catia 范例-活塞、连杆、汽缸组件设计实例教程

第3章 零件设计------活塞、连杆、汽缸组件 本章是设计活塞、连杆与汽缸的三维模型。进一步熟悉绘制草图、拉伸成形、旋转成形、拉伸切除、旋转切除、钻孔、倒（圆）角等命令，同时增添混成、特征的阵列等命令。读者在使用过程中注意将各种命令穿插应用。领会各个命令的用法。 3.1 Loft(混成)特征 混成实体特征不仅应用非常广泛，而且其生成方法也非常丰富、灵活多变。Loft(混成)特征分为两种：Loft(混成实体)和Removed Loft (混成切除)。它们形成的方式是一样的。主要区别在于：Loft(混成实体)是增料特征，Removed Loft (混成切除)是减料特征。 3.1.1. Loft(混成实体) 混成实体指的是利用两个或两个以上的截面（或者说是轮廓），以逐渐变形的方式生成实体。也可以加入曲线或折线作为导引线，使用导引线可以更好的控制外形轮廓之间的过渡。 操作过程举例如下： 1.在窗口中建立三个平行平面，绘制三个截面 左键单击左边模型树中的xy plane平面，单击工具栏中的Plane （平面）图标 ，弹出对话框，提供创建平面的参数的设定。在Plane type 一栏中选择 Offset from plane (偏移平面)；在Offset 一栏中输入20 mm ；预览生成的平面，如图3.1所示。 图3.1 同样再以刚才生成的平面作为参考面，再生成一个偏移10 mm的新平面，预览生成的平面，如图3.2所示。 图3.2 左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 单击工具栏中的Ellipse（椭圆） 图标，绘制一个椭圆，圆心在原点。左键单击工具栏中Auto Constraint (自动标注尺寸)图标 ，标注椭圆的尺寸，如图3.3所示。 绘制完草图之后，单击工具栏中的退出工作台图标 ，进入零件实体设计模式。 图3.3 同样，利用草图中的圆功能在新建的平面1和平面2上分别绘制直径为6和直径为15的圆，如图3.4所示，如图3.5所示。 图3.4 图3.5 2.以渐进曲线混成实体 左键单击Loft(混成实体)图标 ，弹出对话框，提供混成参数的设定。在第一栏中分别选择上述绘制的三个草图，作为混成的截面，混成的图形预览如图3.6所示。 图3.6 点击确定。混成的模型如图3.7所示。保存为part3-1 。 图3.7 3.以样条曲线混成实体 上述模型省略了导引线，实际上它的导引线是渐进的曲线，我们也可以给它们建立导引线。 删去模型树中的混成特征 ，左键单击左边模型树中的yz plane 参考平面，再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 按住Ctrl键，分别选择三个截面，点击工具栏中的Project 3D Elements (3D实体转换)图标 ，使之成三条直线，再单击Spline（样条曲线） 图标，鼠标左键分别选择三条直线的三个端点，绘制一条曲线。双击鼠标左键结束样条曲线，如图3.8所示。 图3.8 绘制完草图之后，单击工具栏中的退出工作台图标 ，进入零件实体设计模式。 左键单击Loft(混成实体)图标 ，弹出对话框，提供混成参数的设定。在第一栏中分别选择前面绘制的三个草图，作为混成的截面；在第二栏中选择刚才绘制的样条曲线作为导引线；混成的图形预览如图3.9所示。 图3.9 点击确定。混成的模型如图3.10所示。保存为part3-2 。 图3.10 4.以连续折线混成实体 我们再将导引线变成折线来比较混成的实体不同，鼠标左键双击模型树中的样条曲线草图，进入草图绘制模式，编辑草图。 单击Profile（连续折线） 图标，鼠标左键分别选择样条曲线中的三个控制点，绘制一条折线。双击鼠标左键结束连续折线，再利用剪切功能将样条曲线删去，如图3.11所示。 图3.11 绘制完草图之后，单击工具栏中的退出工作台图标 ，进入零件实体设计模式。 左键单击Loft(混成实体)图标 ，弹出对话框，提供混成参数的设定。在第一栏中分别选择前面绘制的三个草图，作为混成的截面；在第二栏中选择刚才绘制的连续折线作为导引线；混成的图形预览如图3.12所示。 图3.12 点击确定。混成的模型如图3.13所示，保存为part3-3 。与前两个相比较，就会发现模型随着导引线的不同而变化着。 图3.13 3.1.2. Removed Loft (混成切除) 混成切除指的是在实体上利用两个或两个以上的截面（或者说是轮廓），以逐渐变形的方式切除实体。也可以加入曲线或折线作为导引线，使用导引线可以更好的控制外形轮廓之间的过渡。 操作过程举例如下： 1.拉伸实体，建立基准面 左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 鼠标左键单击工具栏中的Circle (圆)图标 ，绘制一个圆，圆心在原点。单击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注出圆的直径为30，修改尺寸后如图3.14所示。 图3.14 绘制完草图之后，单击工具栏中的退出工作台图标 ，进入零件实体设计模式。 在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标 ,弹出对话框，提供拉伸成形参数的设定。在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为50 mm ；在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；如图3.15所示。 图3.15 左键单击左边模型树中的xy plane平面，单击工具栏中的Plane （平面）图标 ，弹出对话框，提供创建平面的参数的设定。在Plane type 一栏中选择 Offset from plane (偏移平面)；在Offset 一栏中输入25 mm ；预览生成的平面，如图3.16所示。 图3.16 同样再以刚才生成的平面作为参考面，再生成一个偏移40 mm的新平面，预览生成的平面，如图3.17所示。 图3.17 左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 单击工具栏中的Hexagon（正六边形） 图标，绘制一个正六边形，标注尺寸后如图3.18所示。 图3.18 同样，利用草图中的正六边形功能在新建的平面1和平面2上分别绘制两个正六边形，单击 constraint(尺寸限制) 图标 ，分别标注出两个正六边形的参数。如图3.19所示，如图3.20所示。 图3.19 图3.20 2.混成切除实体 左键单击 Removed Loft(混成切除)图标 ，弹出对话框，提供混成切除参数的设定。在第一栏中分别选择前面绘制的三个正六边形草图，作为混成切除的截面；混成切除的图形预览如图3.21所示。 图3.21 点击确定。混成切除的模型如图3.22所示，保存为part3-4 。 3.22 3.2 特征的阵列 特征的阵列就是将一定数量的几何元素或实体按照一定的方式进行规则有序的排列。将特征进行有规律排列的过程就是特征的阵列。 特征的阵列非常适合于有规律地重复创建数量众多的特征。它分为圆形阵列和矩形阵列。 3.2.1 圆形阵列 圆形阵列就是选择一个特征作为基本特征，以圆形数组方式重复应用这个基本特征。 操作过程举例如下： 1.拉伸实体和切除孔 左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 单击工具栏中的Circle (圆)图标 ，绘制一个圆，圆心在原点。单击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注出圆的直径为100。如图3.23所示。 图3.23 绘制完草图之后，鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，进入零件实体设计模式。 在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标 ,弹出对话框，提供拉伸成形参数的设定。在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为20 mm ；在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；模型预览如图3.24所示。 图3.24 点击OK，生成的模型如图3.25所示。 图3.25 选择实体上 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面作为草图参考平面，单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 单击工具栏中的Circle (圆)图标 ，绘制一个圆，圆心在原点。单击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注出圆的直径为100。如图3.26所示。 图3.26 绘制完草图之后，鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，进入零件实体设计模式。 2.阵列孔特征 鼠标左键选择窗口模型树中的上一步骤中的孔特征，在工具栏中单击Circular Pattern (圆形阵列)图标 ，弹出对话框，提供圆形阵列参数的设定。如图3.27所示。 图3.27 在Parameters 一栏中选择Instance(s) or total angle (数量与总角度)，在Instance(s) 一栏中输入7；在Total angle一栏中输入360度；在Reference element (参考元素)一栏中选择实体的上表面，在Object一栏中选择孔特征，单击OK,生成的孔阵列如图3.28所示。 图3.28 在上述对话框中还有一个菜单，这个菜单是Crown Definition (环绕定义)，它可以定义圆形阵列的圈数，双击模型树中的圆形阵列的特征，重新编辑圆形阵列的参数。如图3.29所示。 图3.29 在Axial Reference 菜单中，所有参数不变；左键单击Crown Definition菜单，在Parameters 一栏中选择Circle(s) or Circle spacing (圆的数量和圆的间距)，在Circle(s) 一栏中输入2；在Circle spacing一栏中输入-20 mm ；方向朝外为正，反之为负，这里选择负方向才有解。在Object一栏中选择孔特征，单击OK,生成的孔阵列如图3.30所示。 图3.30 3.2.2矩形阵列 矩形阵列就是选择一个特征作为基本特征，以矩形数组方式重复应用这个基本特征。 操作过程举例如下： 1.拉伸实体和切除槽 左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 单击工具栏中retangent (矩形)图标 ，在草图模式中绘制出一个矩形，标注尺寸后如图3.31所示。 图3.31 绘制完草图之后，鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，进入零件实体设计模式。 在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标 ,弹出对话框，提供拉伸成形参数的设定。如图3.32所示。 图3.32 在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为10 mm ；在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；点击OK。生成的模型如图3.33所示。 图3.33 选择实体上表面作为草图参考平面，单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 双击工具栏中的Circle (圆)图标 ，绘制两个圆，双击Bi-Tangent Line (切线)图标 ，分别点击两圆的左右两个侧面，生成左右两条平行的切线。再利用剪切功能将多余的线段剪切掉，标注和修改尺寸后的草图如图2.34所示。 图2.34 绘制完草图之后，鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，进入零件实体设计模式。 2.阵列槽特征 鼠标左键选择窗口模型树中的上一步骤中的槽特征，在工具栏中单击Rectangular Pattern (矩形阵列)图标 ，弹出对话框，提供矩形阵列参数的设定。如图3.35所示。 图3.35 在Parameters 一栏中选择Instance(s) or Spacing (数量与间距)，在Instance(s) 一栏中输入8；在Spacing一栏中输入20 mm；在Reference element (参考元素)一栏中选择实体的上表面，预览图形中的阵列特征，如果阵列的特征不在实体上，则选择Reverse （反向）选项，在Object一栏中选择槽特征。点击OK。生成的模型如图3.36所示。 图3.36 在上述对话框中还有一个菜单，这个菜单是Second Direction(第二方向)菜单)，它可以定义矩形阵列的另一个方向，双击模型树中的矩形阵列的特征，重新编辑矩形阵列的参数。如图3.37所示。 图3.37 在First Direction(第一方向)菜单中，所有参数不变；鼠标左键单击Second Direction(第二方向)菜单, 在Parameters 一栏中选择Instance(s) or Spacing (数量与间距)，在Instance(s) 一栏中输入2；在Spacing一栏中输入45 mm；在Reference element (参考元素)一栏中选择实体的上表面，如果有必要，选择Reverse （反向）选项，在Object一栏中选择孔特征。单击OK,生成的孔阵列如图3.38所示。 图3.38 3.3 活塞的创建 1. 进入软件，拉伸活塞本体 在桌面双击 图标（CATIA），或者从[开始] →[程序]中点击CATIA软件，进入 CATIA软件。选择[开始] →[机械设计] →[part design] 命令，进入零件模块设计。 左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的xy平面。再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，即进入草图绘制模式。 单击工具栏中的Circle (圆)图标 ，绘制一个圆，圆心在原点。单击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注出圆的直径为50，修改尺寸后如图3.1所示。 图3.1 绘制完草图之后，单击工具栏中的退出工作台图标 ，进入零件实体设计模式。 在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标 ,弹出对话框，提供拉伸成形参数的设定。如图3.2所示。 图3.2 在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为44 mm ；在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；点击确定。生成的模型如图3.3所示。 图3.3 2.旋转切除活塞内部 左键单击左边模型树中的yz plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的yz平面。再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 单击工具栏中Axis (轴)图标 ，先绘制一轴线，为下一步的旋转切除作准备，再单击工具栏中 Profile (自由折线)图标 ，绘制草图，双击草图的终点即结束自由折线。绘制的草图如图3.4所示。 图3.4 鼠标左键单击工具栏中Corner(倒圆角)图标 ,在草图上倒圆角，双击圆角尺寸的数值，修改圆角值为R5。 双击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注草图上所需尺寸。之后在工具栏中单击 (选择)图标，进行尺寸编辑。最后完成草图的绘制和修改。修改尺寸后的草图如图3.5所示。 图3.5 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式，进入零件实体设计模式。 在工具栏中单击Groove (旋转切除)图标 ,弹出对话框，提供旋转切除参数的设定。如图3.6所示。 图3.6 在对话框中First angle 一栏中输入360度，在Second angle 一栏中输入0度（通常默认状态也是这样），在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；则下面的轴线选择一栏中会自动选择草图中的轴线，点击OK。生成的模型如图3.7所示。 图3.7 3.拉伸凸台 我们先从活塞内部创建一个平面。单击工具栏中的Plane （平面）图标 ，弹出对话框，提供创建平面的参数的设定。在Plane type 一栏中选择 Offset from plane (偏移平面)；在Reference一栏中选择 yz plane (从窗口的目录树上或工作台中选择，也可以在点击创建平面图标之前先选择该平面)；在Offset 一栏中输入10 mm ；如果有必要，可以选择Reverse Direction(反向)；预览生成的平面，如图3.8所示。 图3.8 点击确定，创建的平面如图3.9所示。 图3.9 鼠标左键单击创建的新平面，再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 单击工具栏中的Circle (圆)图标 ，绘制一个圆，单击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注出圆的直径为16，修改尺寸后如图3.10所示。 图3.10 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式，进入零件实体设计模式。 在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标 ,弹出对话框，提供拉伸成形参数的设定。如图3.11所示。 图3.11 在Type 一栏中选择Up to next； 在Offset（偏移）一栏中输入0 mm （通常默认状态都是0）；在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；点击OK。生成的模型如图3.12所示。 图3.12 左键点击一下左边模型树中上述刚完成的拉伸成形凸台的特征，再单击工具栏中的Mirror(镜像)图标 ，弹出对话框，提供镜像参数的设置。如图3.13所示。 图3.13 在Mirroring element（镜像元素）一栏中选择yz平面，点击OK。镜像的特征如图3.14所示。 图3.14 选择其中一个凸台的上表面作为草图参考平面，单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 单击工具栏中的Circle (圆)图标 ，绘制一个圆，单击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注出圆的直径为10，修改尺寸后如图3.15所示。 图3.15 在工具栏中单击Pocket (拉伸切除)图标 ,弹出对话框，提供拉伸切除参数的设定。如图3.16所示。 图3.16 在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为40 mm ，在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；再选择Mirrored extent（镜像） 选项；点击OK。生成的模型如图3.17所示。 图3.17 4.旋转切除槽 左键单击左边模型树中的yz plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的yz平面。再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 单击工具栏中 Profile (自由折线)图标 ，在活塞的右上侧绘制草图，双击草图的终点即结束自由折线。绘制的草图如图3.18所示。 图3.18 双击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注草图上所需尺寸。之后在工具栏中单击 (选择)图标，进行尺寸编辑。最后完成草图的绘制和修改。修改尺寸后的草图如图3.19所示。 图3.19 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式，进入零件实体设计模式。 在工具栏中单击Groove (旋转切除)图标 ,弹出对话框，提供旋转切除参数的设定。如图3.20所示。 图3.20 在对话框中First angle 一栏中输入360度，在Second angle 一栏中输入0度（通常默认状态也是这样），在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；在Axis Selection 一栏中选择窗口中的V轴，也可以选择活塞本体上的圆柱，系统自动出现圆柱的轴线，此轴线跟V轴平行。作用是一样的。点击OK。生成的模型如图3.21所示。 图3.21 5.钻孔 单击活塞上部的小平面作为钻孔表面，如图3.22所示。 图3.22 单击工具栏中的Hole (钻孔)图标 ，弹出对话框，提供钻孔参数的设定。在对话框中先打开Extension 菜单，在第一栏中选择Up To Next（成型到下一面）类型；在Diameter(直径)一栏中输入2 mm ；在Offset（偏移）一栏中输入0 mm （通常默认状态都是0）；单击右边的Positionning Sketch （草图位置）图标 ，进入孔的草图模式状态，约束草图位置。 双击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注孔的中心到H轴的距离为3.5；标注孔的中心与V轴在同一直线上，注意鼠标一定要点击上孔的中心，否则标注的尺寸不会正确。如图3.23所示。 图3.23 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式，返回孔的定义对话框。如图3.24所示。 图3.24 再打开Type菜单，在第一栏中选择Simple选项；再打开一下Thread Definition 菜单，察看一下是否取消了Threaded 选项，如果未取消则取消这个选项，通常默认状态是未选择的。至此，孔的定义已经完成。点击OK,生成的孔如图3.25所示。 图3.25 鼠标左键选择窗口模型树中的上一步骤中的孔特征，在工具栏中单击Circular Pattern (圆形阵列)图标 ，弹出对话框，提供圆形阵列参数的设定。如图3.26所示。 图3.26 在Parameters 一栏中选择Instance(s) or total angle (数量与总角度)，在Instance(s) 一栏中输入5；在Total angle一栏中输入360度；在Reference element (参考元素)一栏中选择活塞的上表面，在Object一栏中选择孔特征，单击OK,生成的孔阵列如图3.27所示。 图3.27 6. 倒（圆）角 在工具栏中单击 Chamfer (倒角)图标 ,弹出对话框，提供倒角参数的设定。 在Mode 一栏中选择Length1/Angle ；在Length1一栏中输入1.5 mm ；在Angle一栏中输入60度；在Object(s) to Chamfer 一栏中选择活塞的上表面的外边线；在Propagation一栏中选择Tangency选项。图形预览如图3.28所示。 图3.28 在工具栏中单击 Chamfer (倒角)图标 ,弹出对话框，提供倒角参数的设定。 在Mode 一栏中选择Length1/Angle ；在Length1一栏中输入2 mm ；在Angle一栏中输入45度；在Object(s) to Chamfer 一栏中选择活塞的上表面的内边线；在Propagation一栏中选择Tangency选项。图形预览如图3.29所示。 图3.29 在工具栏中单击 Edge Fillet (倒圆角)图标 ,弹出对话框，提供倒圆角参数的设定。 在Radius一栏中输入2 mm ,在Object(s) to fillets一栏中分别选择两个凸台底部的边线，在Propagation一栏中选择Tangency选项，图形预览如图3.30所示。 图3.30 在工具栏中单击 Edge Fillet (倒圆角)图标 ,弹出对话框，提供倒圆角参数的设定。 在Radius一栏中输入0.5 mm ,在Object(s) to fillets一栏中分别选择活塞槽的上下面的边线、活塞底面、活塞内边线，在Propagation一栏中选择Tangency选项，图形预览如图3.31所示。 图3.31 至此，活塞模型已全部完成。隐藏所有参考面后的模型如图3.80所示。保存为huo sai 。 图3.32 3.4 连杆的创建 1. 进入软件，绘制连杆的一端草图 在桌面双击 图标（CATIA），或者从[开始] →[程序]中点击CATIA软件，进入 CATIA软件。选择[开始] →[机械设计] →[part design] 命令，进入零件模块设计。 左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的xy平面。再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，即进入草图绘制模式。 双击工具栏中的Circle (圆)图标 ，绘制两个圆，圆心都在原点。双击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注出两个圆的直径20和27，修改尺寸后如图3.1所示。 图3.1 绘制完草图之后，单击工具栏中的退出工作台图标 ，进入零件实体设计模式。 2.拉伸成形本体 进入零件实体设计模式之后，在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标 ,弹出对话框，提供拉伸成形参数的设定。如图3.2所示。 图3.2 在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为12mm；在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；再选择Mirrored extent（镜像） 选项；点击确定。生成的模型如图3.3所示。 图3.3 2. 绘制连杆的另一端 左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的xy平面。再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，即进入草图绘制模式。 双击工具栏中的Circle (圆)图标 ，绘制两个同心圆。双击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注出两个圆的直径10和15，圆心到原点的距离是86。修改尺寸后如图3.4所示。 图3.4 单击工具栏中的退出工作台图标 ，进入零件实体设计模式。在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标 ,弹出对话框，提供拉伸成形参数的设定。如图3.5所示。 图3.5 在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为9mm；在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；再选择Mirrored extent（镜像） 选项；点击确定。生成的模型着色如图3.6所示。 图3.6 4.建立基准面 左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的xy平面。再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 左键选取大圆柱的外圆边线，单击工具栏中的Project 3D Elements (3D实体转换)图标 ，则在xy平面产生与圆柱外圆一样大小的圆。如图3.7所示。 图3.7 点击工具栏中Line (直线)图标 ，在圆的中间绘制一条与V轴平行的直线；单击Intersection Point（交点）图标 ，分别点击圆和直线产生两个交点。如图3.8所示。 图3.8 单击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注圆上两交点的距离为25mm，如图3.9所示。 图3.9 双击工具栏中的 Quick Trim (快速剪切)图标 ，鼠标左键点击要剪除的线段，将草图剪切成如图3.10所示的草图。这个草图将为下一步建立平面作基础。 图3.10 单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式。同理，再在xy平面用上述同样的方法在小圆柱上绘制如图3.11所示的草图。 图3.11 单击工具栏中的Plane （平面）图标 ，弹出对话框，提供创建平面的参数的设定。在Plane type 一栏中选择 Angle/Normal to plane ；在Rotation axis 一栏中选择上一步在大圆柱上绘制的直线草图； 在Reference一栏中选择 yz plane (从窗口的目录树上或工作台中选择，也可以在点击创建平面图标之前 先选择该平面)。如图3.12所示。 图3.12 点击确定，创建的平面plane.1如图3.13所示。 图3.13 同理，利用在小圆上绘制的直线和yz平面建立同样类型的平面plane.2，如图3.14所示。 图3.14 5.混成连杆中段 先绘制两个草图作为混成的截面。左键单击左边模型树中的plane.1 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的plane.1平面。再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，即进入草图绘制模式。 单击工具栏中Rectangle (矩形)图标 ，在草图模式中画出一个矩形， 在工具栏中双击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注矩形的尺寸，如图3.15所示。 图3.15 单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式。左键单击左边模型树中的plane.2参考平面，或在窗口中央选择三平面中的plane.2平面。再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式，绘制出如图3.16所示的草图。 图3.16 单击工具栏中的退出工作台图标 ，进入零件实体设计模式。左键单击Loft(混成)图标 ，弹出对话框，提供混成参数的设定。在第一栏中分别选择上述绘制的两个矩形草图，作为混成的截面，混成的图形预览如图3.17所示。 图3.17 点击确定。混成的模型如图3.18所示。 图3.18 仔细查看混成的图形，发现混成的图形超出了大孔的范围。因此，要再重新切除多余的部分。单击大圆的上表面作为草图基准面，再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。左键选取大圆柱的内圆边线，单击工具栏中的Project 3D Elements (3D实体转换)图标 ，则在此平面产生与圆柱内圆一样大小的圆。如图3.19所示。 图3.19 单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式。左键单击右边工具栏中的Pocket (拉伸切除)图标 ,弹出对话框，提供拉伸切除参数的设定。在Type 一栏中选择up to next ，在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；图形预览如图3.20所示。 图3.20 点击OK。生成的模型如图3.21所示。 图3.21 6.拉伸切除连杆中段 单击大圆的上端面作为草图基准面，再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。按住Ctrl键分别选取连杆的边线和两圆柱的外圆边线，单击工具栏中的Project 3D Elements (3D实体转换)图标 ，则在此平面产生与原边线相重合的边线。如图3.22所示。 图3.22 双击工具栏中Line (直线)图标 ，分别在连杆的中段绘制两条直线（尽量与连杆的边线平行）。按住Ctrl键选取其中一条直线和这一侧的边线。单击工具栏中Constraints Defined in Dialog Box (约束定义)图标 ，弹出约束定义的参数对话框。选择Parallelism(平行)选项。如图3.23所示。 图3.23 同样，约束定义另一侧的两条直线平行。在工具栏中双击 constraint(尺寸限制) 图标 ，分别标注两平行直线之间的距离为2.5，如图3.24所示。 图3.24 双击工具栏中的 Quick Trim (快速剪切)图标 ，鼠标左键点击要剪除的线段，将草图剪切成如图3.25所示的草图。 图3.25 单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式。左键单击右边工具栏中的Pocket (拉伸切除)图标 ,弹出对话框，提供拉伸切除参数的设定。在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为9mm ，在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;如果方向显示反了，可以选择Reverse Direction(反向)；图形预览如图3.26所示。点击OK。生成的模型如图3.27所示。 图3.26 图3.27 左键点击一下左边模型树中上述刚完成的拉伸切除特征，再单击工具栏中的Mirror(镜像)图标 ，弹出对话框，提供镜像参数的设置。如图3.28所示。 图3.28 在Mirroring element（镜像元素）一栏中选择xy平面，点击OK。镜像的特征如图3.29所示。 图3.29 7.倒圆角 在工具栏中单击 Edge Fillet (倒圆角)图标 ,弹出对话框，提供倒圆角参数的设定。在Radius 一栏中输入3mm ，在Object(s) to fillet 一栏中分别选择连杆中段的的四个角，如图3.30所示的四条边。 图3.30 在Propagation一栏中选择Tangency一项，点击OK。生成的模型如图3.31所示。 图3.31 同样，将连杆中段的另一端及中间的平面分别倒圆角1.5mm，至此，连杆模型已经完成，隐藏各个参考面及草图，完成的模型如图3.32所示。保存为lian gan 。 图3.32 3.5 汽缸的创建 1. 进入软件，绘制汽缸的底板 在桌面双击 图标（CATIA），或者从[开始] →[程序]中点击CATIA软件，进入 CATIA软件。选择[开始] →[机械设计] →[part design] 命令，进入零件模块设计。 左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的xy平面。再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，即进入草图绘制模式。 单击工具栏中retangent (矩形)图标 ，在草图模式中绘制出一个矩形，如图3.33所示。 图3.33 下一步准备标注尺寸，由于前面采用的是基本标注尺寸的方法，在这里我再采用另一种标注尺寸的方法。让系统自动标注尺寸和使用方程相互约束尺寸。 左键单击工具栏中Auto Constraint (自动标注尺寸)图标 ，弹出对话框。提供自动标注尺寸参数的设置。如图3.34所示。 图3.34 在第一栏中标注的尺寸元素中分别选择窗口中矩形的长和宽；在第二栏中的参考元素中选择窗口中的V轴，即垂直轴；在第三栏中的对称线中选择H轴，即水平轴；在第四栏中的标注方式中选择Chained (链式)选项；单击确定，标注的尺寸如图3.35所示。 图3.35 鼠标左键单击矩形的一边到V轴距离的那个尺寸（39.815），再单击工具栏中的公式图标 ，弹出对话框，提供方程参数的设置，如图3.36所示。 图3.36 仔细查看要编辑的参数是否是刚才选中的尺寸，如果不是的话，就在参数框中再选择一次，单击框中的添加公式选项，弹出对话框，提供公式编辑框。在公式编辑框中的第一栏中，系统自动出现上面所选的尺寸；在第二栏中输入方程，鼠标左键在窗口中单击矩形上对应刚才所选尺寸的那条边，方程中即出现这个尺寸的代表式，再输入除号，再输入数字2，这个方程就定义了刚才的尺寸是矩形中这个对应单边尺寸的一半，以后只要改变矩形的这个边长，对应方程的尺寸就会自动定义为矩形这个边长尺寸的一半。同理，如果输入的方程式改变了，则对应的尺寸就会依照方程的定义而改变。如图3.37所示。 图3.37 点击确定，方程定义已经完成。同理，再编辑矩形的另一条边到H轴的距离是矩形对应边的1/2。完成方程的矩形如图3.38所示。读者注意图中尺寸上出现的（f（x）），代表这个尺寸是用方程定义约束的。 图3.38 鼠标左键分别双击矩形的两条边，在弹出的对话框中输入数值74，定义矩形的两个边长均为74mm ,如图3.39所示。 图3.39 鼠标左键单击工具栏中Corner(倒圆角)图标 ,分别给矩形的四个直角倒成圆角，双击圆角尺寸的数值，修改圆角值为R8,如图3.40所示。 图3.40 鼠标左键单击工具栏中Profile (自由折线)图标 ，在矩形的右边绘制草图，再利用剪切功能修剪草图，标注尺寸，如图3.41所示。 图3.41 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式，进入零件实体设计模式。 在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标 ,弹出对话框，提供拉伸成形参数的设定。如图3.42所示。 图3.42 在对话框中的Type 一栏中选择Dimension，在Length一栏中输入尺寸为12 mm；在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；点击确定。生成的模型如图3.43所示。 图3.43 2.拉伸汽缸本体 单击上述模型的上表面作为草图的工作平面，再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 单击工具栏中的Circle (圆)图标 ，绘制一个直径为74的圆，圆心在原点，如图3.44所示。 图3.44 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式，进入零件实体设计模式。 在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标 ,弹出对话框，提供拉伸成形参数的设定。如图3.45所示。 图3.45 在对话框中的Type 一栏中选择Dimension，在Length一栏中输入尺寸为108 mm；在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；点击确定。生成的模型如图3.46所示。 图3.46 3. 旋转切除汽缸本体 左键单击左边模型树中的yz plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的yz平面。再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 单击工具栏中retangent (矩形)图标 ，在草图模式中绘制出一个矩形，标注尺寸后如图3.47所示。 图3.47 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式，进入零件实体设计模式。 在工具栏中单击Groove (旋转切除)图标 ,弹出对话框，提供旋转切除参数的设定。如图3.48所示。 图3.48 在对话框中First angle 一栏中输入360度，在Second angle 一栏中输入0度（通常默认状态也是这样），在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；在Axis Selection 一栏中选择窗口中的V轴。点击确定。生成的模型如图3.49所示。 图3.49 左键单击左边模型树中的yz plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的yz平面。再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 单击工具栏中 Profile (自由折线)图标 ，在汽缸本体上部绘制草图。双击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注草图尺寸。修改尺寸后的草图如图3.50所示。 图3.50 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式，进入零件实体设计模式。 在工具栏中单击Groove (旋转切除)图标 ,弹出对话框，提供旋转切除参数的设定。如图3.51所示。 图3.51 在对话框中First angle 一栏中输入360度，在Second angle 一栏中输入0度（通常默认状态也是这样），在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；在Axis Selection 一栏中选择窗口中的V轴。点击OK。生成的模型如图3.52所示。 图3.52 4. 钻气缸气孔 鼠标左键选择气缸上表面作为钻孔表面，如图3.53所示。 图3.53 单击工具栏中的Hole (钻孔)图标 ，弹出对话框，提供钻孔参数的设定。在对话框中先打开Extension 菜单，在第一栏中选择Blind （盲孔）类型；在Depth （深度）一栏中输入18 mm；在右边关于孔的底部形状参数中选择Flat(平底)。如图3.54所示。 图3.54 再打开Type菜单，在第一栏中选择Simple选项；再打开一下Thread Definition 菜单，选择Threaded （螺纹）选项，在Type（类型）一栏中选择Metric Thin Pitch(公制细螺纹)选项；在Thread Description（螺纹直径） 一栏中选择M12选项 ；在Thread Depth （螺纹深度）一栏中输入14 mm；在 Hole Depth（孔深）一栏中输入18 mm。再选择 Right-Threaded(右旋螺纹)选项，图形预览如图3.55所示。 图3.55 至此螺纹定义完成，点击OK,生成的孔如图3.56所示。 图3.56 鼠标左键选择上述绘制的螺纹孔底面（平底）作为下一个钻孔的表面，如图3.57所示。 图3.57 单击工具栏中的Hole (钻孔)图标 ，弹出对话框，提供钻孔参数的设定。在对话框中先打开Extension 菜单，在第一栏中选择Up To Next（成型到下一面）类型；在Diameter(直径)一栏中输入5 mm ；在Offset（偏移）一栏中输入0 mm （通常默认状态都是0）；如图3.58所示。 图3.58 再打开Type菜单，在第一栏中选择Simple选项；再打开一下Thread Definition 菜单，察看一下是否取消了Threaded 选项，如果未取消则取消这个选项，通常默认状态是未选择的。点击OK,生成的孔如图3.59所示。 图3.59 5. 旋转切除槽 左键单击左边模型树中的yz plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的yz平面。再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 先单击工具栏中Axis (轴)图标 ，绘制一条水平轴线，为下一步的对草图镜像作准备。 再单击工具栏中 Profile (自由折线)图标 ，在汽缸本体上部绘制草图。双击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注草图尺寸。修改尺寸后的草图如图3.60所示。 图3.60 按住Ctrl键，鼠标左键分别选择草图中的实线部分，单击一下工具栏中的Mirror (镜像)图标 ，再单击一下草图中上一个步骤中绘制的轴线，即镜像出另一部分。双击 constraint(尺寸限制) 图标 ，标注草图尺寸。修改尺寸后的草图如图3.61所示。 图3.61 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式，进入零件实体设计模式。 在工具栏中单击Groove (旋转切除)图标 ,弹出对话框，提供旋转切除参数的设定。 在对话框中First angle 一栏中输入360度，在Second angle 一栏中输入0度（通常默认状态也是这样），在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；在Axis Selection 一栏中选择窗口中的V轴，也可以选择汽缸本体上的圆柱，系统自动出现圆柱的轴线，此轴线跟V轴平行。作用是一样的。模型预览如图3.62所示。 图3.62 点击OK。生成的模型如图3.63所示。 图3.63 鼠标左键选择窗口模型树中的上一步骤中的切除槽特征，在工具栏中单击Rectangular Pattern (矩形阵列)图标 ，弹出对话框，提供矩形阵列参数的设定。如图3.64所示。 图3.64 在Parameters 一栏中选择Instance(s) or Spacing (数量与间距)，在Instance(s) 一栏中输入4；在Spacing一栏中输入6 mm；在Reference element (参考元素)一栏中选择窗口中的V轴，也可以选择汽缸本体上圆柱的轴线，此轴线跟V轴平行。在Object一栏中选择切除槽的特征，单击OK,生成的槽阵列如图3.65所示。 图3.65 6.切除气缸本体内部 单击气缸体的底面作为草图的工作平面，再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 单击工具栏中的Circle (圆)图标 ，绘制一个直径为52的圆，圆心在原点，如图3.66所示。 图3.66 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式，进入零件实体设计模式。 在工具栏中单击Pocket (拉伸切除)图标 ,弹出对话框，提供拉伸切除参数的设定。在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为100 mm ，在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;如果方向显示反了，可以选择Reverse Direction(反向)；模型预览如图3.67所示。 图3.67 点击OK。生成的模型如图3.68所示。 图3.68 左键单击左边模型树中的yz plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的yz平面。再单击一下右边工具栏中的sketch（草图设计）图标 ，进入草图绘制模式。 单击工具栏中的Circle (圆)图标 ，绘制一个直径为58的圆，圆心在原点；单击工具栏中的Line (直线)图标 ，绘制一条通过圆心的直线，再利用剪切功能将草图修改成如图3.68所示。 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式，进入零件实体设计模式。 图3.69 在工具栏中单击Groove (旋转切除)图标 ,弹出对话框，提供旋转切除参数的设定。在对话框中First angle 一栏中输入360度，在Second angle 一栏中输入0度（通常默认状态也是这样），在Selection一栏中选择刚才绘制的草图；在Axis Selection 一栏中选择窗口中的V轴，也可以选择汽缸本体上圆柱的轴线，此轴线跟V轴平行。模型预览如图3.70所示。 图3.70 点击OK。生成的模型着色如图3.71所示。 图3.71 7.钻气缸螺栓孔 单击气缸底板的上表面作为钻孔表面，单击工具栏中的Hole (钻孔)图标 ，弹出对话框，提供钻孔参数的设定。在对话框中先打开Extension 菜单，在第一栏中选择Up To Next（成型到下一面）类型；在Diameter(直径)一栏中输入7 mm ；在Offset（偏移）一栏中输入0 mm （通常默认状态都是0）；单击右边的Positionning Sketch （草图位置）图标 ，进入孔的草图模式状态，约束草图位置。 双击 constraint(尺寸限制) 图标 ，分别标注孔的中心到V轴和H轴的距离均为29，注意鼠标一定要点击上孔的中心，否则标注的尺寸不会正确。如图3.72所示。 图3.72 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 ，退出草图模式，返回孔的定义对话框。如图3.73所示。 图3.73 再打开Type菜单，在第一栏中选择Simple选项；再打开一下Thread Definition 菜单，察看一下是否取消了Threaded 选项，如果未取消则取消这个选项，通常默认状态是未选择的。至此，孔的定义已经完成。点击OK,生成的孔如图3.74所示。 图3.74 鼠标左键选择窗口模型树中的上一步骤中的孔特征，在工具栏中单击Rectangular Pattern (矩形阵列)图标 ，弹出对话框，提供矩形阵列参数的设定。如图3.75所示。 图3.75 先选择First Direction(第一方向)菜单，在Parameters 一栏中选择Instance(s) or Spacing (数量与间距)，在Instance(s) 一栏中输入2；在Spacing一栏中输入58 mm；在Reference element (参考元素)一栏中选择气缸底板的上表面，在Object一栏中选择孔特征。 再选择Second Direction(第二方向)菜单, 同样在Parameters 一栏中选择Instance(s) or Spacing (数量与间距)，在Instance(s) 一栏中输入2；在Spacing一栏中输入58 mm；在Reference element (参考元素)一栏中选择气缸底板的上表面，在Object一栏中选择孔特征。单击OK,生成的孔阵列如图3.76所示。 图3.76 8.倒（圆）角 在工具栏中单击 Edge Fillet (倒圆角)图标 ,弹出对话框，提供倒圆角参数的设定。 在Radius一栏中输入2 mm ,在Object(s) to fillets一栏中选择三条边线，在Propagation一栏中选择Tangency选项，图形预览如图3.77所示。 图3.77 在工具栏中单击 Chamfer (倒角)图标 ,弹出对话框，提供倒角参数的设定。 在Mode 一栏中选择Length1/Angle ；在Length1一栏中输入1 mm ；在Angle一栏中输入45度；在Object(s) to Chamfer 一栏中分别选择气缸本体上一条边线和气缸的上表面和其底板的上下表面等三个面；在Propagation一栏中选择Tangency选项。图形预览如图3.78所示。 图3.78 在工具栏中单击 Edge Fillet (倒圆角)图标 ,弹出对话框，提供倒圆角参数的设定。在Radius一栏中输入1 mm ,在Object(s) to fillets一栏中选择气缸槽底的四个面和槽上的十条边线，在Propagation一栏中选择Tangency选项，