CATIA V5教程--零件设计（2）
1.5 Surface－Based Features工具栏
此功能是以曲面为基础，建构新的实体零件，它包含了分割（Split）、厚度曲面（Thick surface）、封闭曲面（Close Surface）和缝合曲面（Sew Surface）等4个功能。
1. 分割Split
利用分割（Split）功能可以通过平面或曲面切除相交实体的某一部分。步骤如下：
（1） 点击分割按钮，选择平面或曲面；
（2） 出现对话框，在“Split Element”中已选
择的平面或曲面，图中的箭头代表着保留
实体的方向，单击箭头，可以将箭头方向
反向。
（3） 单击“OK”即可。
2. 厚度曲面Thick surface
厚度曲面（Thick Surface）可以让曲面（可以是实体的表面）沿其法矢方向拉伸变厚。步骤如下：
（1） 点击厚度曲面按钮；
（2） 点击欲变厚的曲面，填入到对话框的
“Object to offset”，并在对话框中填入
所需的尺寸。Offset为箭头方向所增加
的曲面厚度，Second Offset为箭头方
向相反方向上的厚度。
（3） 单击“OK”，完成操作。
3. 封闭曲面Close Surface
封闭曲面（Close Surface）可以将曲面构成的封闭体积（Close Volume）转换为实体，若为非封闭体积CATIA也可以自动以线性的方式封闭。
4. 缝合曲面Sew Surface
缝合曲面（Sew Surface）可以将实体零件与曲面连结在一起。
与分割操作基本一致，只是“缝合曲面”之后曲面继续保持在操作之后的实体中，且曲面必须完全放置在实体中；而分割操作只是得到分割后的实体，曲面不一定要放在曲面之中。
1.6 Transformation Features工具栏
提供对实体零件进行移动（Translation）、镜像（Mirror）、样式（Patten）和比
例（Scale）
等操作，进而修改或产生新的实体。它的功能按钮如下图所示。对于
Translation和Patten来说，它本身还有几种类型。
1. 位置转换Translation
此类变换用于改变实体零件的位置，包括移动（Translation）、旋转
（Rotate）和对称（Symmetry）等3种方式，单击“Translation Features”
中按钮的黑三角形，则出现Transformation 工具条。
在具体操作之前，系统出现提示框：
（1） 移动Translation
可以移动实体零件的位置。
（2） 转动Rotate
可以使零件绕某一轴进行转动。
（3） 对称Symmetry
能够使零件相对于平面作对称的移动。
2. 镜像Mirror
可以使实体对某一基准面产生镜像，即可以产生与基准面左右对称的两个实体。作步骤：
I. 选择要镜像的实体，点击“镜像” 按钮；
II. 选择镜像基准面，填入对话框的“Mirroring Element”中；
III. 单击“”即可完成操作。
操
3. 样式Pattern
选择一个特征作为参考样式，以多种数组的方式重复应用这些样式，样式分为矩形、环形和用户自定义等3种方式（You may need to duplicate the whole geometry of one or more features and to position this geometry on a part. Patterns let you do so.）。单击按钮下的黑三角形，即可得到Pattern工具栏。
（1） 矩形样式Rectangular Pattern
矩形样式（Rectangular Pattern）以选择的特征为样式，以矩形排列的形式确定它的排列方式。
操作步骤：
I. 单击按钮，弹出“Rectangular Pattern
Definition”对话框。
II. 选择要阵列的特征对象，填入对话框中
“Object to Pattern”的“Object”中。
III. 点击作为参考方向的对象填入对话框中
“Reference Direction”的“Reference
element”中（面）；
IV. 对话框中“First Direction”项代表矩形的
横排，“Second Direction”项代表矩形的
列，Instance为复制的数目，如果方向不
对，可以点击“Reverse
”按钮，或在图形
中点击表示方向的箭头；
V. 在“first Direction”和“Second Direction”中有Parameters栏，用于选择排列参数的方
式：
☐
☐
☐ Instance(s)&Spacing:设置样式的数量和间距； Instance(s)&Length:设置样式的数量和总长度； Spacing&Length:设置样式的间距和总长度。
注：使用鼠标点击复制样式的中心点，可以除去或添加此复制样式。
（2） 环形样式Circular Pattern
圆形样式（Circular Pattern）可以使用户以选择的特征为样式，以圆形数组的方
式重复应用这个样式。
操作步骤如下：
I. 选择出要阵列的特征对象；
II. 单击环形样式按钮，弹出“Circular Pattern”对话框，则系统自动选择
已选定的对象为“Object to Pattern”中的Object；
III. 在“Reference Direction”中选定旋转的参考元素（Reference element），一般选择一条轴线作为旋转轴（此轴线可以事先设计好）;
IV. 对话框中的“Axial ”表示设
置环形特征阵列
的数目与排列情
况；“Crown ”设置环
形排列有几圈及
每圈之间的间距。
V. 在“Axial
Reference”选项
中的Parameters
可以设置环形样
式排列的设置，
分别是：
☐ Inst
ance(s) & Angular spacing：环绕的个数和样式之间的角度值；
☐ Instance(s) & total angle：环绕样式的格数和总的角度值；
☐
☐ Angular spacing & total angle：各个样式之间的角度和总角度值；crown：每圈的样式个数。
对话框中“Crown Definition”项中的Parameters中有3个功能选项：☐ Circle & circle
spacing：对话框中
Circle(s)填入想要围绕
Complete
的圈数；Circle Spacing
填入每圈间的距离；
☐ Circle & Crown
thickness：填入围绕的
Circle(s)圈数和Crown
Thickness最里圈到最
外圈的距离；
☐ Circle spacing & crown
thickness：每圈之间的
距离和最里到最外圈
间的距离值。
（3） 用户自定义样式
为用户提供自己定义样式的排列方式的功能，排列
的位置点必须用户在草图中预先定义好（作为Instances
中Positions的位置点），还要指定一点为Anchor点，
以便于确定“Object to Pattern”的参考点。
4. 缩放Scale
缩放（Scaling
）的功能可以对原来对象作等比例缩
放。
Reference为选择的参考基准；Ratio为放大或缩小的比例。
1.7 体Body
所代表的所有操作（可以包括草图、实体（Body）
就是在树形图上的绿色齿轮符号
体等）的结果。
当用户无法利用一个单体（Body）内的操作完成一个完整的零件实体时，可以在同一个零件设计文件内单击组件按钮（在主菜单“Insert”中），建立一个新的体（Body），再利用布尔操作（Boolean Operation）通过“Body”之间的布尔运算，完成复杂实体零件的建立。
一个零件中有多个“Body”，可以通过单击鼠标右键，在弹出菜单中选择“Define In Work Object”确定当前工作实体，接下来的构建操作都是在“当前工作实体”中进行的，即隶属于新体（Body）。
不同的“体”之间可以没有关联性，用户可以单独移动或修改任一个“体Body”而不会影响其它组件。
欲移动不同的“体”需使用指南针工具，使用鼠标将指南针拖拉至欲移动的“体”上，即可移动此“体Body”。（注意：不同的之间不能有关联关系，若有关联关系，例如，一个体的草图是建立在另一个体的面上的，则它们之间就存在有关联关系了。）
操作步骤：
（1） 将指南针移到指定的“体”上；
（2） 点击要移动的“体Body”；
（3） 点击指南针坐标轴或表示面的弧及其它，用鼠标的MB1拖动指南针的相关轴或
弧，即可实现“体”的移动、旋转。
注：建议在建立不同的“体”之时，利用已有的“体”的面或其它关系，建立新建“体”的草图，这样在进一步进行布尔运算时，可以方便地建立不同“体”之间的位置关系，而不利用指南针进行确定。
1.8 Boolean Operations工具栏
在有两个以上的“体”存在时，可以利用布尔运算功能，进行“体”之间的布尔运算，
通过这些运算将不同的“体”联结在一起。这些运算包括联结（Assemble）、布尔加（Add）、布尔交（Intersect）、布尔差（Remove）、联结修剪（Union Trim）和Remove Lump等不同的运算操作。其工具栏如上图所示。
1. 联结Assemble
联结（Assemble）功能可以将不同组件组合成单一组件，彼此之间有层级关系。 操作步骤如下：
（1） 单击联结按钮；
（2） 如果Body2想加入Body1，则先选择Body2
到对话框的Assemble项，再选择Body1到
After项中，意思是将body2联结在Body1之
后。
（3） 点击OK，则此操作可以将Body2加入Body1组合成一个“体”。
2. 逻辑运算Boolean Operation
单击Boolean Operations工具栏中的按钮的黑色三角形，即可得
到逻辑运算工具栏，它包括联集（Add）、差集（Remove）和交集（Intersect）
3种运算功能。下面进行详细叙述：
联集Add
联集（Add）即是add a body to another body. Adding a body to another one means uniting them.
步骤：
（1） 点击联集按钮；
（2） 先选择相加入另一个Body中的Body到对话框的Add栏中；
（3） 再选择上一Body要加入的目的Body到对话框的After栏中；
（4） 选择OK。
注意：By default, the application proposes（建议）to add the selected body to Part
You will note that:
the material common to Part Body and Body.1 has been removed。
☐
☐ both pads keep their original colors. You cannot re-apply the Assemble, Add, Trim, Intersect, Remove and Remove Lump
commands to bodies already associated to other bodies.（对于已经与其它Bodies建立关联的Bodies不能再使用Assemble, Add, Trim, Intersect, Remove 和 Remove Lump 命令）。 However, if you copy and paste the result of such operations elsewhere in the tree you can then use these commands.（但是对此操作的结果且可以在树的任何地方使用布尔运算进行拷贝和裁剪）
Avoid using input elements that are tangent to each other since this may result in （避免使用相互相切的元素，因为这样可能在相切区域引起几何不稳定性的后果）. ☐ ☐
差集Remove
差集（Remove）可以在某一“体”内移除某一“体body”与另一体相交的材料部分，即是remove a body from another body.
步骤：
（1） 单击想移去的“Body”；
（2） 再单击差集按钮，则弹出差集（Remove）对话框，
系统将想移除的“体body”自动填入到Remove栏
中；
（3） 选择想去除上步所选的“体body”;
（4） 单击OK即可。
注意：
☐ You cannot re-apply the Assemble, Add, Trim, Intersect, Remove Lump
Remove and
commands to bodies already associated to other bodies.（对于已经与其它Bodies建立关联的☐ Bodies，不能再使用Assemble, Add, Trim, Intersect, Remove 和 Remove Lump 命令）。 Avoid using input elements that are tangent to each other since this may result in （避免使用相互相切的元素，因为这样可能在相切区域引起几何不稳定性的后果）.
交集Intersect
取两个以上Bodies的相交部分（The material resulting from an intersection operation between two bodies is the material shared by these bodies.）
注意：
☐ You cannot re-apply the Assemble, Add, Trim, Intersect, Remove and Remove Lump commands to
bodies already associated to other bodies. However, if you copy and paste the result of such operations elsewhere in the tree you can then use these commands.
☐
Avoid using input elements that are tangent to each other since this may result in geometric
instabilities in the tangency zone.
3. 联集修剪Union Trim
联集修剪（Union Trim）功能可以使两个以上“体”之间同时进行交集、联集和差集等操作，完成单纯使用布尔运算无法完成的操作。Applying the Union Trim command on a body entails defining the elements to be kept or removed while performing the union operation.
The following rules are to be kept in mind:
☐ Rule 1
REMOVE: Selected bodies ONLY are removed
Rule 2
KEEP: selected body is kept. All other bodies are removed
Rule 3
REMOVE is not necessary if KEEP specification exists ☐ ☐
Concretely speaking（具体来说）, you need to select the required bodies and specify the faces you wish to keep or remove.
操作步骤如下：
☐ ☐
☐
☐ 选择联集修剪按钮 首先单击要修剪的Body（到对话框的Trim栏中）； 然后再单击与其Union的Body（到对话框中的With栏中）； 再选择要保留的面到“Faces to Keep”或选去除的面到“Faces to remove”中；
4. Remove Lump
使用Remove Lump可以移除单一体内多余且不相交的实体。不相交的实体可以是一个“体Body”中绘制出的，也可以是布尔运算之后的不相交实体。
1.9批注工具栏Annotations
利用批注工具栏可以再实体上标注文字或符号，用来强调某些设计特征，
或者使观看此实体零件的用户看到其它的信息。它有两种标注方式：带箭头文字（Text with Leader）和带箭头标注（Flag Note with Leader）。
1. 带箭头文字
“带箭头文字Text With Leader”可以在零件上以箭头指向某个位置，并加上标注文字内容。
2. 带箭头的标注
“带箭头标注Flag Note With Leader”可以与一个文件、网页和图片建立器连接。
1.10 Reference Element工具栏
利用Reference Element工具栏可以建构空间的点、线、面等基本几何元素，这些元素可
以作为构建其它图形时的参考。
下面我们分别进行叙述：
1. 点Point 系统提供各种点的构建方法，单击
种建立点的方法。
坐标点Coordinate 按钮，弹出“Point Definition”对话框，在“Point type”中选择各
直接输入坐标点，可以选择Reference Point坐标
原点。
曲线上的点On Curve
在曲线上建立点，曲线也可以是实体的边线。建
立的具体步骤如下：
I.
“On Curve”；
II. 在“Distance to reference”选项中选择
“Distance on curve”按钮，可在Length栏
中输入建立点到曲线端头的距离，也可以
在“Reference”项的“Point”栏中选择一
点作为距离参考点，缺省是以曲线的端头
作为参考点的。可以“Reverse Direction”
更改计算参考点距离的方向。
III. 在“Distance to reference”选项中选择“Ratio
of curve length”，则以比例的形式来放置
点，若填入的Ratio值为0.4，则表示建立
点与端点的距离和线段长度的比例为0.4
；
进入“Point Definition”，选择Point Type为
同样，可以另外确定Reference Point；
IV. Nearect Extremity为将计算点放置到最近的曲线端点；Middle Point为曲线的中点
建立点，用“Ratio of curve length”的话，Ratio为0.5。
V. 单击“OK”，完成点的建立。
平面上的点On Plane
在平面上建立点。
系统自动建立Reference Point，输入H、V值作为坐
标；
也可以设置参考点（Reference Point），坐标值是以
此点为基准的距离值。
曲面上的点On Surface
在曲面上建立点。
圆心点Circle Center
可以在圆形图中的中心位置建立点
曲线切点Tangent On Curve
在直线与曲线相切处建立点。
中间点Between
在两点的连线上建立一点，Ratio代表点与两点之间距离的倍数。
2. 直线
Line
提供在空间建立直线的功能，系统提供数种具体的建立方式。
对话框中的Start与End为直线向两点以外延伸的长度。
☐
☐
☐
☐
☐
☐ 两点连线Point－Point 起点与方向Point－Direction 与曲线垂直或倾斜Angle/Normal to curve 与曲线相切Tangent to curve 与曲面垂直Normal to surface 平分线Bisecting
3. 平面Plane
提供建立不同于XY 、YZ、ZX的平面，来作为绘制图形或实体的参考。平面的建立方式有许多种，在下面一一讨论：
☐
☐
☐ 偏移平面Offset from plane 平行某一面且过一点Parallel through point 与平面垂直或倾斜Angle/Normal to plane
☐
☐
☐
☐
☐
☐
☐
☐ 三点成面Through three points 两线成面Through two lines 点与直线成面Through Point and line 过平面曲线Through Planar Curve 与线垂直Normal To Curve 与曲面相切Tangent to Surface 方程式Equation（Ax+By+Cz=D） 多点的平均
面Mean Through Points
1.11 Advanced Replication Tools工具栏
PowerCopy的用途在于将一群相关的特征组成一个集合，这个集合可以用在不同的零件文件中。PowerCopy能进一步修改每一个特征的值，并采用参数化设计的概念，比起样本只能单纯复制特征，PowerCopy的功能更为强大。
1. PowerCopy命令
2. Instantiate From Document命令
1.12坐标轴系统Axis System
This task explains how to define a new three-axis system locally. There are
two ways of defining it: either by selecting geometry or by entering coordinates.
1. Select the Insert -> Axis System... command or click the Axis System icon . The Axis System Definition dialog box is displayed.
注意：选择对话框中的“Current”按钮，则当前
建立的坐标系为当前坐标系。
2. An axis system is composed of an
origin point and three orthogonal axes.
For instance, you can start by selecting
the vertex as shown to position the origin
of the axis system you wish to create. The application then computes the remaining coordinates. Both computed axes are then parallel to those of the current system.一个坐标轴系统是由一个原点和三条直角轴组成。例如，可以选择一个顶点作为所希望建立坐标轴系统的的原点，则系统自动计算其余的坐标轴，缺省的是所计算的轴与当前系统的坐标轴平行。
I. 原点Origin
Instead of selecting the geometry to define the origin point, you can use one of the following contextual commands available from the Origin field:
⏹ Create Point: for more information, refer to Points
⏹
⏹
⏹ Coordinates: for more information, refer to Points Create Midpoint: the origin point is the midpoint detected by the application after selection of a geometrical element. Create Endpoint: the origin point is the endpoint detected by
the application after selection of a geometrical element
II. 坐标轴系统类型Axis System Type
You can choose from different types of axis system:
⏹ Standard: defined by a point
of origin and three orthogonal
directions (by default the
current directions of the
ccompass).通过一个原点和三条
直角方向（缺省与指南针方向相
同）
Here only the point was selected and
nothing specified for the axes.在这里，只
选择了一个点，没有指定轴。
⏹ Axis rotation: defined as a standard axis system and a angle
computed from a selected
reference.定义方式如同（Standard Axis System），并且利用
一个选定的参考来计算一个角度。
Here the Y axis was set to the standard
axis system Y axis, and a 15 degrees angle
was set in relation to an edge parallel to
the X axis. 这里Y轴的设置方式如同标准轴系
统Y轴的设置方式，15度表示绕X轴转动的角度。
（操作方式：选定一轴；然后选定过此轴的面作为参考；在设定围绕此轴的转角即可。）
Euler angles: defined by three
angle values as follows.
Angle 1= (X, N)
a rotation about Z transforming vector X into vector N.
Angle 2= (Z, W)
a rotation about vector N transforming vector Z into vector W.
Angle 3= (N, U)
a rotation about vector W.
3．If you are not satisfied with x axis, for instance click the X axis field and select the edge as shown to define a new direction for x axis.
The x axis becomes colinear with this edge.
4．Check thereverses its direction too.
Note that there are two types of axis systems, right-handed and left-handed. The dialog box indicates the type close to the Current option.
5．The application also lets you define axes through coordinates.
Right-click the Y Axis field and select the Coordinates... contextual command. The Y Axis dialog box appears.
6．完成原点与坐标轴的建立之后，点击OK。
The axis system is created. It is displayed in the specification tree. When it is set as
current, it is highlighted as shown below.（当它设置为当前坐标系的话，它在树中显示的亮的。）
设置的局部坐标系时固定的，如果项约束它，则先要使它与系统
的其它要素隔离开，否则会过约束。（Local axes are fixed. If you
wish to constrain them, you need to isolate them (using contextual command) before setting constraints otherwise（否则） you would obtain over-constrained systems.）
The display mode of the axes is different depending on whether the three-axis system is
right-handed or left-handed and
.
Right-click Axis System.1 and select the Set as current contextual command. Axis
System.1 is now current. You can then select plane xy for instance, to define a sketch plane.
III. 编辑一个坐标系统Editing an Axis System
You can edit your axis system by double-clicking it and entering new values in the dialog box that appears. You can also use the compass to edit your axis system. For more about the compass, refer to CATIA- Infrastructure User's guide Version 1.
Note also that editing the geometrical elements selected for defining the axes or the origin point affects the definition of the axis system accordingly.
Right-clicking Axis System.X object in the specification tree lets you access the following contextual commands:
⏹
⏹
⏹ Definition...:redefines the axis system Isolate: sets the axis system apart （分开）from the geometry Set as Current/Set as not Current: defines whether the axis system
is the reference or not.
IV. Creating an Axis System when Creating a New Part
An option lets you create an axis system when you are creating a new part. To know how to access this option, refer to Customizing a CATPart document.
1.13测量Measuring
测量工具条Measure Toolbar，包括三种测量类型：
Measure Minimum Distances and Angles: Click this icon, set the desired measure type, the measure mode and select a surface, edge or
vertex.
Measure Properties:
Select the desired item and click this icon. Measure Inertia: Click this icon and select the desired item
1. 测量距离和角度Measuring Distances & Angles between Geometrical
Entities
This task explains how to
measure minimum or
maximum distances and, if
applicable, angles between
geometrical entities (points,
surfaces, edges, vertices and
entire products).
（1） 测量类型measure
type：
⏹ Between (default type):
between selected items.
⏹
Chain measures distance and, if applicable, angle : lets you chain measures with the last selected item becoming
the first selection in the next measure.
⏹
Fan
: fixes the first selection as the reference so that you always measure from this item.
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