catia草图设计.ppt
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1、3.1草图设计的环境 草图设计是创建三维的模型或曲面的基础。在草图基础上,可以用多种方法创建三维模型,如图3-1所示。草图设计通过草图编辑器实现。图图3-13-1在草图基础上创建的三维模型在草图基础上创建的三维模型3.1.1进入和退出草图设计的环境 启动CATIA之后,选择菜单开始机械设计 零件设计,输入新零件的名称,进入零件设计的环境。选取一个绘图平面之后单击草图编辑器工具栏的图标 ,即可进入图3-2所示的草图设计的环境。 也可以选择菜单开始 机械设计 草图编辑器,选取一个绘图平面之后进入草图设计的环境。 绘图平面可以是坐标平面、基准面或属于形体的平面。新作业开始时只能通过特征树或三维坐标平
2、面 选择一个绘图平面。 退出草图设计环境需要单击草图编辑器工具栏的图标 ,返回到零件设计的环境。 图3-2草图设计的环境3.1.2设置草图设计的工作环境 初始的草图设计的工作环境如图3-2所示,可以根据需要设置新的草图设计的工作环境。选择菜单工具选项,弹出选项对话框。在该对话框的目录树上选择节点草图编辑器,显示了图3-3所示的草图编辑器选项卡。 图图3-3 3-3 草图编辑器草图编辑器选项卡选项卡该选项卡中一些别复选框的功能如下 显示:切换网格的显示状态。 捕捉点:切换网格约束的开/关状态。 允许变形:可以设置水平和垂直方向不同的网格间距。通过原始间距编辑框设置的网格用细线表示。通过刻度编辑框
3、设置的刻度用点线表示。原始间距和刻度的关系如图3-4所示。如果按照图3-3的设置,作图区将布满如图3-4所示所示的网格。若选中捕捉点复选框,则光标只能停留在网格的其中一个格点上。 光标坐标的可视化:若关闭该复选框,则不显示光标指定点时的坐标,如图3-4所示的50和25。 创建圆心和椭圆中心:若关闭该复选框,则创建圆和椭圆时,不包括圆和椭圆的中心点。 允许直接操作:若关闭该复选框,则不能直接用光标拖动图形对象。图图3-43-4原始间距和刻度的关系原始间距和刻度的关系3.1.3 草图工具工具栏 草图工具工具栏是绘制和编辑草图的重要工具,它外观如图3-5所示。前5个图标用于控制作图环境,它们的位置是
4、固定的。在未调用命令时,只有这些图标。当调用绘制或编辑的命令时,其后面依次增加了有关该命令的选择项、简单的提示和当前的数据。增加的内容不仅和当前的命令相关,而且随着命令的执行而更新。图图3-5 3-5 草图工具草图工具工具栏工具栏3.2绘制图形 选择菜单插入 轮廓,即可出现图3-6所示的的有关绘制图形的菜单,从中选取绘制图形的菜单项,或者单击图3-7所示的轮廓工具栏的图标,即可绘制所选的图形对象。 图图3-63-6绘制图形的菜单绘制图形的菜单图图3-7 3-7 轮廓轮廓工具栏工具栏3.2.1 绘制轮廓线 轮廓线是由若干直线段和圆弧段组成的图形对象。例如绘制图3-8所示的图形的操作过程如下。(1
5、)单击图标 ,显示网格。单击图标 ,打开网格捕捉方式。(2)单击图标 ,提示区出现单击或选择轮廓线的起点的提示。草图工具工具栏扩展为图3-9所示的状态。图3-9确定直线段的起点时的草图工具工具栏 草图工具工具栏增加了绘制直线段的图标 、沿前一段相切的方向绘制圆弧的图标 和3点绘制圆弧段的图标 。图标 为橙色显示,表示将要绘制直线段。H和 V文本框显示的是光标的当前X和Y的坐标。 图图3-8 3-8 绘制轮廓线绘制轮廓线 (4)单击P2点的位置,绘制了图形的底边。草图工具工具栏显示的状态与图3-10相同。 (5)单击图标 ,该图标橙色显示,表示将要绘制与前一段直线相切的圆弧。草图工具工具栏显示为
6、图3-11所示的状态。 (6)移动鼠标,H、V和R文本框显示数据随之更新。单击P3点的位置,绘制了图形的右圆弧。草图工具工具栏显示的状态与图3-10相同。图标 自动改变为橙色显示,表示将要绘制直线段。 图图3-113-11确定相切的圆弧终点的确定相切的圆弧终点的”草图工具草图工具”工具栏工具栏 (7)单击P4点的位置,绘制了图形的顶边。草图工具工具栏显示的状态与图3-10相同。 (8)单击图标 ,草图工具工具栏的显示状态与图3-11相同。 (9)单击P1点的位置,绘制了图形的左圆弧。由于该点与该轮廓线的起点重合,该命令结束,得到了图3-8所示的图形。 轮廓线的段数没有限制,若再次单击图标 或者
7、双击左键,将结束绘制轮廓线;若首尾两点重合,将自动结束绘制轮廓线。除了用光标确定点的位置之外,还可通过草图工具编辑框键入数据。 3.2.2绘制特定的图形 单击图标 ,弹出含有特定图形的工具栏: 1. 绘制水平方向的矩形 单击该图标,提示区出现选择或单击第一点创建矩形的提示,草图工具工具栏扩展为图3-12所示的状态。图3-12确定矩形第一个角点时的草图工具工具栏(1)两对角点确定矩形 输入一个点之后,草图工具工具栏也随之改变为图3-13所示的确定矩形第二个角点的状态。再输入一个不在同一水平或垂直线上的点,即可得到该矩形。(2)一个点、矩形的宽度和高度确定矩形 输入一个点之后,在图3-13所示工具
8、栏的宽度和高度文本框分别键入矩形的宽度和高度,即可得到该矩形。宽度和高度的数值可以是负数,表示沿坐标轴的反方向。 图图3-133-13确定矩形第二个角点的确定矩形第二个角点的“草图工具草图工具”工具栏工具栏2. 绘制任意方向的矩形 单击该图标,提示区出现选择一个点或单击以定位起点的提示,草图工具工具栏扩展为图3-14所示的状态。图3-14确定任意方向的矩形的第一个角点的草图工具工具栏 单击图3-15所示的P1点的位置,草图工具工具栏显示为图3-16所示的状态。 (a) (b) (c)图图3-153-15绘制任意方向的矩形绘制任意方向的矩形图3-16确定任意矩形参数时的草图工具工具栏 (1)三点
9、确定任意方向的矩形 已输入的第一角点P1确定了矩形的位置,第二角点P2与第一角点P1确定了矩形的一条边,第三角点P3确定了整个矩形,见图3-15(a)。 (2)第一角点、第二角点和高度确定任意方向的矩形 已输入的第一角点P1确定了矩形的位置,第二角点P2与第一角点P1确定了矩形的一条边,在随后的草图工具工具栏的高度框填写高度即可确定这个矩形,见图3-15(b)。注意,沿着P1P2方向的左侧为高度的正方向。 (3)第一角点、宽度、角度和高度确定任意方向的矩形 已输入的第一角点P1确定了矩形的位置,如果填写了矩形的宽度W和角度A,还需输入矩形的高度或另一点,P2见图3-15(c)。 3. 绘制平行
10、四边形 单击该图标,提示区出现选择一个点或单击以定位起点的提示,草图工具工具栏的状态与图3-14相同。 (1)三点确定平行四边形 第一角点P1确定了平行四边形的位置,第二角点P2与第一角点P1确定了平行四边形的底边,第三角点P3确定了整个平行四边形,见图3-17(a)。 (2)第一角点、宽度、角度和另一角点确定平行四边形 如果输入了平行四边形的第一角点P1、宽度和角度,只是确定了平行四边形的底边,还需输入另一角点,才能确定这个平行四边形。 (3)第一角点、宽度、角度、另一边的角度和平行四边形的高度确定平行四边形 输入了平行四边形的第一角点P1、填写了宽度W和角度A,确定了平行四边形的底边,再输
11、入另一边角度和平行四边形的高度,就确定了这个平行四边形,见图3-17(b)。 (a) (b)图图3-173-17绘制平行四边形绘制平行四边形4. 绘制长圆形 单击该图标,提示区出现定义中心到中心的距离的提示,草图工具工具栏扩展为图3-18的状态。图3-18确定长圆形参数时的草图工具工具栏 (1)圆弧半径、第一中心点、两圆心连线的长度和角度确定长圆形 如果输入了长圆形的圆弧半径R、第一中心点、两圆心连线的长度L和角度A,即可得到一个长圆形,见图3-19(a)。 (2)三点确定长圆形 第一中心点P1确定了长圆形的第一个圆心,第二中心点P2确定了长圆形的第二个圆心,轮廓线通过第三点P3,见图3-19
12、(b)。(a) (b)图图3-193-19绘制长圆形绘制长圆形5. 绘制弯曲的长圆形 单击图标,提示区出现定义中心到中心弧的提示,草图工具工具栏扩展为图3-20的状态。半径和R的含义见图3-21。图3-20绘制弯曲的长圆形时的草图工具工具栏 (1)小圆弧和大圆弧的圆心、半径、起始角、包含角确定弯曲的长圆形 如果输入了小圆弧的半径和大圆弧的中心P、半径R、起始角A、包含角S,即可得到一个长圆形,见图3-21(a)。 (2)四点确定弯曲的长圆形第一点P1确定了长圆形大圆弧的圆心,第二点P2确定了大圆弧上的一个小圆弧的圆心,第三点P3确定了大圆弧上另一个小圆弧的圆心,轮廓线通过第四点P4,见图3-2
13、1(b)。 图图3-213-21绘制弯曲的长圆形绘制弯曲的长圆形 6. 绘制钥匙孔 单击该图标,提示区出现选择一个点或单击以定位起点的提。草图工具工具栏显示为图3-22的状态。图3-22绘制钥匙孔时的草图工具工具栏 首先输入P1点,确定了钥匙孔大圆弧的中心。接着输入P2点,该点是钥匙孔小圆弧的中心。然后输入P3点,P3点与P1P2线段的距离为钥匙孔小圆弧的半径。最后输入P4点,P4点到P1点的距离为钥匙孔大圆弧的半径,结果如图3-23所示。 图图3-233-23绘制钥匙孔绘制钥匙孔7. 绘制正六边形 单击该图标,提示区出现选择或单击以定义六边形中心的提示,输入正六边形的中心点P1之后,草图工具
14、工具栏显示为图3-24的状态。图3-24输入正六边形的中心之后的”草图工具”工具栏 接着输入P2点,该点是正六边形某条边的中点,结果如图3-25(a)所示。也可以键入正六边形对边的尺寸(距离)和角度,得到图3-25(b)所示的正六边形。 (a) (b)图图3-253-25绘制正六边形绘制正六边形8. 绘制居中的矩形 居中的矩形以中心作为定位点,它的边与坐标轴平行。单击该图标,提示区出现选择或单击点以创建矩形的中心的提示,输入中心点P1之后,草图工具工具栏显示为图3-26的状态。图3-26输入矩形中心之后的草图工具工具栏 接着输入P2,该点是矩形的一个角点,或者键入矩形的高度和宽度,得到图3-2
15、7所示的矩形。 图图3-273-27绘制居中的矩形绘制居中的矩形 9. 绘制“居中”的平行四边形 单击该图标,提示区出现选择第一条直线的提示。选择第一条直线L1之后,出现选择第二条直线的提示。选择第二条直线L2之后,草图工具工具栏显示为图3-28的状态。图3-28选择第二条直线的草图工具工具栏 输入一个点P,该点是平行四边形的一个角点,得到图3-29(a)所示的平行四边形。或者键入平行四边形的高度和宽度,得到图3-29(b)所示的平行四边形。(a) (b)图图3-293-29绘制居中的平行四边形绘制居中的平行四边形 3.2.3绘制圆和圆弧 单击图标 ,将弹出绘制圆和圆弧的工具栏: 1. 圆心、
16、半径方式绘制圆 输入两个点,第一个点为圆心,两点连线为半径,或者输入 圆心和半径都可得到一个圆。 2. 三点方式绘制圆 输入不在同一直线上的三个点即可得到一个圆。 3. 以对话框的方式绘制圆 单击该图标,将弹出图3-30所示圆弧定义对话框,按相对于当前点的直角坐标或极坐标方式填写圆心的坐标和半径,即可得到一个圆。图图3-30 3-30 圆弧定义圆弧定义对话框对话框 4. 绘制与三个图形对象相切的圆 单击该图标,选取图3-31所示的直线、圆弧和右上角的圆,即可得到与这三个图形对象相切的圆。5. 三点方式绘制圆弧 输入不在同一直线上的三个点,第一点为圆弧的起点,第二点为圆弧上的点,第三点为圆弧的端
17、点。6. 起点、端点、圆弧上的点绘制圆弧 圆弧上的点,不仅确定了半径,也指出了圆弧在起点和端点的哪一侧。如果通过草图工具工具栏输入了半径,还需要指出圆弧在这两点的哪一侧,以便确定所绘制的是优弧还是劣弧。图图3-313-31绘制与三绘制与三个对象相切的圆个对象相切的圆 7. 圆心、半径、起始角、包含角方式绘制圆弧 单击该图标,选择一个点或单击以定义圆心的提示,草图工具工具栏显示为图3-32所示的状态。图3-32圆心、半径、起始角、包含角方式绘制圆弧的草图工具工具栏 (1)圆心、半径、起始角(A)、包含角(S)方式绘制圆弧 输入圆弧的圆心、半径、起始角、包含角即可得到图3-33(a)所示的圆弧。
18、(2)三点确定起始角、包含角方式的圆弧 输入P1点作为为圆弧的圆心,输入P2点确定了弧的半径和起点,输入P3点确定了圆弧的终止角,得到了图3-33(b)所示的圆弧。(a) (b)图图3-333-33圆心、半径、起始角、包含角方式绘制圆弧圆心、半径、起始角、包含角方式绘制圆弧 3.2.4 样条曲线和曲线连接 单击图标 ,将弹出绘制样条曲线和曲线连接的工具栏:1. 绘制样条曲线 单击该图标,提示区出现选择或单击样条曲线的第一控制点的提示,依次输入控制点P1P7,即可得到图3-34所示样条曲线。图图3-343-34绘制样条曲线绘制样条曲线 样条曲线的点数没有限制,若再次单击图标样条曲线的点数没有限制
19、,若再次单击图标 或者双击最后一点,或者双击最后一点,结束绘制样条曲线。结束绘制样条曲线。 2. 曲线连接 用曲线连接两个图形元素,并与之相切。单击该图标,提示区出现选择希望连接的第一个元素的提示,草图工具工具栏显示为图3-35所示的状态。图图3-353-35曲线连接时的曲线连接时的草图工具草图工具工具栏工具栏(1)用圆弧连接两个图形元素)用圆弧连接两个图形元素,并与之相切。并与之相切。 单击单击草图工具草图工具工具栏的图标工具栏的图标 ,然后选择图,然后选择图3-36所示的两个大圆弧,所示的两个大圆弧,在两个大圆弧之间得到了一个连接圆弧。圆弧半径的大小与选择点有关,在两个大圆弧之间得到了一个
20、连接圆弧。圆弧半径的大小与选择点有关,如图如图3-36所示。所示。图图3-363-36圆弧连接圆弧连接 (2)用样条曲线连接两个图形元素,并与之相切。 单击草图工具工具栏的图标 ,草图工具工具栏显示为图3-37所示的状态。图图3-373-37样条曲线连接时的样条曲线连接时的草图工具草图工具工具栏工具栏 样条曲线连接有点连接、相切连接和曲率连接三种方式,样条曲线连接有点连接、相切连接和曲率连接三种方式,连接的结果如图连接的结果如图3-38所示。所示。图图3-383-38样条曲线连接的三种方式样条曲线连接的三种方式 如果选择了相切连接或曲率连接,还可以通过如果选择了相切连接或曲率连接,还可以通过草
21、图工具草图工具工具工具栏的栏的张度张度框控制连接的曲线,如图框控制连接的曲线,如图3-39所示。所示。图图3-39 3-39 张度对连接曲线的影响张度对连接曲线的影响 3.2.5绘制二次曲线单击图标 ,将弹出绘制圆锥曲线的工具栏:1. 绘制椭圆 单击该图标,提示区出现单击定义椭圆中心的提示,草图工具工具栏显示为图3-40所示的状态。图3-40开始绘制椭圆时的草图工具工具栏 (1)输入椭圆的中心、长、短轴半径和旋转角 输入椭圆的中心P点、长轴半径、短轴半径旋转角A,即可得到图3-41(a)所示的椭圆。 (2)三点确定椭圆 第一点P1确定了椭圆的中心,第二点P2确定了椭圆的半轴长和椭圆旋转方向,第
22、三点P3是椭圆通过点,所得椭圆见图3-41(b)。 (a) (b)图图3-413-41绘制椭圆绘制椭圆 2. 绘制抛物线 单击该图标,提示区出现选择点或单击以定位焦点的提示。依次输入抛物线的焦点P1、顶点P2、起始点P3和终止点P4,即可得到图3-42所示的抛物线。3. 绘制双曲线 单击该图标,提示区出现选择点或单击以定位焦点的提示,依次输入双曲线的焦点P1、中心P2、顶点P3、起始点P4和终止点P5,即可得到图3-43所示的双曲线。图3-42绘制抛物线 图3-43绘制双曲线 4. 创建二次曲线 单击该图标,提示区出现选择点或单击以定位焦点的提示,依次输入二次曲线的第一个端点P1、第二个端点P
23、2、曲线上的点P3、P4和P5,即可得到图3-44所示的二次曲线。图3-44创建二次曲线 3.2.6绘制直线 单击图标 , 将弹出含有绘制一些直线的工具栏: 1. 绘制直线段 单击该图标,提示区出现选择一个点或单击以定位起点的提示,草图工具工具栏显示为图3-45所示的状态。图3-45开始绘制直线时的草图工具工具栏(1)起点、长度和角度确定直线 输入直线的起点P1、长度L和角度A,即可得到图3-46(a)所示的直线。 (2)两点确定直线 输入直线的起点P1和终点P2得到图3-46(b)所示的直线。 (3)绘制两倍长度的直线 单击图标 ,起点P1将作为当前直线的中点,得到两倍长度的直线,见图3-4
24、6(c)。 (a) (b) (c)图图3-463-46绘制直线段绘制直线段 2. 绘制无限长的直线 单击该图标,提示区出现选择点或单击以定位线的提示,草图工具工具栏显示为图3-47所示的状态。图图3-47 3-47 绘制无限长直线的草图工具工具栏绘制无限长直线的草图工具工具栏 (1)两点确定无限长的直线 如果草图工具工具栏上图标 已经呈橙色显示,则输入两个点,即可得到通过这两个点的无限长直线,否则,单击该图标之后再输入这两个点。(2)绘制水平方向的无限长直线 如果草图工具工具栏上图标 已经呈橙色显示,则输入一个点,即可得到通过这个点的水平方向的无限长直线,否则,单击该图标之后再输入这个点。(3
25、)绘制铅垂方向的无限长直线 如果草图工具工具栏上图标 已经呈橙色显示,则输入一个点,即可得到通过这个点的垂直方向的无限长直线,否则,单击该图标之后,再输入这个点。 3. 绘制与两个曲线对象相切的直线 单击该图标后,选择两个圆、圆弧、椭圆、二次曲线、样条曲线等图形对象,即可得到与之相切的直线。切点与选择位置有关。如果选择了直线,直线上与选择点最近的点将作为所得直线的一个端点。4. 绘制无限长的角平分线 单击该图标,选择两条直线,即可得到两条直线的无限长的角平分线。5. 绘制曲线的法线 单击该图标,指定曲线或直线外的一点P1,再选择一条曲线或直线,即可得到过P1点的被选对象的法线。3.2.7绘制轴
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