第5章 CATIA V5 裝配設(shè)計.ppt

1、第5章 CATIA V5裝配設(shè)計,裝配設(shè)計是機械產(chǎn)品不可缺少的一部分，它能夠很好地制定產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和特征，方便工程人員對產(chǎn)品的認知，而這也是電子樣機的基礎(chǔ)。Catia V5裝配設(shè)計模塊可以很方便的定義機械裝配之間的約束關(guān)系，實現(xiàn)零件的自動定位，并檢查裝配之間的一致性，它可以幫助設(shè)計師自上而下或自下而上的定義、管理多層次的大型裝配結(jié)構(gòu)，使零件的設(shè)計在單獨環(huán)境和裝配環(huán)境中實現(xiàn)。,5.1 裝配設(shè)計模塊的簡介,裝配設(shè)計模塊是機械設(shè)計的一個重要模塊。絕大數(shù)的機械設(shè)計中包括諸多零件、部件，都需要通過裝配才能形成一個整體，達到設(shè)計目的。選擇【開始】|【機械設(shè)計】|【裝配設(shè)計】命令，在系統(tǒng)彈出零部件號對話框中鍵

2、入零部件號，單擊【確定】按鈕，進入裝配件設(shè)計平臺。 裝配件設(shè)計平臺中包含約束、移動、約束創(chuàng)建、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工具、裝配件特征和空間分析6個常用工具欄。,5.1.1 相關(guān)術(shù)語和概念,零件：是組成部件與產(chǎn)品最基本的單位。 部件：可以是一個零件，也可以是多個零件的裝配結(jié)果。它是組成產(chǎn)品的主要單位。 裝配：也成為產(chǎn)品，是裝配設(shè)計的最終結(jié)果。它是由部件之間的約束關(guān)系及部件組成的。 約束：在裝配過程中，約束是指部件之間的相對的限制條件，可用于確定部件的位置。,5.2 裝配零部件管理,裝配設(shè)計平臺的操作對象主要是已經(jīng)設(shè)計完成的各種零部件，因此管理功能的【產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工具】工具欄是設(shè)計平臺的核心工具欄。該工具欄包括【部

3、件】工具、【產(chǎn)品】工具、【零件】工具、【現(xiàn)有部件】工具、【具有定位的現(xiàn)有部件】工具、【替換部件】工具、【圖形樹重新排序】工具、【生成編號方式】工具、【選擇性加載】工具、【管理展示】工具和【快速多實例化】工具。,5.2.1 創(chuàng)建新零部件,在裝配設(shè)計平臺中可以創(chuàng)建3種零部件，分別是部件、產(chǎn)品和零件： （1）【部件】工具，是在指定的產(chǎn)品下創(chuàng)建新組件的工具，該組件名稱不存盤，選擇結(jié)構(gòu)樹中的Product1，單擊該工具按鈕，一個組件Product2創(chuàng)建完成。 （2）【產(chǎn)品】工具，是在指定的產(chǎn)品下創(chuàng)建新的產(chǎn)品的工具，選擇結(jié)構(gòu)樹中的Product1，單擊該工具按鈕，一個組件Product3創(chuàng)建完成。 （3）

4、【零件】工具，是在指定的產(chǎn)品或組件下創(chuàng)建新的零部件的工具，選擇結(jié)構(gòu)樹中的Product1，單擊該工具按鈕，一個零件Part1創(chuàng)建完成。,5.2.2 加載已經(jīng)存在的零部件,【現(xiàn)有部件】 工具和【具有定位的現(xiàn)有部件】 工具 用于加載已經(jīng)存在的各種零部件。單擊【現(xiàn)有部件】工具按鈕，并在結(jié)構(gòu)樹中指定加載到的目標組件后，系統(tǒng)彈出文件選擇對話框，如圖所示，選擇零部件，該零部件就加載到指定的組件下。,5.2.3 替換零部件,【替換組件】 工具，是用新加載的零部件替換當(dāng)前裝配設(shè)計平臺中的零部件的工具。單擊該工具按鈕，選擇需要被替換的零部件，系統(tǒng)彈出文件選擇對話框，選擇替換零部件，系統(tǒng)彈出對替換影響對話框，如圖

5、所示，該對話框的列表框中列出了執(zhí)行該操作后將受到影響的元素，單擊【確定】按鈕完成替換操作。,5.2.4 結(jié)構(gòu)樹排序,【圖形樹重新排序】工具，是用于調(diào)整結(jié)構(gòu)樹上選中產(chǎn)品的子產(chǎn)品的順序的工具。單擊該工具按鈕，在結(jié)構(gòu)樹上選擇重新排序的組件或產(chǎn)品標簽，系統(tǒng)彈出圖形樹重排序?qū)υ捒颉?單擊【上移選定產(chǎn)品】工具按鈕，將選定的零部件向上移動。 單擊【下移選定產(chǎn)品】工具按鈕，將選定的零部件向下移動。 單擊【移動選定產(chǎn)品】工具按鈕，交換兩個選定零部件之間的位置。,5.2.5 零部件編號,【生成編號方式】工具，是用于對零部件進行編號的工具，該編號可應(yīng)用到工程圖中的零部件清單。單擊該工具按鈕，選擇要編號的零部件，系統(tǒng)

6、彈出生成編號方式對話框。 【整數(shù)】（Integer）和【字母】（Letters）單選框分別表示以整數(shù)或字母的方式生成編號。 當(dāng)所選擇的零部件已有編號時，【現(xiàn)有編號】（Existing nembers）選項組可用，【保持】（Keep）單選框表示保持原編號不變，【替換】（Replace）單選框表示采用新的編號。,5.2.6 產(chǎn)品載入管理,【選擇性載入】 工具，是用于設(shè)置載入產(chǎn)品的子產(chǎn)品的載入范圍的工具。單擊該工具按鈕，系統(tǒng)彈出產(chǎn)品載入管理對話框，如圖所示，在【打開深度】（Open depth）下拉列表框選擇載入子產(chǎn)品的范圍。,5.2.7 零部件管理,【管理展示】 工具，是用于管理組件基本屬性的工具

7、。單擊該工具按鈕，選擇任意零部件，系統(tǒng)彈出管理表達對話框，如圖所示。 該對話框顯示選擇的零部件的名稱、路徑和類型等。通過該對話框可以對選擇的零部件進行關(guān)聯(lián)、除去、替換、重命名和激活等操作。,5.2.8 復(fù)制零部件,【快速多實例化】工具，是用于對加載的零部件按照一定的方式進行復(fù)制裝配的工具，常用于一個產(chǎn)品存在多個相同零部件時。單擊【快速多實例化】工具按鈕右下黑色三角，展開【多實例化】工具欄，該工具欄包括【快速多實例化】工具和【定義多實例化】工具。 1、快速多實例化 2、定義多實例化,5.3 裝配約束,約束是裝配設(shè)計的一個關(guān)鍵因素，零部件之間除了位置關(guān)系，還要考慮相互約束關(guān)系，才能完成裝配。裝配設(shè)

8、計平臺中提供了【約束創(chuàng)建】和【約束】2個工具欄，兩個工具欄包含【約束創(chuàng)建】工具、【相合約束】工具、【接觸約束】工具、【偏移約束】工具、【角度約束】工具、【固定組件】工具、【固聯(lián)】工具、【快速約束】工具、【靈活/固定子裝配件】工具、【更改約束】工具和【再使用模式】工具等約束工具。,5.3.1 裝配約束的注意事項,一般來說，建立一個裝配約束是，應(yīng)選取零件參照。零件參照和部件參照是零件盒裝配體中用于約束定位和定向的點、線、面。例如，通過“相合”約束將一根軸放入裝配體的一個孔中，軸的中心線就是元件參照，而孔的中心線就是部件參照。 系統(tǒng)一次只添加一個約束。例如，不能用一個“相合”約束將一個零件上兩個不同

9、的孔與裝配體中的另一個零件上的兩個不同的孔對齊，必須定義兩個不同的相合約束。,5.3.1 裝配約束的注意事項,要對一個零件在裝配體重完整地指定放置和定向（即完整約束），往往需要定義多個裝配約束。 在CATIA中裝配零件是，可以將多月約束添加到零件上，即使從數(shù)學(xué)的角度來說，零件的位置已完全約束，仍可指定附加約束，以確保裝配件達到設(shè)計意圖。,5.3.2 創(chuàng)建約束方式,單擊【約束創(chuàng)建方式】工具右下黑色三角，展開【約束創(chuàng)建方式】工具欄，如圖所示，該工具欄包含【默認模式】、【鏈式模式】、【堆疊方式】3種連續(xù)創(chuàng)建約束的方法。 1、默認模式 2、鏈式模式 3、堆疊模式,5.3.3 相合約束(Coincide

10、nce Constraint),【相合約束】工具，是用于對齊零件的約束工具，根據(jù)選擇的幾何元素，可以獲得同心、同軸或共面約束。當(dāng)兩個幾何元素的最小距離小于10-3mm時，系統(tǒng)認為它是是相合。下面列出可用于相合約束的幾何元素。 如圖約束屬性對話框 。,5.3.4 接觸約束（Contact Constraint）,【接觸約束】工具，是在平面或曲面之間創(chuàng)建接觸的約束工具，它們的公共區(qū)域可能是平面（面接觸）、線（線接觸）、點（點接觸）和圓（圓環(huán)接觸）。 實例1 實例2 實例3,5.3.5 偏移約束（Offset Constraint）,【偏移約束】工具，是用于設(shè)定兩個元素之間距離的約束工具。 YES表

11、示可以創(chuàng)建約束。,5.3.5 偏移約束（Offset Constraint）,（1）單擊【約束】工具欄上的【偏移約束】工具按鈕，選擇螺柱端面和螺母端面，系統(tǒng)彈出約束屬性對話框。 （2）在偏移微調(diào)框鍵入-10mm，單擊【確定】按鈕，偏移約束創(chuàng)建完成。 實例,5.3.6 角度約束,【角度約束】工具，是對兩個元素之間保證一定角度的約束工具，線和面都可以作為被選擇的幾何元素。 下面以如圖所示圖形為例，講解【角度約束】工具的使用方法，具體操作步驟如下所示： （1）單擊【約束】工具欄上的【角度約束】工具按鈕，選擇如圖所示兩個平面，系統(tǒng)彈出約束屬性定義對話框。 （2）在角度微調(diào)框鍵入60度，單擊【確定】按鈕

12、，角度約束創(chuàng)建完成。 實例,5.3.7 固定約束（Fix）,【固定組件】工具，是用于裝配更新時防止該部件從它的上一級裝配中移動或離開的約束工具。固定部件的約束有兩種類型。 （1）在一個固定約束中，要依靠裝配體的幾何原點來固定它的位置，就需要設(shè)置一個絕對位置，這個操作只需在約束定義對話框中選中【在空間中固定】復(fù)選框，就可以設(shè)置絕對坐標了。 （2）在一個固定約束中，要依靠它固定的位置固定裝配體，就需要設(shè)置一個相對位置，這個操作需要在約束定義對話框中取消【在空間中固定】復(fù)選框。,5.3.7 固定約束（Fix）,該工具的操作步驟如下所示： （1）單擊【約束】工具欄上的【固定組件】工具按鈕，選擇需要的幾

13、何元素； （2）雙擊結(jié)構(gòu)樹中的固定組件圖標，系統(tǒng)才會彈出約束定義對話框，在對話框中進行設(shè)置固定約束類型。,5.3.8 固聯(lián)約束,【固聯(lián)】工具，是將所選取的活動的若干零部件按照現(xiàn)有相對位置固定在一起的約束工具，移動其中任意一個零部件，整組部件都將隨之移動。該工具欄的操作步驟如下所示： （1）單擊【約束】工具欄上的【固聯(lián)】工具按鈕，系統(tǒng)彈出固聯(lián)對話框，如圖所示； （2）選擇要固聯(lián)的零部件，零部件就添加到列表框中，要從列表中移除部件，只需單擊它。 （3）單擊【確定】按鈕，完成固聯(lián)約束。,5.3.9 快速約束,【快速約束】工具，是按照快速約束列表中的約束優(yōu)先順序，系統(tǒng)自動對選擇的零部件對象創(chuàng)建約束的工

14、具。選擇菜單欄中的【工具】|【選項】|【機械設(shè)計】|【裝配件設(shè)計】|【約束】選項卡可以對快速約束進行設(shè)計，如圖所示。,5.3.10 更改約束,【更改約束】工具，是將已生成的約束根據(jù)需要更改成其它約束的工具。該工具的操作步驟如下所示： （1）單擊【約束】工具欄上的【更改約束】工具按鈕，在結(jié)構(gòu)樹上單擊需要更改的約束，系統(tǒng)彈出可能的約束對話框。 （2）在對話框中選擇更改成的約束，單擊【確定】按鈕，更改約束完成。,5.3.11 陣列約束,【再使用模式】工具，是通過使用零件設(shè)計生成的陣列，創(chuàng)建約束陣列的工具。該工具的操作步驟如下所示： （1）在利用陣列生成的零部件上安裝一個零件，并設(shè)置它們之間的約束關(guān)系

15、； （2）單擊【約束】工具欄上的【再使用模式】工具按鈕，系統(tǒng)彈出在圖樣上實例化對話框。 （3）選擇零件設(shè)計生成的陣列特征，這樣它會添加到圖樣區(qū)域的文本框中； （4）單擊要實例化的部件，選擇預(yù)先約束好的零部件，這樣他會添加到文本框中； （5）單擊【確定】按鈕，完成陣列約束。,5.3.12 剛性/柔性約束,產(chǎn)品中的子產(chǎn)品內(nèi)的零部件在產(chǎn)品中的固定方式有兩種：剛性固定和柔性固定。柔性固定指子產(chǎn)品中的零部件像其它零部件一樣利用羅盤或移動按鈕進行自由移動。剛性固定指整個子產(chǎn)品只能作為剛性整體移動。兩種固定方式的切換是利用【靈活/固定子裝配件】工具按鈕完成的。使用方法是單擊【靈活/固定子裝配件】工具按鈕，然

16、后在結(jié)構(gòu)樹上選擇子產(chǎn)品就完成了固定方式之間的切換。,5.4 裝配中零部件位置調(diào)整,零部件三維裝配就是體現(xiàn)零部件的位置關(guān)系，因此零部件的位置是裝配的關(guān)鍵?！疽苿印抗ぞ邫诰褪钦{(diào)整零部件位置的工具，該工具欄包含【操縱】、【敏捷移動】、【分解】和【碰撞時停止操縱】4個工具。,5.4.1 移動零部件,【操縱】工具，是通過鼠標拖動或旋轉(zhuǎn)等方式移動零部件的工具。單擊該工具欄，系統(tǒng)彈出操作參數(shù)對話框，如圖所示，對話框中各圖標的含義如下所述。 第一行是控制沿著某坐標軸方向移動； 第二行是控制沿著某坐標平面內(nèi)判斷； 第三行是控制沿著某坐標軸旋轉(zhuǎn)。 遵循約束復(fù)選框是幾何元素安裝約束定義的方向移動。,5.4.2 快速

17、移動零部件,【捕捉】工具欄是采用映射的方式對組件進行快速移動。單擊【捕捉】工具右下黑色三角，展開【捕捉】工具欄，該工具欄包含【捕捉】和【智能移動】2個工具。 1、捕捉 2、智能移動,5.4.3 生成裝配爆炸圖,【分解】工具，是對裝配在一起的零部件分解的工具，方便了解零部件之間的位置關(guān)系，并有利于生成二維圖紙。單擊該工具按鈕，系統(tǒng)彈出爆炸對話框，該對話框的內(nèi)容如下所述。 深度用于設(shè)置爆炸的層次。全部層表示將裝配產(chǎn)品分解至最底層，第一層表示僅分解到第一層零部件； 形式用于設(shè)置分解的方式。3D表示將產(chǎn)品在三維空間中分解；2D表示將產(chǎn)品分解后投影到XY平面上；約束表示將產(chǎn)品按照約束條件進行分解，該方式

18、僅在產(chǎn)品中存在共軸或共面時有效；,5.4.3 生成裝配爆炸圖,選擇用于顯示選擇的用于分解的產(chǎn)品； 固定產(chǎn)品文本框用于選擇分解過程中位置固定不變的零部件； 轉(zhuǎn)動爆炸滑塊條用于觀察整個分解過程。,5.4.4 碰撞停止,【碰撞時停止操縱】工具，是在激活該工具時，調(diào)整裝配件的零部件是，如果遇到碰撞，在碰撞方向上停止操縱的工具。,5.5 裝配分析,裝配設(shè)計完成后需要進行相應(yīng)的分析，通過分析檢驗裝配效果和零部件設(shè)計是否存在缺陷。Catia V5提供了【分析】（Analyze）菜單欄，如圖所示，菜單欄中包含了【空間分析】工具欄所有內(nèi)容。該菜單欄提供了很多裝配分析功能。下面具體講解使用方法。,5.5.1 材料

19、清單,選擇【分析】|【材料清單】命令，系統(tǒng)彈出物料清單對話框，如圖所示，該對話框有物料清單和清單報告兩個選項卡。 1、物料清單 2、清單報告,5.5.2 更新,選擇【分析】|【更新】命令，如果有更新元素，系統(tǒng)彈出更新分析對話框，在分析選項卡內(nèi)會顯示所有需要更新的元素以及相關(guān)數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)品中需要更新的產(chǎn)品、需要更新的約束，子產(chǎn)品中需要更新的部件、需要更新的約束以及需要更新的零件外觀顯示形態(tài)等。在更新選項卡內(nèi)，可以直接選擇需要更新的元素，然后單擊右側(cè)的更新工具按鈕進行更新操作。如果當(dāng)前所有的元素都是最新的，產(chǎn)品中沒有需要更新的元素，系統(tǒng)會彈出更新分析對話框，提示“組件是最新的”。,5.5.3 約束分析,選擇【分析】|【約束分析】命令，系統(tǒng)彈出約束分析對話框