手把手教你CATIA繪制模型飛機完結版

1、CATIA的優(yōu)點除了我們之前談到的參數(shù)化設計外，強大的曲面設計功能使其能夠適應包括航空航天在內的各種工業(yè)產品建模要求。通過下面機身的外形設計過程，可以從中感受到CATIA在曲面建模方面的獨特魅力。下面，開始機身部分的建模工作。首先需要進行的工作是把CAD下的俯視圖和側視圖導入，作為機身建模的參考。通過菜單“文件打開”找到之前在CAD下面完成的三面圖。按下鼠標拖動矩形選框，選擇飛機的側視圖。選中后，線條會以高亮度顯示。單擊右鍵選擇復制。（105）T。咗Hi強SHkVSRlTi饕諷IitiiT國口旳Kttfi_Sx3|zljJB/各Jjx1JIjl!LpiTATTawlncl第.扎的洋因:如拓-：

2、-401S：-*U1T:;和】侶Hit|VZWE|”總電和+4aa誦ici運r:-第耳電鳩*VH；屈4r伽W利用“窗口”菜單回到建模中的CATIA文件。參照之前繪制機翼時的步驟，以Part為父對象創(chuàng)建幾何圖形集，將其命名為機身。選擇“ZX平面”并點擊草圖工具進入草圖繪制模式。選擇菜單“編輯粘貼”或直接按Ctrl+V將飛機的側視圖粘貼過來。這時如果找不到粘貼結果，可以工具欄上的“適合全部”（106）圖標。按下鼠標左鍵，利用矩形選擇框選擇粘貼過來的側視圖后，在圖上任意一點按下左鍵可以對其位置進行拖動。參考現(xiàn)有機翼的位置將其拖動到位。這個步驟只用來作為下面建模時候的參考，因此不用追求位置的絕對準確。

3、（107）按照同樣的方法，以“XY平面”為基準繪制草圖，將飛機的俯視圖也復制過來。再次以“XY平面”為基準繪制草圖，參照剛才復制過來的俯視圖完成準確的機身俯視草圖繪制。尺寸的設置可以參考108。在繪制機身俯視草圖的過程中，需要使用樣條線工具。圖108中的粗線均為樣條線，細線為直線。設置樣條線與直線之間平滑過渡的方法可以參考前面翼尖的繪制過程。接下來參考從AUTOCAD復制過來的側視圖，以ZX平面為基準繪制草圖，將其作為飛機的側視圖。在側視圖的繪制過程中，注意要將上一步俯視圖中飛機最前端一點和最后端一點分別通過投影工具投影到當前草圖中。通過與投影下來的這兩個點設置相合約束，使飛機側視圖上的前后限

4、與俯視圖相同。此外，為了保證飛機相對光順的曲面外形，在測試圖的繪制過程中需要注意一下與機翼銜接部分的過渡。通過相交工具獲得機翼上下表面與當前草圖的交線（圖中黃線），并將其作為側視圖外形輪廓線的一個組成部分。（109）iff二鑒下面開始繪制飛機的每一個截面外形。利用繪制完成的俯視圖和側視圖作為參考，按照生成參考平面（平行通過點方式或偏移平面方式）做草圖的方法完成飛機的每一個剖面圖。剖面圖繪制過程中，利用相交工具與俯視圖和側視圖分別取與當前平面的焦點，得到每一個剖面的上下限和外側極限位置。為了繪圖方便，這里可以直畫出半個剖面就可以了，將來再用對稱工具完成另外半邊的繪制。另外，每一個剖面處的圓角過渡

5、，可以用樣條線工具完成繪制。這樣可以很方便的畫出“橢圓形”的倒角。（110為完成效果，111116為從后至前的每一個剖面）”F為了通過放樣命令獲得飛機的外形曲面，還需要繪制幾條放樣的導引線，其具體方法I備I如下：首先選擇工具欄上的多重提取工具。在彈出的“多重提取定義”窗口中，將“拓展類型”選擇為“無拓展”。然后將圖中所示的幾段曲線（直線）選為高亮并單擊確定，然后將生成的特征通過屬性窗口命名為“上邊界曲線”。（118）按照同樣方法，再提取如下兩條直線：側視圖中下表面曲線和俯視圖上的機身左邊線。分別命名為“下邊界曲線”和“外邊界曲線”。（119中紅線）11irii知應i下面繼續(xù)畫出幾條放樣需要的引

6、導線。首先以XZ平面為基準作草圖，利用投影工具獲得117圖中紅圈標出點在草圖平面上的投影。再分別以兩條樣條線（樣條線中需要增加點）和一條直線連接獲得第一條引導線的側視圖。（120）接下來選擇工具欄上的“混合”工具（121）,在“混合定義”窗口中，將“混合曲線類型”選擇為“法線”，曲線1和曲線2分別選擇上一步完成的草圖和“外邊界曲線”,“近接解法”是否選擇均可，之后單擊確定。這樣，就分別以兩條直線作為俯視圖和側視圖，混合投影獲得了又一條引導線。（122）按照上述方法，分別作出圖123中的三條引導曲線。其中，曲線1需要在XY平面做草圖，然后與“上邊界曲線”混合；曲線2需要在ZX平面做草圖，然后與“

7、外邊界曲線”混合；曲線3需要在XY平面做草圖，然后與“下邊界曲線”混合。（123）在這三條曲線的創(chuàng)建過程中需要特別注意的是：其草圖繪制時，曲線必須依次通過每一個現(xiàn)有截面與當前草圖平面的交點（交線），這樣才能保證在混合后得到的曲線與每一個截面均有交點，這是放樣過程中引導線需要滿足的必要條件。建議在繪制草圖過程中直接投影相應剖面曲線中圓角的端點以保證滿足上述要求。（124曲線2的草圖繪制）下面將是激動人心的一步操作，飛機曲面外形將就此生成。選擇工具欄上多截面曲面工具I（125）,然后以從前往后或從后往前的順序依次選擇每一個截面，確保每一個截面都被編號并記錄在“多截面曲面定義”窗口中的第一個文本框中

8、。另外還要注意觀察，注意背景上的每一個截面邊緣處，箭頭指向是否一致。如果其中有不一致的箭頭，用鼠標單擊它一下就能自動改為相反方向。（126）完成上述操作后單擊“多截面曲面定義”窗口第二個文本框中的“”以選擇引導曲線。引導曲線的選擇沒有順序關系，只要保證點擊了之前通過“多重提取”和“混合”工具生成的每一條引導曲線即可。確認一下，引導曲線的數(shù)目應該是6條。（127為了使圖片清晰，只選擇了引導曲線而沒有選擇各個截面）單擊確定后，就能夠得到機身的半個外形曲面。選擇工具欄上“對稱”工具，將上一步獲得的多截面曲面參考“ZX平面”進行對稱鏡像操作，由此就得到了整架飛機的完整外形曲面。結合機翼一起看一下，是不

9、是很有成就感？（128）平垂尾采用8mm桐木制作，使用平板翼型。由于沒有曲面使得平垂尾的建模過程相對而言就更加簡單了。首先利用平面工具確定平垂尾的安裝平面，然后參考AUTOCAD中復制過來的俯視圖或側視圖確定安定面的外形和桁架結構。然后再次以參考平面做草圖，投影每一個桁架的邊緣線，修剪為閉合曲線后退出草圖，選擇包絡體拉伸即可依次生成桁架結構的每一根桿。舵面的生成方法也完全相同。垂尾效果見129，尺寸可參考圖130。平尾效果見131，尺寸草考圖132（半翼展）。在完成了平垂尾結構設計后，下面開始進入結構設計的最后一個部分機身結構設計。之前我們已經(jīng)通過“放樣”方式獲得了機身的外形曲面，相當于完成了

10、飛機的蒙皮，接下來就借助之前生成好的蒙皮作為參考繪制機身內部的隔框。為了便于機身內電子設備的維護和制作方便，整個機身共分為機頭罩、中機身和后機身三個部分。三個部分雖然在結構細節(jié)上不盡相同，但從設計繪圖角度而言都大同小異。因此，這里我們對機頭罩的設計建模方法詳細介紹、中機身和后機身相對簡化一些只提其中的關鍵內容。下面進入正題。首先在特征樹Part級別下創(chuàng)建命名為“機頭罩”的有序幾何圖形集?？紤]到之前生成的曲面只相當于機身蒙皮的外表面，在設計其內部結構時還需注意到蒙皮的厚度。為了給后面的結構骨架設計提供參考，現(xiàn)需要生成蒙皮的內表面曲面。選擇曲面偏移工具阪（133）,在“偏移曲面定義窗口中”將“曲面

11、”選擇為已經(jīng)生成的機身外曲面（多截面曲面），“偏移”后的文本框中填入偏移距離：1.5mm這正好是蒙皮的厚度。單擊預覽，檢查一下生成偏移曲面的方向是否正確。如果不對則點擊“反轉方向”按鈕以改變偏移方向。（134）照此方法可以生成左右兩側蒙皮的內表面，為便于識別將其顏色改為淺綠色。（135）接下來開始設計機身的第一個隔框。在生成第一個隔框的參考平面時需要先搞清楚一個問題：如果將原始的機身外表面蒙皮設置為透明，那么從放大后的側視圖上看，偏移后的獲得的蒙皮內表面邊緣“陷”在了外表面曲面邊緣內側，而且形狀并不是那么規(guī)則。這是為什么呢？（136）這是因為CATIA的偏移算法是將原始曲面上的每一個點沿其法向

12、偏移一個指定距離而生成新曲面，由于機身蒙皮的外曲面邊緣處的法向量并不在YZ平面內，因此偏移后獲得的曲面邊緣與原始曲面邊緣在側視圖上不重合。如果覺得上面的這個解釋過于復雜，那么可以先不去理會它，直接進行下面的工作。使用平面工具，選擇偏移平面方式以YZ平面為參考平面，向機頭方向偏移202mm生成機頭罩第一個隔框的參考平面。之所以距離設置為202mm是為保證其與機身蒙皮內表面能夠相交形成一個閉合的曲線框作為隔框外邊界。以該平面為基準做草圖，通過使用相交工具獲得機身蒙皮內表面曲面和當前草圖平面的交線，并以此為基準完成第一個隔框的草圖繪制。隔框外側的13個矩形榫槽用來和縱向的桁條連接，中心圓孔用于通過電

13、機軸，兩側倒角矩形框為冷卻進氣口。（137）在草圖繪制過程中，如果發(fā)現(xiàn)某些曲線無法使用“快速修剪”工具進行修剪時，可以試試帶有曲線延伸及修剪功能的修剪”工具（138）。在完成草圖后，使用包絡體拉伸工具生成隔框實體，該隔框厚度為2mm（其他隔框均相同）。將該包絡體顏色修改為綠色，以表示其材料為層板。接下來以35mm為隔框間距繪制第二（139）和第三隔框（140），方法與第一隔框完全相同。注意在隔框四周的矩形榫槽繪制過程中，其兩個側邊需要和前一個隔框的相應榫槽側邊共線。在第三隔框上周圍還需要幾個矩形槽，用來通過連接機頭罩與中機身之間的接耳。接下來繪制機頭罩上的桁條。以位于機身下表面對稱面上的桁條為

14、例。以第一隔框上該桁條對應的榫槽側面為基準做草圖（141）。在草圖中使用相交工具獲得與機身蒙皮內表面的交線，并使用投影工具獲得與三個隔框榫槽處連接的交線。使用偏移工具獲得桁條的內側邊線，最后再使用直線工具并扶助修剪，完成桁條完成的外形輪廓草圖。（142）最后使用包絡體拉伸完成桁條實體的創(chuàng)建。在繪制完一側的桁條后，可以使用對稱工具直接生成另一側的桁條。最后還剩下蒙皮的實體。首先使用加厚曲面工具，將機身蒙皮外表面向內側加厚1.5mm。然后使用平面工具并選擇偏移平面方式，選擇第三隔框的后表面作為參考平面，偏移距離設置為0生成一個參考平面。選擇分割工具將加厚得到的蒙皮進行“切割”，除去剛剛生成平面之后

15、的部分和第一個隔框參考面之前的部分。（143）將蒙皮不透明度設置為50%以方便觀察其內部結構。完成后的機頭罩見144與145。中機身主要結構見146、147（圖中為了表達清晰省去了蒙皮，后機身處相同），其縱向有4號7號四個整框和8A號半框共計五個隔框組成。結構形式上與機頭罩并沒有明顯差異。機身與機翼的連接點均在中機身范圍內：7號框上的兩個孔與機翼內段前緣處的碳銷插接。隔板C為雙層結構，上層為桐木，下層為層板。機翼后緣通過從上至下穿透的螺釘與隔板C下的反抓螺接。隔板A和隔板B分別為舵機的安裝位置和起落架支柱的安裝位置。由于安裝電機和和前起落架支座的需要，4號框需要進行一定程度的加強。其后方通過榫

16、頭與隔框本體相連的三橫兩豎加強條能夠有效提高隔框承受彎曲的剛度和強度。后機身結構形式仍然沒有變化，共有從8號框14號框共7個隔框。由于該段外形相對簡單，因此桁條數(shù)量可以相應減少。（150）出于安裝平尾的需要，14號框分為上下兩半，13號框和14號框之間需搭接桁梁以傳遞平尾處的載荷（。151）最后還有一點需要注意的是，由于垂尾通過膠接直接固定在蒙皮表面，因此固定垂尾區(qū)域的蒙皮應改為2mm桐木。（152）完成所有內部結構設計后，可以根據(jù)需要繪制機體的起落架。全機完成后的狀態(tài)見153。激光切割圖紙的生成在完成全機的建模工作后，就需要生成用于激光切割用的加工圖紙，其方法十分簡單。我們就以一個翼肋為例，

17、介紹生成加工圖紙的做法。首先在當前模型下選擇需要生成圖紙的零件，單擊右鍵選擇復制。（154）然后再將其獨立復制到一個CATPart文件當中，方法是選擇菜單“文件新建”在類型列表里選擇“Part”項，單擊確定，在彈出“新建零部件”對話框后輸入新零部件的名稱，如“RIB1”然后點確定。在新建的Part文件中插入一個有序的幾何圖形集，然后在特征樹上右鍵點擊該幾何圖形集，選擇特殊粘貼。在“特殊粘貼”對話框中選擇“作為使用鏈接的結果”，單擊確定。這樣就完成了一個零部件從整體文件中獨立開來。（155）選擇菜單“文件新建”在類型列表中選擇“Drawing”單擊確定后彈出“新建繪圖”對話框。不用修改設置再次單

18、擊確定，系統(tǒng)自動進入工程制圖狀態(tài)。（156）單擊“正視圖”工具(157)。L這時不要進行其他操作，直接使用“窗口”菜單回到之前命名為“RIB1”的獨立翼肋模型文件中。將鼠標移動到翼肋的側面上時，可以發(fā)現(xiàn)屏幕右下角自動出現(xiàn)了一個“定向預覽窗口”。（158）此時單擊左鍵，窗口會自動切換回“工程制圖”頁面。此時可以通過繪圖區(qū)右上角的羅盤調整翼肋角度（159）。當完成角度調整后，在空白區(qū)域單擊左鍵進行確定，軟件會自動生成翼肋的投影。（160）在刪除掉沒有必要的注釋性文字后，選擇菜單“文件另存為”在保存類型里選擇“dxf”后輸入文件名，然后點擊確定。文件就被保存為了激光切割機軟件能夠識別的dxf格式。該

19、格式文件也可以在AUTOCAD中進行修改和排版。以上便是CATIA環(huán)境下進行航模設計的全過程介紹。利用CATIA可以在短時間內設計完成外形十分復雜的航模結構，圖XX便是國外航模愛好者利用該軟件自行設計的三翼面布局噴氣機模型。俗話說“工欲善其事，必先利其器”，有了CATIA這個強大的工具，相信在每一個愛好者都能更加方便快捷地完成自己心目中理想愛機的設計工作。fUl-3JD：5胡Hidlijilaji甲嘈卜mhila加1-切ijXi應0曲臥尹EL.:.3Dlui補充：可能遇到的一些問題1.使用鼠標進行放大縮小或移動操作，模型不動而左側的特征樹卻在隨拖動改變大小和位置。這時由于當前進入了特征樹操作狀

20、態(tài)造成的。進入/退出特征樹操作狀態(tài)的方法是鼠標左鍵單擊特征樹上表示特征之間從屬關系的連線。當進入特征樹操作狀態(tài)時，模型會以暗色顯示，此時進行的放大縮小或是移動操作都只對特征樹有效。當完成對特征樹的操作過后，再次單擊連線，模型就會恢復正常顏色顯示，從而退出特征樹操作狀態(tài)。（161）!平百-：呼白p.-FFl-9啤悴.L電絡萍E-0乜絡梓.S-事哲卻萍.4-事asr+,5-事包塔炸,6-jj&血述.T2當打開之前保存的模型時，模型的一部分特征變成了紅色。造成這樣的原因比較復雜，簡而言之就是更新不完全造成的。解決它的方法很簡單,ri找到工具欄上的全部更新按鈕單擊一下即可。（162）當然，如果彈出提示錯誤的窗口,則應該根據(jù)其中內容修改模型后再次嘗試更新。3當某次打開模型時，左側特征樹是完整的，但模型所有的特征卻都