CATIA V5详细教程--草图.doc

1、 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

2、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

3、平面上的对象，有 Select（选择） 、Select Trap（挑选式选择） 、 Intersecting Trap（交集式选择） 、Polygon Trap（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） Select Trap（挑选式选择）只有完全在选择框中的物体才能被选择到。（3） Intersecting Trap（交集式选择）只要对象与选择框右交集，就被选择到。（4） Polygo

4、n Trap（多边形框式选择）用多边形框选择，只有完全在框内的对象才能被选择到。双击鼠标左键 MB2 结束选择框的绘制。（5） Paint Stroke Selection（绘图交集式选择）鼠标左键按下拖动形成一条路径，与路径相交的对象都会被选到。2. 工作台进入草图绘置状态后，在工作台中会出现一个特有的离开按钮 ，表示目前处于草图绘置状态中。绘制完草图后，点击此按钮，即可退出草图状态，进入零件设计状态。“Sketch Tools”工具条提供“Snap to Point”（捕捉点开关） 、Construction/Standard Element（参考元素的转换）等，还根据当前用户所选绘制功能

5、的不同，自动扩充与当前绘制功能有关的选项，例如可以输入坐标点、角度值、相应功能按钮等。在绘制草图时，一般建议将“Sketch Tools”工具栏打开。1.3 Profile 工具栏Profile 工具这些栏提供各种草图轮廓线的绘制工具，以方便用户绘制二维轮廓线。这些工具包括连续折线、样条线、矩形、正六边形、圆弧、圆形、椭圆等绘图工具。1. 连续折线可以绘制连续的折线条，它由直线、圆弧线段组成，可以为封闭、也可不封闭。操作步骤：（1） 进入草图工作平面，点击连续折线按钮 ；（2） 使用光标绘制图像，或在“Sketch Tools”工具栏内填入不同点的坐标点，其中 H 为与坐标原点的水平距离（即水

6、平坐标值） ，V 是与坐标原点垂直的距离（即垂直坐标值） ，L 代表两点之间的距离，A 代表直线与水平轴的角度。（3） 若要绘制圆弧，可单击“”中的三点成弧 或绘制与直线相切的圆弧，点击 可以返回到直线绘制状态。（4） 一旦连续折线形成封闭图形，即自动结束连续线的绘制；若绘制不封闭的连续折线，则可点击 按钮结束绘制；或直接单击其它图标转换绘图方式；也可以在连续折线的最后一点双击鼠标左键，即可完成连续折线的绘制。2. 图形样板 Predefined Profile提供许多预定的图形样板（Predefined Profiles） ，以便与快速完成草图的绘制。（1） 矩形 Rectangle进入草图

7、绘制平面后，单击矩形按钮；用鼠标左键点击两点作为矩形的对角点，或在“Sketch Tools”上在 First Point 和 Second Point 文本框内输入坐标值，或在 Width 和 Height 字段输入矩形的宽与高。系统自动生成矩形 U 和 V 约束。（2） 斜置矩形 Oriented Rectangle使用鼠标左键点击两点作为矩形的一个边长，再移动鼠标确定另一边。也可以用输入坐标值的方式确定矩形的边点。（3） 平行四边形 Parallelogram与斜置矩形建立的操作方式一致。（4） 延长孔 Elongated Holes建立步骤： 点击两点，代表延长孔的两个圆心位置，再点击

8、一点，表示两圆公切线上的点。 也可以通过在“Sketch Tools”工具条内输入坐标值、圆弧半径的方法确定。（5） 圆柱形延长孔 Cylindrical Elongated Holes建立步骤： 单击一点作为圆形延长孔圆弧的圆心，或在“Sketch Tools”工具栏内的“Circle Center”内填入圆心的坐标值 再单击一点作为圆形延长孔圆弧的起始点，或在“Sketch Tools”工具栏内的“Start Point”内填入起始坐标点。 再单击一点作为圆形延长孔圆弧的终止点，或在“Sketch Tools”工具栏内的“End Point”内输入终止点的坐标值。 点击圆形延长孔周围边上的

9、任一点，或在“Sketch Tools”工具栏的“Point On Cylindrical Elongated Hole”内输入延长孔周边上一点的坐标值，或直接在工具栏的“Radius”上输入孔半径值。（6） 钥匙孔 KyeHole Profile建立步骤： 点击一点作为钥匙孔中大圆的圆心，或在“Sketch Tools”的 Center 项中输入坐标值。 单击另一点作为钥匙孔中小圆的圆心，此点同时决定两个圆心的距离。 点击一点，决定小圆的半径； 再点击一点决定大圆的半径。（7） 正六边形 Hexagon操作步骤： 点击一点作为正六边形的中心，或在“Sketch Tools”中“Hexagon

10、 Center”项中输入中心坐标值。 点击一点作为正六边形一边的中点，或在工具栏中输入角度和 Dimension 值，角度为六边形中心点与当前要设置边的中点的连线与水平轴的夹角，Dimension 是中心点到边的距离值。3. 圆形提供各种绘制圆与圆弧的工具正圆形、三点成圆、坐标画圆 和三切线成圆都比较简单。三点成弧利用三个点成一段圆弧，依次点击圆弧的起点、中间一点和终点。有限制的三点成弧依次点击圆弧的起点、终点和圆弧中间的一点，它先决定圆弧的起始、终止距离，再决定圆弧的曲率。弧形先点击圆弧的中心点，再点击圆弧的起始点，然后点击圆弧的终止点。4. 样条 Spline样条曲线的绘制有两种方式，一种

11、是绘制样条线 ，另一种将两条样条线连接起来 。绘制完成样条线之后，可用鼠标双击样条的一个控制点，则弹出对话框，可以对控制点的坐标值进行修改；或直接用鼠标左键按住所要修改的控制点进行拖动。5. 圆锥曲线 Conic提供各种绘制圆锥曲线的工具，包括椭圆、抛物线、双曲线与利用 5 点绘制二次曲线等几种方式。（1） 椭圆 Ellipse 进入草图工作平面，选择椭圆按钮 ； 点击一点作为椭圆的中心点，或在“Sketch Tools”工具栏的“Center”中输入坐标值作为中心点； 点击一点作为椭圆长轴的端点，或在“Sketch Tools”工具栏中“Major SemiAxis Endpoint”栏输入

12、坐标值； 再单击一点作为椭圆上的点，或在“Sketch Tools”工具栏中 Minor SemiAxis Endpoint”栏输入坐标值，即可完成椭圆的绘制。（2） 抛物线 Parabola by Focus 进入草图工作平面，选择抛物线按钮 点击一点作为抛物线的中心，或在“Sketch Tools”工具栏中的“Focus”输入坐标值作为中心点； 单击一点或在“Sketch Tools”工具栏中的“Apex ”项中输入坐标作为抛物线的顶点。 点击两点作为抛物线的两个端点，或在“Sketch Tools”工具栏中的 Start Point 和 End Point 中输入坐标值，即可完成抛物线的

13、定义。（3） 双曲线 Hyperbola By Focus 进入草图工作平面，选择双曲线按钮 点击一点作为双曲线的中心，或在“Sketch Tools”工具栏中的“Focus”输入坐标值作为中心点； 单击一点作为双曲线的渐近线交点中心，或在“Sketch Tools”工具栏中的“Center”坐标。 单击一点或在“Sketch Tools”工具栏中的“Apex ”项中输入坐标作为双曲线的顶点。 点击两点作为双曲线的起始点和终止点，或在“Sketch Tools”工具栏中的 Start Point 和 End Point 中输入坐标值，即可完成双曲线的定义。（4） 绘制二次曲线 Creates

14、a Conic利用 5 个点（或点与矢量） ，产生一条圆锥曲线。操作步骤如下： 进入草图工作平面，点击圆锥曲线按钮 ； 单击一点作为曲线的第一端点，再点击一点作为曲线的第二端点。 下来可以利用确定起始点 First Tangent 的矢量或终止点 Second Tangent 的矢量，也可以利用 Two Tangents 建立与两点都相切的辅助线来帮助建立曲线。 也可以点击另外三点作为曲线上的点，确定曲线最后的形状，完成二次曲线的绘制。6. 直线工具 Line绘制各种直线，包括直线 Line、无穷线段 Infinite Line、公切线 BiTangent Line、角平分线 Bisectin

15、g Line 和曲线的法线 Line Normal To Curve 等直线绘制工具。7. 轴线 Axis可以在草图平面上绘制轴线（虚线轴） 。8. 点 Point有单点 Point、坐标点 Point By Using Cooredinates、等分点 Equidistant Points、线交点 Intersection Point 和点在线上的投影点 Projection Point 等点建立方式。1.4 草图操作工具利用“Operation”工具栏可以对已经绘制出的图形作一些修改，如倒圆、倒角、修剪、对称和平移等。1. 倒圆角 Corner在草图平面上对不同线段之间（可以是任何线段）作

16、倒圆。单击“倒圆角”按钮 ，则在“Sketch Tools”工具条中出现 3 中不同形式的倒圆角： 修剪所有元素（Trim All Elements） ：倒圆角并除去圆角之外的线段。 修剪第一元素（Trim First Element） ：倒圆角，但只修剪所选的第一条线段。 不修剪（No Trim） ：倒圆角但不修剪任何线段。选择适用的倒圆角方式，按提示进行操作即可得到相应的结果。2. 倒角 Chamfer在草图平面上对不同线段之间进行倒角。点击倒角按钮 ，则在“Sketch Tools”工具条中出现 3 中不同形式的倒角形式： 修剪所有元素（Trim All Elements） ：倒角并除去

17、倒角之外的线段。 修剪第一元素（Trim First Element） ：倒角，但只修剪所选的第一条线段。 不修剪（No Trim） ：倒角但不修剪任何线段。选择适当的倒角方法，然后分别单击两个线段对象，则在“Sketch Tools”工具条又出项 3 个按钮 （见下图所示） ，表示不同的建立倒角的参数方式，选择不同的参数方式， “Sketch Tools”工具条后边出现的文本框也有所不同（可以是长度与角度或长度与长度。注意：角度是与第一个选择对象的夹角） 。按选择不同的建立参数输入参数，建立倒角。3. 重限制 Relimitations对已绘制好的二维线进行修剪（Trim） 、分段（Brea

18、k） 、快速修剪（ Quick Trim） 、封闭曲线（Close ） 、互补（Complement）等修整操作。点击 的黑色倒三角，即可得到 Relimitations 工具栏（如左图所示） 。（1） 修剪 Trim修剪功能可以修整相交的线段。I. 有单击修剪按钮，则在“Sketch Tools”工具栏中由两中不同的修剪功能，分别是： 修剪所有元素（Trim All Elements） ：修剪相交线段多余的部分； 修剪第一元素（Trim First Element） ：只修剪相交第一条被单击线段多余部分。II. 单击“修剪所有元素”按钮 ，点击目标上想要保留的部分，再移动光标到想要的位置，单

19、击此位置即可；III. 单击“修剪第一元素”按钮 ，点击目标想保留部分，再移动光标到想要的位置，单击此位置即可。（2） 分段 Break将相交的线段在相交点分段（打断） ，步骤如下：先单击要分段的对象，再单击与其相交的对象，则要分段的对象在它们相交处分段。（3） 快速修剪 Quick Trim以线段相交处为基准，直接修剪。操作步骤如下：点击快速修剪按钮，在“Sketch Tools”工具栏中出现三种不同的快速修剪方法： 打断并清除边界内线条（Break And Rubber In） ：去除点击部分左右两个交点之间的线条； 打断并清除边界之外的线条（Break And Rubber Out） ：

20、保留点击部分，除去最近两交点之外的线段部分。 打断并保留线段（Break And Keep） ：打断所点击的部分，但不清除任何线段。选择快速修剪方法，按提示进行操作，即可得到相应的结果。（4） 封闭线段 Close将不完整的椭圆、圆弧等图形变成封闭完整的椭圆、圆等。（5） 互补 Complement可以将不完整的椭圆、圆弧等图形转换成与其互补的图形。4. 变换 Transformation利用此工具栏提供的功能可以对图形对象进行对称（Symmetrical Elements） 、平移（Translate ） 、旋转（Rotate） 、缩放（Scale） 、偏移（Offset ）等操作。单击 的

21、黑倒三角，则弹出“Transformation”变换工具栏。（1） 对称先选择要对称的对象，在单击直线作为对称轴，即可得到对称图形。（2） 平移选择一个要平移的对象，再点击一点，或在“Sketch Tools”中 Start Point 栏中输入坐标值，建立移动参考点。在移动对话框中的 Instance（s）输入想要得到移动复制的个数和相对移动的距离 Value 值。单击终点决定移动的方向，或单击“OK”即可完成移动操作。注： 在完成这些操作时，注意信息栏的提示和“Sketch Tools”中的数据栏目框的内容。（3） 旋转 Rotate 点击旋转按钮，出现对话框，然后单击想旋转的对象； 单

22、击一点或在“Sketch Tools”工具栏内的 Center Point 栏内输入坐标，确定旋转中心。 在 对话框中的 Instance（s）输入想要得到移动复制的个数； 在 “Sketch Tools”对话框中输入旋转角度值Value，单击“确定”完成旋转 或 再单击一点确定旋转的角度的参考基准，然后点击一点确定旋转角度。也可以在“Sketch Tools”中输入 First Point 和 Second Point。（4） 缩放 Scale 单击需要缩放的图形对象。 点击一点作为缩放参考中心点，或在“”工具栏中的 Center Point 文本框中填入参考中心坐标值。 在“”工具栏中的

23、Value 值填入缩放比例，也可以使用光标单击，或在“Sketch Tools”工具栏中的 End Point 中输入坐标值。 单击“确定” 。（5） 偏移 Offset 点击 Offset 按钮，选择要偏置对象，在选择偏置选项按钮：偏移中有三种选项“No Propagation ”、 “Tangent Propagation ”和“Point Propagation ”。“No Propagation”表示只偏移用户选择的对象；“Tangent Propagation”表示只偏置与用户选定对象及与其相切的对象；“Point Propagation” 偏移与选定对象连接的所有对象。偏置值可以在

24、“Sketch Tools”工具栏中的“Offset”值确定或点击一点进行确定。5. 3D 几何工具栏可以将三维实体的边线、轮廓、与草图工作平面相交的轮廓等，投影在草图工作平面上。（1） 投影三维物体 Project 3D Elements用此功能可以将三维物体的边线投影到草图工作平面上。进入草图工作平面，单击 按钮，单击欲投影三维物体的边线，则投影后的线条会以鲜黄色表示。此线条与三维物体有关联关系，所以三维物体改变，则线条也作相应改变。（2） 相交的 3D 物体 Intersect 3D Elements此功能可以将实体与草图工作平面相交的轮廓投影在草图工作平面上，轮廓必须要有锐利的边缘才能

25、投影，若是圆形曲线边缘，则无法投影。单击 按钮，再点击与草图工作平面相交且欲投影的实体，即可完成轮廓在草图工作平面上的投影。（3） 投影 3D 轮廓边线 Project 3D Silhouette Edges可以将与草图工作平面无相交的实体轮廓投影到草图工作平面上。单击 ，再单击要投影的实体即可。1.5 约束 Constraint 工具栏通过约束工具栏，可以对草图图形的长度、角度、平行、垂直、固定位置、相切等曲线图形加以限制约束，这些约束条件可以表示在图形上。若约束呈紫色时，表示约束为过约束（Over Constraint） ，此时需要删除多余的约束条件，使图形的约束适当。1. 以对话框形式的

26、定义约束条件 Constraints Defined In Dialog Box“对话框方式定义约束条件 Constraint Definition”的功能，可以对点、直线、曲线作规划并标出限制条件。不论对何种图形做限制，对话框中定义约束的使用方法都想同。操作步骤如下：（1） 选择需要约束的图形对象（需要选择多个对象，可以按 Ctrl 键进行选择） ；（2） 单击“Constraint”工具条中的“Constraints Defined In Dialog Box ”按钮 ，弹出“约束定义对话框 Constraint Definition”，选择想要给定的限制条件，单击“确认 OK”按钮，即可

27、完成限制。对单一图形对象的约束有：Horizontal、Vertical 、Length、Radius/Diameter、 Fix（固定） 、Semimajor Axis（椭圆长轴的长度） 、Seminor Axis（椭圆短轴的长度） 。对两个图形对象之间的限制：Angle、Distance 、Coincidence（共线、共点）、Concentricity（同心） 、Tangency、Parallelism、Perpendicularity、Symmetry（对称） 、Midpoint（中点） 、Equidistanst Point（等距离点） 。2. 约束创建 Constraints Cr

28、eation此工具栏主要对点、直线和曲线作规划设计，与上节内容的差异主要在“创建约束”功能可以自动标识出约束条件，不需要在对话框中选择。点击“Constraint 约束”工具条中的 按钮下的黑倒三角，弹出“Constraints Creation”工具栏 。（1） 约束 Constraint约束功能等同于“以对话框方式定义约束” 中的角度 Angle、距离 Distance 、半径 Radius、直径 Diameter 等约束。这里主要设置的是尺寸约束。步骤如下：I. 单击约束按钮 ；II. 再单击所要约束的图形，即可完成约束的设置。（2） 相接约束 Contact Constraint此功能

29、等同“以对话框方式定义约束” 中的相切、同心、共线等约束。这里主要设置的是几何方面的约束。I. 点击约束按钮II. 选择要约束的几何对象，即可完成两对象间的相接约束（相切、同心、共线、共点等）3. 自动约束 Auto Constraint自动约束可以同时对多个几何对象（点、直线、曲线）进行约束。“Auto Constraint”对话框中的选项说明：Elements to be constrained：选择想要约束的图形对象。Reference elements：选择相关但不显现限制的图像对象。Symmetry Lines：选择对称线。4. 驱动约束 Animate Constraint 驱动约

30、束（Animate Constraint）功能可以对已有的约束的图形，透过改变约束的数值，使得整个图形对象在约束数值的改变下，用约束间的牵引作出动画。操作步骤如下：在图形上设置相关的约束（若没有相关的约束，则不会产生作用，主要是针对尺寸约束） ；单击某个约束，然后单击驱动约束按钮 ，立即出现如下对话框：在对话框中的 First Value 和 Last Value 中输入约束参数的山下限值，Number of steps中输入动画播放的格数，数值越大，则动画越细腻。1.6 草图工具栏 Sketch Tools“Sketch Tools”工具条提供“Snap to Point”（捕捉点开关） 、

31、“Construction/Standard Element（参考元素的转换） ”、几何约束（Geometrical Constraints）和尺寸约束（Dimensional Constraints）等功能，还根据当前用户所选绘制功能的不同，自动扩充与当前绘制功能有关的选项，例如可以输入坐标点、角度值、相应功能按钮等。在绘制草图时，一般建议将“Sketch Tools”工具栏打开。捕捉点开关 Snap to Point可以使光标点的选择锁定在草图工作平面的网格交点上，系统缺省是打开的。构建/标准元素 Construction/Standard Element标准元素可以用来建立实体，而构建元素只能用来辅助标准元素的建立（即是辅助线的角色） 。构建元素的线型是虚线，标准元素的线型是实线。几何约束 Geometrical Constraints可以使 CATIA 自动侦测约束条件，并自动放置约束条件，省去手加约束的麻烦。点击 ，建立矩形，则会自动约束矩形的水平与垂直线段。不单击 ，建立矩形，则不会有约束出现。不光是矩形，只要单击几何约束 ，绘制任何图形时，CATIA 都会侦测所有可能的约束条件并自动放置。