CATIA创成式外形设计

第三章创成式外形风格造型设计（GSD）CATIA V5的创成式外形风格造型设计模块包括（GSD）线框和曲面造型功能的组合，它为用户提供了一系列功能强大、使用方便的工具集以建立和修改复杂外形设计所需的各种曲面。

创成式外形风格造型设计采用基于特征的设计方法和全相关技术，在设计过程中能有效地捕捉设计者的设计意图，因此，极大地提高设计质量与效率，为后续设计更改提供强有力的技术支持。

3.1 相关的图像菜单CATIA V5的创成式外形风格造型设计模块由如下图标菜单组成：线框（Wireframe）、曲面（Surfaces）、几何操作图像菜单（Operations）、分析图像菜单（Analysis）、约束图像菜单（Constraints）、规则图像菜单（Law）、工具图像菜单（Tools）和复制图像菜单（Replication）。

3.1.1 线框（Wireframe）线框造型是构造曲面的基础，其功能的好坏直接影响曲面造型的能力。

CATIA V5为用户提供了丰富的线框造型功能。

Point 创建点Point & Planes Repetition创建多点/平面Extremum创建极值元素Polar Extremum创建极坐标极值元素Line 创建直线Polyline创建折线Plane创建平面Planes between在两平面之间创建多个平面Circle创建圆Conic创建圆锥线Spiral创建平面螺旋线Spline创建样条线Helix创建螺旋线Spine创建脊骨曲线Corner创建拐角Connect curve创建桥接线Parallel curve创建平行线Projection创建投影线Combine创建组合投影线Reflect lines创建反射线Intersection创建交线3.1.2 曲面（Surfaces）曲面造型广泛应用于汽车外形、模具型面等设计上。

CATIA V5为用户提供了丰富而实用的曲面造型功能（如下所示）。

Extrude 创建延伸曲面Revolution 创建回转曲面Sphere创建球曲面Offset 创建偏置曲面Sweep 创建扫描曲面Adaptative sweep 创建自适应扫描曲面Fill 创建填充曲面Loft 创建放样曲面Blend 创建过渡曲面3.1.3 几何操作图像菜单（Operations）几何操作功能是几何造型功能的重要补充与拓广，其功能强弱会直接影响曲面造型功能的使用效果。

CATIA V5为用户提供了大量的曲线曲面的修改、编辑功能（如下所示），极大地提高了曲面造型效率。

Join合并几何元素（线、面）Healing 缝合曲面Curve smooth 曲线光顺Untrim 恢复被剪切曲面Disassemble 取消组合Split 切割曲面或线框元素Trim 修剪曲面或线框元素Boundary 提取曲面边界线Extract 提取几何体Multiple edge extract从草图中提取部分几何体Shape Fillet 两曲面倒圆Edge Fillet曲面棱线倒圆Variable Fillet 变半径倒圆Face-Face Fillet 面－面倒圆Tritangent Fillet三面相切倒圆Translate移动几何体Rotate转动几何体Symmetry对称几何体Scaling缩放几何体Affinity仿射变形Axis to Axis将几何体移动到另一坐标系中Extrapolate延长曲线/曲面Invert Orientation曲线/曲面反向Near从组合体中提取与参考对象最近部分的元素Law创建规则3.1.4 分析图像菜单（Analysis）CATIA V5为用户提供了丰富的曲线、曲面分析功能来检验所生成曲线、曲面的质量。

Connect Checker 曲面连接性检查Curve Connect Checker 曲线连接性检查Draft Analysis拔模角分析M apping Analysis曲面曲率映射分析C urvature Analysis曲线曲率分析3.1.5 约束图像菜单（Constraints）CATIA V5为用户提供的设置约束的功能如下所示。

Constraint对单个几何元素施加约束Constraint Defined in a Dialog Box 对几何元素间施加约束3.1.6 注解图像菜单（Annotations）CATIA V5为用户提供的注解功能子菜单如下所示。

Text with Leader创建带引出箭头的标注Flag Note创建超级链接3.1.7 高级复制工具图像菜单（Advanced Replication Tools）CATIA V5为用户提供的高级复制工具如下所示。

Object Repetition 对象复制Rectangle Pattern 矩形队列Circle Pattern圆形队列Duplicate Open Body复制Open BodyPowerCopy Creation 生成高级复制Save in Catalog 将高级复制存入目录3.1.8 用户特征图像菜单（UserFeature）CATIA V5为用户提供的用户特征功能如下所示。

UserFeature Creation创建用户特征Save in Catalog将用户特征存入目录3.1.9 高级曲面造型图像菜单（Advanced Surfaces）CATIA V5不仅提供了普通曲面造型功能，而且还针对某些特殊行业（如汽车等）的特殊需求，开发了高级曲面造型功能。

这些功能在安装了“创成式曲面优化器”（Generative Shape Optimizer）后才能使用。

Develop将曲线显影到旋转面上Junction创建连接面Bump创建隆起面Wrap Curve按曲线包装变形曲面3.1.10工具Update 更新模型Axis System 生成坐标系Show Historical Graph显示历史树Work on Support创建支撑面Snap to point捕捉点Create a new Grid Set创建笛卡尔格栅组，即在指定方向上的一组平面Create Datum生成没有历史记录的几何体Insert Element创建一几何体，并在特征树中将其特征插入到其主父元素旁边。

Select Current Tool实体选择器Group组的操作（创建、编辑、移动等）3.2 绘图环境参数设定为了充分发挥CATIA V5的曲面设计能力，必须根据设计对象的特点，合理地设定绘图环境参数。

用下拉菜单Tools->Option->Shape打开GSD的环境参数设定界面，在此窗口中有三个标签，分别对应不同的参数设定。

3.2.1 一般环境参数设定（General标签）包括外部参考（External References）、更新Update）、删除操作（Delete Operation）参数，其界面如图3-1所示。

外部参考（External Referneces）项：1) 与所选择对象保持链接关系（Keep link with selected object）：选中该项，则保持与外部参考的链接关系，当外部参考变化后，与之有链接关系的几何对象会作相应自动更新。

用分离（Isolate）命令可以断开两者之间的链接。

2) 在显示模式下创建外部参考（Create external references in Show mode）：在定义元素过程中定义其显示模式。

3) 在创建链接是需要确认（Confirm when creating a link with selected object）。

4) 只能选择发布对象作为外部参考（Only use published elements for externalselection）。

所谓发布对象，是指为该对象赋于一个别名，其它对象可以通过别名引用它。

在刷新项（Update）有以下选择：1) 自动刷新（Automatic）或手动刷新（Manual）。

2) 在刷新过程中出现错误时停止刷新（Stop update on first error）。

3) 同步刷新所有的外部参考（Synchronize all external references for update）。

4) 激活分步刷新显示（Active local visualization），即按操作步骤，分步刷新。

在删除操作（Delete Operation）中有以下选项：1) 显示删除对话框（Display the Delete dialog box）：如果想用删除过滤器可以选择该选项。

2) 删除参考草图（Delete referenced sketches）：删除特征时，也删除与该特征相关的草图。

如果相关草图还与其它特征相关，则不删除。

图3-1 一般参数设置界面3.2.2 显示环境参数设定（Display标签）显示环境参数设定包括特征树（Specification tree）和几何体（Geometry）的显示参数的设定，其界面如图3-2所示。

图3-2显示参数设置界面在特征树项中可以设定在特征树中是否显示以下对象：外部参考（External References）、约束（Constraints）、参数（Parameters）、关系（Relations）、正在操作的实体（Bodies under operations）、草图（Sketches）。

在几何体项可以设定是否只显示当前操作的实体（Only the current operated solid），该选项只适用于零件设计（Part Design）。

3.2.3 零件文档参数设定（Part Document标签）零件文档参数设定包括新零件设定（New part），其界面如图3-3所示。

图3-3 零件文档参数设置界面在新零件设定（New part）中只有一个选项：在生成新零件时创建坐标系（Create an Axis System when creating a new part）。

该坐标系的原点为三个缺省平面（XY平面、YZ平面、XZ平面）的交点，三个坐标轴方向同系统坐标方向一致。

3.3 创成式外形风格造型相关功能介绍本节将详细地介绍创成式外形风格造型相关的功能及各功能在实际造型中的应用。

3.3.1 线框造型功能（Wireframes）线框造型是指点、直线、圆、曲线等线框几何元素的生成与编辑。

3.3.1.1点的生成（Point）在CATIA V5中，生成点的步骤为：选择生成点的类型（Point type）；输入相应参数；点击OK按钮，生成点。

其中，点的类型有以下几种：1) 坐标点（Coordinates）：它用于生成相对参考点（Reference point）的指定x、y、z坐标值的点。