國際PIOVISION修剪截斷所有元素截斷第一個元素112線段延伸到指定元素212二線段相互修剪複選物件選取邊界選取保留1234點在交點附近延伸線段展大國際PIOVISION打斷12選取指定打斷點選取12交點為打斷點關閉此指令僅圓弧及修剪的雲線可用互補此指令僅圓弧可用快速截斷刪除所選部份元素保留所選部份元素打斷所選部份元素展大國際PIOVISION展大國際PIOVISION對稱12選取對稱元素選取對稱軸複選對稱元素12選取對稱軸3完成限制︰於[步驟1] 選取元素僅能一次選取,即複選物件僅能使用一次框選的方式.接著就必需選取對稱軸了[轉換] 工具列中的所有命令都有這個限制若要複選元素都要使用下面的操作順序展大國際PIOVISION移動選取元素指定起始點指定結束點完成輸入移動距離指定方向完成若要多次複選物件請先選好才按圖示1233445展大國際PIOVISION旋轉選取元素1旋轉中心2相對0 度3旋轉角度44完成5展大國際PIOVISION縮放選取元素縮放原點縮放比例完成12334展大國際PIOVISION 縮放不延伸切線延伸點延伸雙邊偏移若要使用草圖工具組有下列事項要注意︰1.要先輸入複製體的數量才輸入偏移距離2.偏移距離的正值是指目前滑鼠指標所在的那一邊展大國際PIOVISION立體元素投影等角圖以素描面來切元件選取投影面按圖示垂直視窗與立體元素相交等角圖以素描面來切元件選取相交面按圖示垂直視窗展大國際PIOVISION投影立體外形邊緣選取投影面等角圖以素描面來切元件按圖示垂直視窗工具功能表 草圖分析此對話框可檢查目前的草圖的狀態、使用那些3D 元素、所有圖素是否有錯誤的狀況,是完成草圖後相當重要的檢查工具幾何的改正行動依順為︰建構/標準元素, 關閉, 刪除, 顯示/隱藏限制投影或相交的改正行動依順為︰獨立元素, 起動或停止, 刪除, 更換立體元素,顯示/隱藏限制展大國際PIOVISION練習題1 –斷面指令練習9812345671011執行[ 斷面] 的指令→Pt1 [ 鎖住(0,0) ] →於草圖工具組中的[A: ] 輸入[ -100 ] →Pt2 →切換為[三點圓弧] →按住[Shift] 鍵→Pt3 & Pt4 (控制圓心在水平線以上的位置) →放開[Shift] 鍵→Pt5 [ 與線段12 平行] →切換為[三點圓弧] →按住[Shift] 鍵→Pt6 & Pt7 (控制圓心在水平線以上的位置) →放開[Shift] 鍵→於草圖工具組中的[A: ] 輸入[ 100 ] →Pt8 [ 與水平線同一] →結束指令執行[ 斷面] 的指令→切換為三點圓弧→Pt9 [ 與線段12 同一] →按住[Shift] 鍵→Pt10→放開[Shift] 鍵→Pt11 [ 與水平線同一] →結束指令加入[同心] 幾何拘束: 圓弧(2,4) ,圓弧(5,7) ,圓弧(9,11)標註尺寸打斷線段(1,2)、線段(7,8)、圓弧(9,11) →使用“快速截斷”指令將線段(9,1)、線段(8,12)、圓弧(11,12) 變成建構元素工具功能表-> 草圖分析: 檢查此草圖有無封閉此題亦可用傳統2D 的方式練習,所需的指令為︰線、圓弧、偏移、快速截斷、拘束平行: 線段12 , 線段45同心: 圓弧(2,4) ,圓弧(5,7) ,圓弧(9,11)12展大國際PIOVISION練習2123456789線1: 起點(0,0), 終點(-27,-10)線2: 起點(0,0), 長度:20, 角度: 8deg圓弧3: 圓心(0,0), 起點(-27,-10), 圓弧角:57.33曲線形多邊斷面4: 圓心(圓弧3的終點), 起點(線2的終點) [ 不要與線2 相切] ,圓弧角:27deg, 半徑:1mm圓5:圓心(0,0), 半徑:3.5mm線6、線7 : 起點(與圓5 相切), 夾角:30deg , 對稱線:水平線圓角8:半徑:1mm 圓角9:半徑:5mm注意︰若要使用草圖工具組,其所指的圓徑為半徑值草圖分析: 將不必要的線變成建構元素當拘束不完全時,元素將是白色的,此時只要以滑鼠拖拉,就可以知道什麼地方未標註了若是過度拘束,元素可能為紫、棕、紅色等,此時表示剛才加入的限制是多餘或是不合理的,若該限制是我們所需要的限制就必需檢查是否在其它地方已經有不必要的限制,可用“關聯物件”(即父子關係) 的命令來輔助檢查滑鼠右鍵 關聯物件練習3 : 自行練習展大國際PIOVISION。