2025/1/271基于CATIA的模板設(shè)計方法論?RP-Tech2011迅利科技-2025/1/27

北京迅利創(chuàng)成科技有限公司：閆磊2025/1/27?RP-TECH201121CATIA知識工程基礎(chǔ)應(yīng)用簡介3CATIA模板制作基礎(chǔ)簡介2CATIA知識顧問基礎(chǔ)應(yīng)用簡介4針對于南摩研產(chǎn)品的特征模板制作5針對于南摩研產(chǎn)品的零件模板制作2025/1/27?RP-TECH201131CATIA知識工程基礎(chǔ)應(yīng)用簡介CATIAV5知識工程是一組能夠幫助設(shè)計人員做出預(yù)期決定的工具。它的自動化的設(shè)計方式以及對錯誤的檢查分析大大提高了工程師的工作效率。知識工程的作用：為提高生產(chǎn)效率，知識工程提供了自動化的產(chǎn)品定義與幾何建模有利于產(chǎn)品數(shù)據(jù)積累及應(yīng)用對建模工程師有引導(dǎo)和幫助的作用能夠快速的完成設(shè)計說明，減少了反復(fù)設(shè)計的時間知識工程簡介2025/1/27?RP-TECH20114選中以下框：“知識工程(Knowledge)”選項卡（“工具(Tools)”>“選項(Options)”>“常規(guī)(General)”>“參數(shù)和測量(ParametersandMeasure)”）中的“包含值(WithValue)”和“包含公式(WithFormula)”復(fù)選框。至少選中“顯示(Display)”選項卡（“工具(Tools)”>“選項...(Options...)”>“基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(Infrastructure)”>“零部件基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(PartInfrastructure)”）中的“關(guān)系(Relations)”和“參數(shù)(Parameters)”框。參數(shù)—公共設(shè)置2025/1/27?RP-TECH20115參數(shù)的類型：實數(shù)；長度；角度；體積；線……實型（無單位）

a=30b=40長型（單位：mm）

c=50mmR=60mm時間（單位：s）

t=35s,40s,60s面積（單位：mm2）

S=20mm2,30mm2,40mm2參數(shù)值有兩種形式:單值(

singlevalue)多值(multiplevalues)參數(shù)—定義2025/1/27?RP-TECH20116參數(shù)的類型：固有參數(shù)：在創(chuàng)建幾何特征時確定的參數(shù)。如：零件孔的直徑，深……用戶參數(shù)：用戶自定義的參數(shù)。用戶參數(shù)可用于將特定的信息添加到文檔中用戶參數(shù)可由關(guān)系定義或約束用戶參數(shù)可用作關(guān)系參數(shù)用戶參數(shù)可以在以下層面下定義：

part裝配特征參數(shù)—定義2025/1/27?RP-TECH20117可以方便的改變零件的幾何特征和數(shù)值。可以使新用戶方便的修改零件的幾何特征和數(shù)值。可以方便的找到relations中設(shè)計的參數(shù)值。可以創(chuàng)建用戶參數(shù)定義的幾何模型。（powercopy)在下例中：零件的重要尺寸已經(jīng)在Parameters下，如要修改特征不必要在Boby中查找。參數(shù)—用途2025/1/27?RP-TECH201182.選擇參數(shù)類型：長度實數(shù)3.選擇參數(shù)值的類型：單值多值參數(shù)—創(chuàng)建2025/1/27?RP-TECH20119編輯函數(shù)添加公差改變步數(shù)添加兩者之間的測量值添加一個特征的測量值添加多值添加限制添加注釋鎖定隱藏參數(shù)—編輯2025/1/27?RP-TECH201110公式可以用來定義和約束參數(shù)用參數(shù)，操作和函數(shù)來定義公式公式可以用來描述特征公式一旦創(chuàng)建，它就可一和函數(shù)一樣來使用公式—定義2025/1/27?RP-TECH201111公式用來定義個參數(shù)與組成特征的聯(lián)系關(guān)系利用公式可以方便的創(chuàng)建幾何體可以通過改一個參數(shù)值來改變一系列參數(shù)利用公式可以建立一系列參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系公式—用途2025/1/27?RP-TECH201112利用參數(shù)和公式，可以對零件進行預(yù)先設(shè)計一些參數(shù)還能驅(qū)動幾何參數(shù)公式—用途2025/1/27?RP-TECH201113在創(chuàng)建完參數(shù)后點擊添加公式。在創(chuàng)建特征參數(shù)時點擊右鍵菜單中得添加公式。在創(chuàng)建約束時點擊右鍵菜單的添加公式。公式—創(chuàng)建2025/1/27?RP-TECH201114允許您從規(guī)則樹或幾何區(qū)域中選擇特征，在編輯器中僅顯示選定特征下的第一級特征，使用較大的模型時該功能非常有用。假設(shè)文檔中包含了“幾何圖形集(GeometricalSet)”特征，此特征本身由多個“外形設(shè)計(ShapeDesign)”點組成。

如果按下“遞增(Incremental)”，則在結(jié)構(gòu)樹中選擇“幾何圖形集(GeometricalSet)”特征時將僅顯示“幾何圖形集(GeometricalSet)”下的第一級參數(shù)（不顯示點坐標(biāo)）。

如果通過再次按下“遞增(Incremental)”禁用它，則選擇“幾何圖形集(GeometricalSet)”特征時將顯示與點相關(guān)的所有參數(shù)（定義坐標(biāo)的參數(shù)包括在列表中）。公式—創(chuàng)建2025/1/27?RP-TECH201115公式—創(chuàng)建可以在公式編輯器中使用CATIA提供的相關(guān)函數(shù)：如距離測量。2025/1/27?RP-TECH2011162025/1/27?RP-TECH2011172CATIA知識顧問基礎(chǔ)應(yīng)用簡介18公式在參數(shù)間建立類似于y=f(x,y,z)的公式設(shè)計表在EXCEL的基礎(chǔ)上建立一系列參數(shù)的列表關(guān)系規(guī)則可以用于幾何圖形和分析操作的Y=F（X）的數(shù)學(xué)關(guān)系知識檢測用于評測變動的影響以及怎樣定義參數(shù)瑣定被選參數(shù)瑣定與解鎖被選定的參數(shù)等價尺寸允許用戶應(yīng)用相同值的被選角度和長度參數(shù)注釋

對用戶定義的參數(shù)和關(guān)系進行搜索知識顧問命令介紹2025/1/27?RP-TECH20111819規(guī)則規(guī)則在設(shè)計中包含：改變參數(shù)的關(guān)聯(lián)反應(yīng)，參數(shù)的傳遞或幾何元素的修改檢測檢測包含：改變參數(shù)的關(guān)聯(lián)反應(yīng)，提示用戶錯誤信息反應(yīng)對特征結(jié)果的反映和各種修改傳遞列表列表包含一系列的對象（參數(shù)或是幾何特征）可以計算列表尺寸，數(shù)量等循環(huán)在創(chuàng)建，編輯和修改一組特征時的循環(huán)添加一組參數(shù)建立一組參數(shù)添加一組關(guān)聯(lián)建立一組關(guān)聯(lián)知識顧問命令介紹2025/1/27?RP-TECH20111920參數(shù)管理在幾何特征的基礎(chǔ)上創(chuàng)建參數(shù)在幾何元素上添加參數(shù)給一個邊，面或是點添加參數(shù)添加注釋添加URL給參數(shù)或者關(guān)聯(lián)以及搜索存在的URLVB宏添加和運行VB宏作用用函數(shù)描述的一個特征，用戶可以決定是否執(zhí)行尺寸更新更新用戶尺寸方程數(shù)學(xué)定義一組等式或不等式以用來通過改變輸入?yún)?shù)來驅(qū)動輸出參數(shù)知識顧問命令介紹2025/1/27?RP-TECH201120在功能樹中你可以添加一系列參數(shù)集用以區(qū)分參數(shù)：在知識顧問面板下點選添加參數(shù)集點選功能樹中的參數(shù)集可以通過點選參數(shù)的屬性來重命名參數(shù)可以點選參數(shù)右鍵菜單的重新排序來調(diào)整參數(shù)的位置在參數(shù)集下創(chuàng)建參數(shù)，在創(chuàng)建參數(shù)之前先點選新的參數(shù)集，創(chuàng)建參數(shù)要用添加參數(shù)集2025/1/27?RP-TECH20112122打開知識顧問面板點選在特征樹中添加參數(shù)選擇你要添加參數(shù)的特征創(chuàng)建參數(shù)定義參數(shù)值，參數(shù)名，注釋，限制等在參數(shù)集內(nèi)添加參數(shù)2025/1/27?RP-TECH20112223可以在功能樹的RELATION下創(chuàng)建關(guān)系集，利用這個功能你可以重組關(guān)系以加以分類（1）在知識顧問面板中點選創(chuàng)建關(guān)系集（2）在創(chuàng)建規(guī)則之前先點選新的關(guān)系集，創(chuàng)建的新規(guī)則就會在新關(guān)系集下添加關(guān)系集2025/1/27?RP-TECH20112324（1）進入知識顧問面板點選知識顧問圖標(biāo)（2）編輯規(guī)則的名稱和注釋，并選擇規(guī)則的的關(guān)系集（3）編輯規(guī)則（4）點擊CHEAC“！”，檢測規(guī)則是否正確（5）OK添加規(guī)則2025/1/27?RP-TECH2011242025/1/27?RP-TECH2011253CATIA模板制作基礎(chǔ)簡介26Powercopy是一組表達產(chǎn)品典型結(jié)構(gòu)特征的、可以重復(fù)使用的特征集，是一個預(yù)先制作的復(fù)制工具在使用的時候，用戶必須預(yù)先指定輸入元素在其他零件的設(shè)計中可以直接制定和插入PowerCopyPowercopy工具條在以下工作模塊的Insert目錄下：PartdesignGSDSheetMetalDesignPowercopy的定義2025/1/27?RP-TECH20112627完成Powercopy特征Powercopy的創(chuàng)建設(shè)置DEFINITION重命名輸入發(fā)布參數(shù)設(shè)置屬性2025/1/27?RP-TECH20112728注意：輸入的定位元素最好是無參的（與調(diào)入時相配置），一般是定位點，定位平面，方向；創(chuàng)建PowerCopy選擇特征時，直接從結(jié)構(gòu)樹上中選擇而不是直接在圖形窗口中選擇；如果PowerCopy中應(yīng)用到草圖，要選擇定位草圖來進行創(chuàng)建；在草圖中盡量避免選擇3D特征投影操作；生成Powercopy之后要保存；參數(shù)盡量越少越好，盡量能夠一個參數(shù)控制多個特征；參數(shù)的命名也要直觀，使其他人使用的時候能夠清楚的知道此參數(shù)的意義。Powercopy的應(yīng)用2025/1/27?RP-TECH20112829零件模板是一個表達具有典型結(jié)構(gòu)的零件、可以重復(fù)使用的零件Part文件，是一個預(yù)先制作零件文件。在使用的時候，用戶可以預(yù)先指定輸入元素也可以不指定。是設(shè)計中，在裝配環(huán)境中可以快速插入零件模板文件實現(xiàn)零件的快速設(shè)計。零件工具條在以下工作模塊的Insert目錄下：PartdesignGSDSheetMetalDesign零件模板的定義2025/1/27?RP-TECH20112930完成零件設(shè)計特征零件的創(chuàng)建2025/1/27?RP-TECH201130零件模板指定文檔輸入項控制參數(shù)發(fā)布屬性設(shè)置31注意：零件模板應(yīng)用于裝配層面。輸入的定位元素最好是無參的（與調(diào)入時相配置），一般是定位點，定位平面，方向。生成零件模板之后要保存。參數(shù)盡量越少越好，盡量能夠一個參數(shù)控制多個特征。參數(shù)的命名也要直觀，使其他人使用的時候能夠清楚的知道此參數(shù)的意義。零件模板的應(yīng)用2025/1/27?RP-TECH2011312025/1/27?RP-TECH2011324針對于南摩研產(chǎn)品的特征模板制作2025/1/27?RP-TECH201133CATIA模板存在的基礎(chǔ)的是CATIA建模的結(jié)構(gòu)參數(shù)化，即根據(jù)建模使用的命令在輸入變更后重新運算，所以，制作模板的基礎(chǔ)是CATIA建模步驟的穩(wěn)定性，要求在輸入變更后，根據(jù)建模的步驟（即命令使用順序）可以重新運算并生成新特征零件。模板中用戶參數(shù)的引用使模板特征更加的靈活，通過參數(shù)的修改，可以直接改變零件的幾何特征。模板使用庫的方式進行調(diào)用，操作便捷，易于理解。模板制作簡介2025/1/27?RP-TECH201134特征模板制作CATIA特征模板是基于CATIA的建模步驟，完成零件上特征的參數(shù)化調(diào)用。特征模板存在于零件設(shè)計層面，即在Part文件中完成，其使用方便快捷。使用參數(shù)定義特征可以快速實現(xiàn)特征的參數(shù)化變更。特征模板的的調(diào)用方式有：Powercopy和UDF兩種。其區(qū)別在于：Powercopy能夠展現(xiàn)零件的設(shè)計步驟，而UDF可以將設(shè)計步驟隱藏，實現(xiàn)零件設(shè)計的保密性。這里，我們將以外飾件安裝凸臺為例，詳細介紹特征模板的制作過程。2025/1/27?RP-TECH201135特征模板制作Step.1新建Part文件，并在文件中新建一個相對坐標(biāo)系，作為該零件設(shè)計的坐標(biāo)系，達到零件設(shè)計與CATIA絕對坐標(biāo)系脫離的目的。創(chuàng)建完坐標(biāo)系后可使用右鍵菜單中得隔離命令，將坐標(biāo)系與絕對坐標(biāo)系脫離，保證該坐標(biāo)系是零件模板的絕對輸入條件。2025/1/27?RP-TECH201136特征模板制作Step.2在Part文件中定義該特征的輸入條件，本案例中為參考面、參考點和拔模方向。輸入元素確定好后，零件的設(shè)計所有輸入都要從輸入條件獲得，而不能在使用其他參考（如CATIA絕對坐標(biāo)系）。注意：參考面制作成曲面而不是平面，能夠保證今后參考面可以以任意的曲面形式變化。2025/1/27?RP-TECH201137特征模板制作Step.3根據(jù)零件設(shè)計需要，制定特征模板制作所需參數(shù)。本案例中定義模板參數(shù)有：安裝臺外徑、安裝孔直徑、加強筋高度、高差、安裝臺高度、安裝孔深、拔模角。2025/1/27?RP-TECH201138特征模板制作Step.4新建一個幾何集并創(chuàng)建零件第一個參考平面。新建幾何集對輸入條件以外的元素進行管理。參考平面的創(chuàng)建使用“通過參考點做拔模方向的法平面”方式。保證該參考平面永遠過參考點且垂直于拔模方向。2025/1/27?RP-TECH201139特征模板制作Step.5使用GSD中創(chuàng)建圓命令在上步參考平面中以參考點為圓心，安裝臺外徑為輸入創(chuàng)建圓。

在圓半徑選項中使用右鍵菜單選擇添加公式，確定圓的半徑為參數(shù)“安裝臺外徑”的一半。2025/1/27?RP-TECH201140特征模板制作Step.6在Part中新建一個Boby，用來放置特征零件的實體數(shù)模。在這里，為了保證零件的正常更新，零件使用多模型設(shè)計（即多個Boby建模，最終使用布爾運算合并）。為了保證Boby之間能夠正常進行布爾運算，不使用Partboby，而采用新建Boby的方式。2025/1/27?RP-TECH201141特征模板制作Step.7在實體設(shè)計模塊下，使用拉伸命令，生成第一個拉伸體。并使用拔模完成安裝臺設(shè)計。在拉伸中：第一限制使用“直到參考曲面”、第二限制保證與“安裝臺高”參數(shù)關(guān)聯(lián)。保證參考曲面變化后拉伸體也貼合參考曲面。拔模命令中拔模角與“拔模角”參數(shù)關(guān)聯(lián)。2025/1/27?RP-TECH201142特征模板制作Step.8新建Boby并使用定位草圖完成加強筋截面設(shè)計。新建Boby獨立存放加強筋數(shù)模，后期與安裝凸臺數(shù)模進行布爾運算。定位草圖定義草圖平面和參考點為草圖的定位基準(zhǔn)。2025/1/27?RP-TECH201143特征模板制作Step.9在新建Boby中使用拉伸和拔模命令完成加強筋設(shè)計。拉伸第一限制使用“直到參考曲面”、第二限制使用“加強筋高度”參數(shù)關(guān)聯(lián)。保證零件能夠正常更新。拔模角度與“拔模角參數(shù)關(guān)聯(lián)”。2025/1/27?RP-TECH201144特征模板制作Step.10使用布爾裝配命令將兩Boby裝配成一個Boby。使用裝配運算保證特征的屬性疊加。而使用加和減運算無法保證零件的設(shè)計屬性。2025/1/27?RP-TECH201145特征模板制作Step.11新建Boby完成安裝孔特征數(shù)模創(chuàng)建。并使用布爾運算最終完成特征創(chuàng)建。注意：特征創(chuàng)建方式與以上描述相同。孔半徑和孔深需與參數(shù)進行關(guān)聯(lián)。使用凹槽命令完成特征創(chuàng)建，保證該幾何體屬性為減屬性。凹槽生成方式需能保證特征正常更新。2025/1/27?RP-TECH201146特征模板制作Step.12在“插入”中選擇“知識工程模板/超級副本”，制作該零件特征模板。2025/1/27?RP-TECH201147Step.13在結(jié)構(gòu)樹上將零件Boby、設(shè)計幾何集、關(guān)系集、參數(shù)集點選進超級副本。特征模板制作CATIA自動運算所選該元素的父級元素，本案例中父級元素為前期設(shè)定的輸入條件。2025/1/27?RP-TECH201148Step.14在超級副本對話框第二項中確定輸入條件名稱是否正確，并在參數(shù)中將前期設(shè)計的參數(shù)通過雙擊的方式發(fā)布出去。特征模板制作該輸入條件即為今后模板引用時的輸入條件，CATIA會根據(jù)輸入條件的變化自動進行命令運算，以計算出符合新輸入條件的零件特征。參數(shù)發(fā)布后可以在模板使用中直接修改零件特征參數(shù)，以方便快捷的完成零件特征的參數(shù)化變更。2025/1/27?RP-TECH201149Step.15點擊確定最終在結(jié)構(gòu)樹中生成零件模板文件，并通過屬性將其名稱修改為“安裝凸臺”。特征模板制作2025/1/27?RP-TECH201150特征模板制作Step.16特征模板制作完成后可以使用創(chuàng)建Catalog，完成該特征模板庫文件制作。選擇“知識工程模板/保存在目錄中”，在彈出的對話框橫中選擇“新建目錄”，指定好文件保存的位置和名稱后點擊確定，在制定的文件夾下生成Catalog文件。由于本項目中，Catalog將以庫文件形式存在，固該步驟可作為了解。2025/1/27?RP-TECH2011515針對于南摩研產(chǎn)品的零件模板制作2025/1/27?RP-TECH201152零件模板制作零件模板與特征模板制作方式類似，即需要保證零件在輸入變更后能夠正常更新，對于需要定制的參數(shù)同樣使用參數(shù)將其發(fā)布出來。零件模板與特征模板的區(qū)別在于：零件模板是以整個零件的形式調(diào)入，即在裝配環(huán)境下進行。零件模板可以不設(shè)定輸入條件，只完成Part文件在裝配中得調(diào)入。若制定了零件模板中得輸入條件，在今后調(diào)用時將在裝配中采用上下文關(guān)聯(lián)設(shè)計的模式進行。及將制定的零件模板輸入條件變更為外部參考。本案例將以前輪軸為例完成零件模板的制作。2025/1/27?RP-TECH201153零件模板制作Step.1使用模板設(shè)計思想完成零件的整體制作。注意：輸入條件和輸入?yún)?shù)需要預(yù)先制定。坐標(biāo)系使用相對坐標(biāo)系。該零件的輸入元素為安裝點和安裝面。該零件的輸入?yún)?shù)為指導(dǎo)零件特征變化的相關(guān)參數(shù)。零件的設(shè)計過程要保證其根源全部為輸入條件和輸入?yún)?shù)。設(shè)計時同時采用多模型建模方式完成零件的整體設(shè)計。設(shè)計過程需要保證零件的可更新性。所有的草圖設(shè)計全部使用定位草圖。2025/1/27?RP-TECH201154Step.2在“插入”中選擇“知識工程模板/文檔模板”，制作該零件特征模板。零件模板制作該功能用于CATIA零件模板的制作，制作完成后，可通過庫在裝配中直接調(diào)用零件模板。2025/1/27?RP-TECH201155Step.3在彈出的對話框中選擇需要輸入的元素。由于零件模板直接針對整個Part文件，所以這里不需要在多重選擇要引用的模板特征，系統(tǒng)自動選擇整個Part文件。零件模板在使用時輸入項將被定義為關(guān)聯(lián)設(shè)計中上下文設(shè)計模式，即通過外部引用的方式將該輸入項引用到零件模板中。零件模板制作2025/1/27?RP-TECH201156Step.4在參數(shù)發(fā)布頁中選擇需要發(fā)布的參數(shù)。

該發(fā)布創(chuàng)建完成后可以再模板調(diào)用時直接輸入新零件的參數(shù)，快速實現(xiàn)零件的參數(shù)化變更。

零件模板制作在對話框中選擇“編輯列表”，在彈出的參數(shù)定義框中將需要發(fā)布的參數(shù)移動到右側(cè)，點擊確定，生成發(fā)布的參數(shù)。2025/1/27?RP-TECH201157Step.5點擊確定，完成零件模板創(chuàng)建。零件模板制作該模板創(chuàng)建完成后可同樣使用Catalog對其進行庫文件創(chuàng)建，創(chuàng)建方式與超級副本相