CATIA應用與實戰演練（初級篇）模塊四裝配設計

【學習導引】CATIA裝配設計分為TOP-DOWN裝配、DOWN-TOP裝配和混合裝配，其中TOP-DOWN裝配是在裝配工作臺直接新建零件，按照零件的裝配關系建模；DOWN-TOP裝配，是先在零件工作臺進行零件建模，再導入裝配工作臺按照連接關系進行裝配約束；混合裝配是用兩種裝配形式進行裝配。模塊四裝配設計

【學習導引】裝配設計模塊包含三個項目，根據裝配方法分為：DOWN-TOP裝配的螺栓連接裝配、TOP-DOWN裝配的千斤頂裝配、混合裝配的齒輪泵裝配。模塊講解了裝配體的工作原理、組成零件，以便更好地理解裝配關系。任務講解過程中有學習目標、項目分析、學習重點、注意事項、小技巧和拓展練習等。模塊四裝配設計

【學習指南】1.CATIA裝配設計是將零件模型按照一定的裝配約束關系，裝配在一起。裝配體中國標規定的標準件如螺栓、螺母、墊圈、鍵、銷等零件，可以直接調用CATIA目錄瀏覽器里面的標準件模型，不需要建模。2.學習裝配設計要了解裝配體工作原理，零件間的連接關系及各零件在裝配體中的作用等。模塊四裝配設計項目一

螺栓連接裝配

任務零件建模與裝配建模項目二千斤頂裝配

任務千斤頂裝配設計項目三齒輪泵裝配

任務齒輪泵裝配設計項目一螺栓連接裝配任務

零件建模與裝配建模項目一螺栓連接裝配

【學習目標】

1.熟悉DOWN-TOP裝配設計的操作方法，掌握目錄瀏覽器調用標準件的操作方法，學會插入現有零件、零件的裝配約束、裝配文件的保存管理等命令。2.能夠創建裝配模型等。【項目分析】

螺栓連接是用螺栓、螺母、墊圈將兩個不太厚并鉆成通孔的零件連接在一起。其中，螺栓、螺母、墊圈是標準件，裝配設計時不需要建模。項目所用標準件規格是：螺栓M20X80、螺母M20、墊圈20；項目需要建模的是兩個通孔零件。

【學習重點】

裝配工作臺插入現有零件、目錄瀏覽器調用標準件、裝配約束、裝配文件的保存管理。任務

零件建模與裝配建模

【實戰演練】

【步驟1】零件建模。圖4-1-1零件一建模圖4-1-2零件二建模任務

零件建模與裝配建模

【實戰演練】

【步驟2】裝配螺栓。【注意】CATIA的初始界面雖然是裝配界面，但不是機械設計裝配工作臺。如果打開CATIA初始界面直接進行裝配設計，會發現缺少很多命令工具條。因此，一定要在菜單欄單擊“開始”——“機械設計”——“裝配設計”，進入裝配工作臺。圖4-1-3目錄瀏覽器對話框任務

零件建模與裝配建模

【實戰演練】

【步驟2】裝配螺栓。圖4-1-4選擇需要的螺栓標準圖4-1-5選擇螺栓規格任務

零件建模與裝配建模

【實戰演練】

【步驟2】裝配螺栓。圖4-1-6調用螺栓圖4-1-7將螺栓軸線豎直任務

零件建模與裝配建模

【實戰演練】

【步驟2】裝配螺栓。【小技巧】1.操作按鈕是裝配設計使用頻率較高的操作，它不僅可以沿著三個坐標軸移動和轉動，沿三個坐標平面移動，還可以沿任意直線移動和轉動，沿任意平面移動。2.修復部件按鈕的作用是固定零件，裝配過程中，一定要固定一個零件不動，其他零件按照約束關系裝配到這個零件上。如果不固定一個零件，那么根據約束關系，零件容易裝配到裝配體外面。任務

零件建模與裝配建模

【實戰演練】

【步驟3】裝配零件。圖4-1-8插入零件一圖4-1-9移動零件一任務

零件建模與裝配建模

【實戰演練】

【步驟3】裝配零件。圖4-1-10約束螺栓軸線圖4-1-11約束零件一軸線任務

零件建模與裝配建模

【實戰演練】

【步驟3】裝配零件。圖4-1-12約束螺栓頭與零件表面偏移距離圖4-1-13裝配零件二任務

零件建模與裝配建模【實戰演練】【步驟4】裝配墊圈ISO7089WASHER20X37。圖4-1-14調用墊圈圖4-1-15調整墊圈位置圖4-1-16約束墊圈軸線與螺栓軸線相合任務

零件建模與裝配建模

【實戰演練】

【步驟4】裝配墊圈。圖4-1-17約束墊圈底面與零件二表面接觸圖4-1-18裝配墊圈任務

零件建模與裝配建模

【實戰演練】

【步驟5】裝配螺母ISO4034NUTM20。圖4-1-19調用螺母圖4-1-20調整螺母方向

圖4-1-21裝配螺母任務

零件建模與裝配建模

【實戰演練】

【步驟6】裝配文件保存。圖4-1-22螺栓裝配圖4-1-23保存管理對話框任務

零件建模與裝配建模

【實戰演練】

【步驟6】裝配文件保存。圖4-1-24拓展目錄任務

零件建模與裝配建模

【實戰演練】

【步驟6】裝配文件保存。

【小技巧】1.CATIA的裝配建模是與裝配體的零件建模數據相關聯的，所以，裝配設計一定要用“保存管理”——“拓展目錄”選項，將Product文件和裝配的所有零件存儲在一個文件夾里面，才能打開裝配文件。如果只存儲一個product文件，而沒有與裝配體的零件建模存儲在一起，那么，CATIA將無法打開裝配建模文件。

2.由于裝配體零件較多，應時時單擊“保存管理”——“拓展目錄”選項，保存文件，以免因未及時保存文件而丟失文件。項目二千斤頂裝配任務

千斤頂裝配設計項目二千斤頂裝配

【學習目標】

1.熟悉TOP-DOWN裝配設計的操作方法，掌握零件工作臺與裝配工作臺的切換，學會新建零件、快速多實例化、裝配工作臺的鉆孔等命令。2.能夠創建裝配模型等。【項目分析】

千斤頂是利用螺旋傳動頂舉重物的，是常用的起重或頂壓工具。千斤頂由頂墊、螺旋桿、鉸杠、螺套和底座等零件組成。工作時，旋轉鉸杠，帶動螺旋桿在螺套內做上下移動，頂墊上的物體被頂起或落下。

【學習重點】

裝配工作臺新建零件、零件工作臺與裝配工作臺的切換、利用已有零件的草圖畫新零件模型、裝配工作臺插入裝配特征的鉆孔。任務

千斤頂裝配設計

【實戰演練】

【步驟1】進入裝配工作臺。圖4-2-1零件命名任務

千斤頂裝配設計

【實戰演練】

【步驟2】底座建模。【注意】特征樹的名稱可以中文命名，但文件存儲不能用中文。圖4-2-2打開特征樹，進入零件工作臺圖4-2-3YZ面底座草圖圖4-2-4底座建模任務

千斤頂裝配設計

【實戰演練】

【步驟3】螺套建模。【注意】隱藏三個坐標面一是為了保持裝配建模清晰，二是當裝配體零件較多時，投影面重疊，無法準確找到零件，因此，要學會隱藏不需要顯示的幾何元素。圖4-2-5新建零件任務

千斤頂裝配設計

【實戰演練】

【步驟3】螺套建模。圖4-2-6YZ面畫螺套草圖任務

千斤頂裝配設計

【實戰演練】

【步驟4】螺孔建模。圖4-2-7鉆螺紋孔圖4-2-8畫圓心點任務

千斤頂裝配設計【實戰演練】【步驟5】錐端緊定螺釘裝配。圖4-2-9插入裝配特征鉆孔圖4-2-10定義裝配特征對話框任務

千斤頂裝配設計【實戰演練】【步驟5】錐端緊定螺釘裝配ISO7434SCREWM10X12。圖4-2-12螺紋孔定義圖4-2-11受影響零件是底座和螺套任務

千斤頂裝配設計【實戰演練】【步驟5】錐端緊定螺釘裝配。【注意】兩個零件裝配后，再鉆孔，通常稱為“配鉆”，主要用于安裝螺釘或銷等零件。配鉆孔能確保孔的尺寸精度和幾何精度良好，便于裝配。圖4-2-13顯示螺釘投影面圖4-2-14拖動螺釘圖4-2-15約束螺釘任務

千斤頂裝配設計【實戰演練】【步驟6】螺旋桿建模。圖4-2-17螺旋桿外螺紋圖4-2-16螺旋桿草圖任務

千斤頂裝配設計【實戰演練】【步驟7】鉸杠建模。圖4-2-19投影3D元素畫鉸杠草圖，鏡像拉伸150圖4-2-18鉸杠孔任務

千斤頂裝配設計【實戰演練】【步驟8】頂墊建模，YZ面。圖4-2-20頂墊草圖圖4-2-21倒圓角圖4-2-22偏移YZ面反向30，空心點定位任務

千斤頂裝配設計【實戰演練】【步驟9】錐端緊定螺釘裝配。圖4-2-23快速多實例化插入另一個螺釘圖4-2-24繪圖區顯示新插入的螺釘任務

千斤頂裝配設計【實戰演練】【步驟10】整理、保存。【小技巧】快速多實例化命令，用于重復裝配已有零件，不必重新插入零件，非常便捷實用。圖4-2-25千斤頂裝配建模圖4-2-26設置顏色和透明度項目三齒輪泵裝配任務

齒輪泵裝配設計項目三齒輪泵裝配

【學習目標】1.熟悉混合裝配設計的操作方法，掌握拖動現有零件位置的操作及裝配約束，學會重復使用陣列、快速多實例化、裝配結構臺的鉆孔等命令。2.能夠創建裝配模型等。【項目分析】齒輪泵是機器潤滑、供油系統的一個部件，它的動力從傳動齒輪輸入，通過鍵帶動主動齒輪軸轉動，再經過齒輪嚙合帶動從動齒輪軸轉動。一對齒輪在泵體內做嚙合傳動時，嚙合區前部空間的壓力降低，產生局部真空，油池內部的油在大氣壓力作用下進入油泵低壓區內的進油口，隨著齒輪的轉動，齒槽中的油不斷被帶到后部的出油口擠壓出去，送到機器需要潤滑的部位。

【學習重點】

裝配零件工作臺的齒輪建模、自定義陣列、多凸臺等命令，裝配工作臺的目錄瀏覽器、重復使用陣列、快速多實例化等命令任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】

【步驟1】傳動齒輪UG建模，齒數Z=27、模數m=3、齒寬20、壓力角20°圖4-3-1打開UG新建對話框任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】

【步驟1】傳動齒輪UG建模。圖4-3-2創建齒輪圖4-3-3齒輪類型任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】

【步驟1】傳動齒輪UG建模。圖4-3-4齒輪參數圖4-3-5齒輪建模方向任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】

【步驟1】傳動齒輪UG建模。圖4-3-6齒輪圓心坐標圖4-3-7生成齒輪，任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟1】傳動齒輪UG建模。【注意】UG文件存儲路徑，要求不能用中文。圖4-3-8導出STEP格式文件任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟1】傳動齒輪UG建模。圖4-3-9導出文件存儲路徑圖4-3-11畫草圖圖4-3-10齒輪導入CATIA中任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟2】從動齒輪建模，齒數Z=15、模數m=3、齒寬36、壓力角20°。圖4-3-12鍵槽孔建模圖4-3-13畫草圖任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟3】主動齒輪建模。圖4-3-14從動齒輪建模圖4-3-15畫草圖任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟3】主動齒輪建模，參數與從動齒輪同。圖4-3-16修改右側草圖形狀和尺寸圖4-3-17鍵槽草圖任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟3】主動齒輪建模。圖4-3-18定義凹槽任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟3】主動齒輪建模。圖4-3-19定義外螺紋任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟3】主動齒輪建模。【小技巧】如果要修改草圖形狀和尺寸，或者修改幾何體尺寸，可以雙擊特征樹上草圖或幾何體，進行修改。【注意】當修改草圖尺寸時，零件模型顏色變為紅色，單擊更新，即可恢復正常。圖4-3-20主動齒輪軸建模任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟4】左端蓋建模，YZ面。圖4-3-21外形草圖圖4-3-22定義多凸臺任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟4】左端蓋建模。圖4-3-23沉頭孔圓心點圖4-3-24定義孔擴展選項卡任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟4】左端蓋建模。圖4-3-25定義孔類型選項卡圖4-3-26定義用戶陣列任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟4】左端蓋建模。圖4-3-27銷孔圓心點定位圖4-3-28左端蓋建模任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟5】右端蓋建模，ZX面。圖4-3-29外形草圖圖4-3-30定義多凸臺任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟5】右端蓋建模。圖4-3-31定義孔類型選項卡任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟5】右端蓋建模。圖4-3-32定義孔擴展選項卡圖4-3-33退刀槽草圖任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟5】右端蓋建模。圖4-3-34定義外螺紋圖4-3-35右端蓋建模任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟6】泵體建模，YZ面，鏡像拉伸18，側面6xM8深12孔深16。圖4-3-36外形草圖圖4-3-37泵體底部草圖，鏡像拉伸17任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟6】泵體建模。圖4-3-38單擊泵體平面圖4-3-39畫草圖，拉伸6，鉆孔M20x1.5任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟7】進入裝配工作臺，裝配泵體，固定。【步驟8】創建氈墊，拉伸2，固定。圖4-3-40氈墊草圖任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟9】裝配左端蓋。圖4-3-41約束左端蓋與泵體圓柱軸線相合任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟10】裝配左端蓋螺釘ISO4762SCREWM8X16。圖4-3-42螺釘端面與左端蓋側面偏移約束任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟10】裝配左端蓋螺釘。圖4-3-43裝配六個螺釘任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟11】裝配左端蓋圓柱銷。單擊菜單欄的“插入”下拉菜單——單擊級聯菜單——裝配特征——孔，單擊左端蓋圓柱銷圓心點——單擊左端平面，彈出定義裝配特征對話框，分別單擊“zhandian”、“bengti”添加到受影響零件；單擊定義孔對話框：類型選項卡，單擊“簡單孔”選項；擴展選項卡，單擊“盲孔”選項，文本框“直徑”，輸入5，“深度”，輸入20，“底部類型下拉列表”，單擊“V型底”選項，單擊“確定”按鈕。然后調用圓柱銷ISO2340CLEVISPIN5X20，裝配。任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟12】裝配主動齒輪軸。【步驟13】裝配從動齒輪軸，約束角度YZ面12°。圖4-3-44輪齒未嚙合圖4-3-45輪齒完全嚙合任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟14】裝配右端蓋。【步驟15】裝配右端蓋螺釘。【步驟16】裝配右端蓋圓柱銷。同左端蓋操作方法相同。【步驟17】創建毛氈填料。圖4-3-46單擊圖中平面畫草圖任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟17】創建毛氈填料。圖4-3-47顯示繪圖平面，單擊法向視圖任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟17】創建毛氈填料，反向拉伸12。圖4-3-48畫草圖任務

齒輪泵裝配設計

【實戰演練】【步驟18】創建填料壓套，草圖與毛氈填料相同，拉伸21。【步驟19】創建填料壓蓋。圖4-3-49ZX面畫草圖任務

齒輪泵裝配設計

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