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

北京迅利創成科技有限公司：閆磊2025/1/27?RP-TECH201121CATIA知識工程基礎應用簡介3CATIA模板制作基礎簡介2CATIA知識顧問基礎應用簡介4針對于南摩研產品的特征模板制作5針對于南摩研產品的零件模板制作2025/1/27?RP-TECH201131CATIA知識工程基礎應用簡介CATIAV5知識工程是一組能夠幫助設計人員做出預期決定的工具。它的自動化的設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：為提高生產效率，知識工程提供了自動化的產品定義與幾何建模有利于產品數據積累及應用對建模工程師有引導和幫助的作用能夠快速的完成設計說明，減少了反復設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(General)”>“參數和測量(ParametersandMeasure)”）中的“包含值(WithValue)”和“包含公式(WithFormula)”復選框。至少選中“顯示(Display)”選項卡（“工具(Tools)”>“選項...(Options...)”>“基礎結構(Infrastructure)”>“零部件基礎結構(PartInfrastructure)”）中的“關系(Relations)”和“參數(Parameters)”框。參數—公共設置2025/1/27?RP-TECH20115參數的類型：實數；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=20mm2,30mm2,40mm2參數值有兩種形式:單值(

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

part裝配特征參數—定義2025/1/27?RP-TECH20117可以方便的改變零件的幾何特征和數值。可以使新用戶方便的修改零件的幾何特征和數值。可以方便的找到relations中設計的參數值。可以創建用戶參數定義的幾何模型。（powercopy)在下例中：零件的重要尺寸已經在Parameters下，如要修改特征不必要在Boby中查找。參數—用途2025/1/27?RP-TECH201182.選擇參數類型：長度實數3.選擇參數值的類型：單值多值參數—創建2025/1/27?RP-TECH20119編輯函數添加公差改變步數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—編輯2025/1/27?RP-TECH201110公式可以用來定義和約束參數用參數，操作和函數來定義公式公式可以用來描述特征公式一旦創建，它就可一和函數一樣來使用公式—定義2025/1/27?RP-TECH201111公式用來定義個參數與組成特征的聯系關系利用公式可以方便的創建幾何體可以通過改一個參數值來改變一系列參數利用公式可以建立一系列參數之間的數學關系公式—用途2025/1/27?RP-TECH201112利用參數和公式，可以對零件進行預先設計一些參數還能驅動幾何參數公式—用途2025/1/27?RP-TECH201113在創建完參數后點擊添加公式。在創建特征參數時點擊右鍵菜單中得添加公式。在創建約束時點擊右鍵菜單的添加公式。公式—創建2025/1/27?RP-TECH201114允許您從規則樹或幾何區域中選擇特征，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“外形設計(ShapeDesign)”點組成。

如果按下“遞增(Incremental)”，則在結構樹中選擇“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（不顯示點坐標）。

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的所有參數（定義坐標的參數包括在列表中）。公式—創建2025/1/27?RP-TECH201115公式—創建可以在公式編輯器中使用CATIA提供的相關函數：如距離測量。2025/1/27?RP-TECH2011162025/1/27?RP-TECH2011172CATIA知識顧問基礎應用簡介18公式在參數間建立類似于y=f(x,y,z)的公式設計表在EXCEL的基礎上建立一系列參數的列表關系規則可以用于幾何圖形和分析操作的Y=F（X）的數學關系知識檢測用于評測變動的影響以及怎樣定義參數瑣定被選參數瑣定與解鎖被選定的參數等價尺寸允許用戶應用相同值的被選角度和長度參數注釋

對用戶定義的參數和關系進行搜索知識顧問命令介紹2025/1/27?RP-TECH20111819規則規則在設計中包含：改變參數的關聯反應，參數的傳遞或幾何元素的修改檢測檢測包含：改變參數的關聯反應，提示用戶錯誤信息反應對特征結果的反映和各種修改傳遞列表列表包含一系列的對象（參數或是幾何特征）可以計算列表尺寸，數量等循環在創建，編輯和修改一組特征時的循環添加一組參數建立一組參數添加一組關聯建立一組關聯知識顧問命令介紹2025/1/27?RP-TECH20111920參數管理在幾何特征的基礎上創建參數在幾何元素上添加參數給一個邊，面或是點添加參數添加注釋添加URL給參數或者關聯以及搜索存在的URLVB宏添加和運行VB宏作用用函數描述的一個特征，用戶可以決定是否執行尺寸更新更新用戶尺寸方程數學定義一組等式或不等式以用來通過改變輸入參數來驅動輸出參數知識顧問命令介紹2025/1/27?RP-TECH201120在功能樹中你可以添加一系列參數集用以區分參數：在知識顧問面板下點選添加參數集點選功能樹中的參數集可以通過點選參數的屬性來重命名參數可以點選參數右鍵菜單的重新排序來調整參數的位置在參數集下創建參數，在創建參數之前先點選新的參數集，創建參數要用添加參數集2025/1/27?RP-TECH20112122打開知識顧問面板點選在特征樹中添加參數選擇你要添加參數的特征創建參數定義參數值，參數名，注釋，限制等在參數集內添加參數2025/1/27?RP-TECH20112223可以在功能樹的RELATION下創建關系集，利用這個功能你可以重組關系以加以分類（1）在知識顧問面板中點選創建關系集（2）在創建規則之前先點選新的關系集，創建的新規則就會在新關系集下添加關系集2025/1/27?RP-TECH20112324（1）進入知識顧問面板點選知識顧問圖標（2）編輯規則的名稱和注釋，并選擇規則的的關系集（3）編輯規則（4）點擊CHEAC“！”，檢測規則是否正確（5）OK添加規則2025/1/27?RP-TECH2011242025/1/27?RP-TECH2011253CATIA模板制作基礎簡介26Powercopy是一組表達產品典型結構特征的、可以重復使用的特征集，是一個預先制作的復制工具在使用的時候，用戶必須預先指定輸入元素在其他零件的設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的創建設置DEFINITION重命名輸入發布參數設置屬性2025/1/27?RP-TECH20112728注意：輸入的定位元素最好是無參的（與調入時相配置），一般是定位點，定位平面，方向；創建PowerCopy選擇特征時，直接從結構樹上中選擇而不是直接在圖形窗口中選擇；如果PowerCopy中應用到草圖，要選擇定位草圖來進行創建；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；參數盡量越少越好，盡量能夠一個參數控制多個特征；參數的命名也要直觀，使其他人使用的時候能夠清楚的知道此參數的意義。Powercopy的應用2025/1/27?RP-TECH20112829零件模板是一個表達具有典型結構的零件、可以重復使用的零件Part文件，是一個預先制作零件文件。在使用的時候，用戶可以預先指定輸入元素也可以不指定。是設計中，在裝配環境中可以快速插入零件模板文件實現零件的快速設計。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完成零件設計特征零件的創建2025/1/27?RP-TECH201130零件模板指定文檔輸入項控制參數發布屬性設置31注意：零件模板應用于裝配層面。輸入的定位元素最好是無參的（與調入時相配置），一般是定位點，定位平面，方向。生成零件模板之后要保存。參數盡量越少越好，盡量能夠一個參數控制多個特征。參數的命名也要直觀，使其他人使用的時候能夠清楚的知道此參數的意義。零件模板的應用2025/1/27?RP-TECH2011312025/1/27?RP-TECH2011324針對于南摩研產品的特征模板制作2025/1/27?RP-TECH201133CATIA模板存在的基礎的是CATIA建模的結構參數化，即根據建模使用的命令在輸入變更后重新運算，所以，制作模板的基礎是CATIA建模步驟的穩定性，要求在輸入變更后，根據建模的步驟（即命令使用順序）可以重新運算并生成新特征零件。模板中用戶參數的引用使模板特征更加的靈活，通過參數的修改，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化調用。特征模板存在于零件設計層面，即在Part文件中完成，其使用方便快捷。使用參數定義特征可以快速實現特征的參數化變更。特征模板的的調用方式有：Powercopy和UDF兩種。其區別在于：Powercopy能夠展現零件的設計步驟，而UDF可以將設計步驟隱藏，實現零件設計的保密性。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系，作為該零件設計的坐標系，達到零件設計與CATIA絕對坐標系脫離的目的。創建完坐標系后可使用右鍵菜單中得隔離命令，將坐標系與絕對坐標系脫離，保證該坐標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根據零件設計需要，制定特征模板制作所需參數。本案例中定義模板參數有：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“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模。在這里，為了保證零件的正常更新，零件使用多模型設計（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”參數關聯。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”參數關聯。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計。新建Boby獨立存放加強筋數模，后期與安裝凸臺數模進行布爾運算。定位草圖定義草圖平面和參考點為草圖的定位基準。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”參數關聯。保證零件能夠正常更新。拔模角度與“拔模角參數關聯”。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完成安裝孔特征數模創建。并使用布爾運算最終完成特征創建。注意：特征創建方式與以上描述相同。孔半徑和孔深需與參數進行關聯。使用凹槽命令完成特征創建，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在結構樹上將零件Boby、設計幾何集、關系集、參數集點選進超級副本。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，并在參數中將前期設計的參數通過雙擊的方式發布出去。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。參數發布后可以在模板使用中直接修改零件特征參數，以方便快捷的完成零件特征的參數化變更。2025/1/27?RP-TECH201149Step.15點擊確定最終在結構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同樣使用參數將其發布出來。零件模板與特征模板的區別在于：零件模板是以整個零件的形式調入，即在裝配環境下進行。零件模板可以不設定輸入條件，只完成Part文件在裝配中得調入。若制定了零件模板中得輸入條件，在今后調用時將在裝配中采用上下文關聯設計的模式進行。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使用模板設計思想完成零件的整體制作。注意：輸入條件和輸入參數需要預先制定。坐標系使用相對坐標系。該零件的輸入元素為安裝點和安裝面。該零件的輸入參數為指導零件特征變化的相關參數。零件的設計過程要保證其根源全部為輸入條件和輸入參數。設計時同時采用多模型建模方式完成零件的整體設計。設計過程需要保證零件的可更新性。所有的草圖設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聯設計中上下文設計模式，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在參數發布頁中選擇需要發布的參數。

該發布創建完成后可以再模板調用時直接輸入新零件的參數，快速實現零件的參數化變更。

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