清华大学-CATIA--曲面设计教程
第7章曲面设计
7.1概述
7.2生成线框元素的工具
7.3生成曲面
7.4曲面编辑和修改
7.5曲线、曲面分析功能简介
7.6曲线曲面设计工具和混合设计7.7曲面设计实例
习题
7.1概述
CATIA机械设计配置MD2中包括线框和曲面模块WFS(Wireframe and Surface)，混合设计配置HD2 (Hybrid Design)中除包括WFS模块外，还包括创成式外形设计模块GSD（Generative Shape Design）。两个模块均提供了完备的曲线和曲面生成、修改和分析工具。与WFS模块相比，GSD增加了曲面倒圆角以及曲面拔模角、曲率分析工具，并且在某些功能上有所加强。
择择菜单【Start】?【Shape】?【General Shape Design】，进入外形设计模块；或者择择菜单【Start】?【Mechanical DesignShape】?【Wireframe and Surface】，进入线框和曲面模块；也可以从图7-1所示Workbench中选择Wireframe and Surface或
General Shape Design图标，
进入线框和曲面或外形设计
模块。两模块产生的文件后
缀是“.CATPart”。
图7-1
7.2生成线框元素的工具
图7-2所示为生成线框元素工具的【Wireframe】及其下级工具栏。
图7-2【Wireframe】及其下级工具栏
7.2.1生成点
该图标的功能是生成点。可以通过输入点的坐标、在曲线、平面或曲面上取点、获取圆心点、与曲线相切的点以及两点之间据距比例系数等方式生成点。
单击该图标，弹出如图7-3所
示定义点的对话框。通过Point type
下拉列表可以选择生成点的方法。
图7-3生成点的对话框
1.通过坐标确定点
选择图7-3所示对话框Point type域的Coordinates项，对话框改变为图7-4的形式。分别在对话框的X、Y、Z域输入相对于参考点（Reference Point）的X、Y、Z坐标值，单击OK按钮，即可得到该点。
参考点可以是坐标原点
或已有对象的点，默认的参
考点是坐标原点。
图7-4通过坐标确定点的对话
2.在曲线上取点
选择图7-3所示对话框Point type域的On curve项，对话框改变为图7-5的形式。
该对话框各项的含义如下：
图7-5在曲线上取点的对话框
（1）Curve：单击该域，选择曲线。
（2）Distance on curve：若该按钮为开，根据距离确定点。
（3）Ratio of curve length若该按钮为开，根据长度比例系数确定点。
（4）Length/Ratio：若根据距离方式取点，该项为长度，若据距长度比例系数取点，该项为系数。
（5）Geodesic：若该按钮为开，距离为曲线距离（弧长）。
（6）Euclidean：若该按钮为开，距离为直线距离。
（7）Nearest extremity：单击该按钮，距离参考点最近的那个端点为生成的点。
（8）Middle point：单击该按钮，曲线的中点为生成的点。
（9）Reference Point：单击该域，输入距离的参考点，默认的参考点是曲线的端点。
（10）Reverse Direction：单击该按钮，另一个端点为参考点
（11）Repeat object after OK：若该按钮为开，可以在此命令结束后多次重复生成点的命令。重复的次数在弹出的对话框中输入，参数作相应调整。例如在Length域输入30，单击Apply按钮，结果见图7-5。
3．在平面上取点
选择图7-3所示对话框Point type域的On plane项，对话框改变为图7-6的形式。
分别在对话框的Plane、H、V、Reference Point域输入平面、H、V坐标值
以及参考点，单击OK
按钮，即可得到该点，
也可以直接用鼠标在
平面上取点。参考点
可以是平面上的任意
点，默认的参考点是
坐标原点。
图7-6在平面上取点的对话框
4.在曲面上取点
选择图7-3所示对话框Point type域的On surface项，对话框改变为图7-7的形式。
图7-7在曲面上曲点的对话框
分别在对话框的Surface、Direction、Distance、Reference Point域输入曲面、方向、距离值以及参考点，单击OK按钮，即可得到该点，也可以直接用鼠标在曲面上取点。参考点可以是曲面上的任意点，默认的参考点是曲面中心。
5.生成圆心点
选择图7-3所示对话框Point type域的Circle center项，对话框改变为图7-8的形式。在对话框的Circle域输入圆或圆弧，单击OK按钮，即可得到该园或圆弧的圆心点。
图7-8 生成点对话框---Circle center选项
6．生成给定切线方向的曲线上的切点
选择图7-3所示对话框Point type域的Tangent on curve项，对话框改变为图7-9的形式。在对话框的Circle、Direction域输入曲线和方向，单击OK按钮，即可得到给定切线方向的该曲线上的切点。
图7-9 生成给定方向的曲线切点的对话框
7．据距比例系数生成两点（连线）之间的一个点
选择图7-3所示对话框Point type域的Between项，对话框改变为图7-10的形式。在对话框的Point1、Point2、Ratio域分别输入两个点和一个系数值，单击OK按钮，即可得到两点之间据距比例系数确定一个点。
图7-10生成两点之间一个点的对话框
8.生成极点
按照给定的方向，根据最大或最小距离规则在曲线、曲面或形体上搜寻出极大或极小元素（点、边或表面）。
单击该图标，弹出图7-11所示对话框。对话框各项的含义如下：
（1）Element域：输入曲线、曲面或形体，输入元素的种类不同，需要输入方向的数量就可能不同。
（2）Direction：输入一个方向。
（3）Max：单击控制钮，在指定方向上生成最上的点或元素。（4）Min：单击控制钮，选择了在前面输入方向上最下的点或元素。
（5）Direction2和Direction3：曲面或形体在一个方向的极值可能是一条线，此时需要再输入一个或两个方向才能求出极值点。
例如，Element域选择了一条曲线，Direction域选择了zx 平面，即y轴方向，单击Max控制按钮，则在曲线上产生沿着y轴方向极大值点，如图7-11所示。
图7-11生成曲线在某方向的极大值点
又如图7-12所示，Element域选择了一个曲面，Direction域选择了zx平面，即y轴方向（竖直向上），单击Max控制按钮，则搜寻到曲面的上表面为y方向的极大值面，此时再在Direction2域和Direction3域选择了另外两个方向，单击Max 控制按钮，则搜寻到如图7-12所示的顶点为极值点。
图7-12生成曲面在给定方向的极值点
9.生成极坐标下的极点
在平面轮廓曲线上搜寻出相对于参考点和轴线的半径，角度极大或极小值点。单击该图标，弹出图7-13所示对话框。对话框各项的含义如下：
（1）Type域：选择搜寻
的种类，可以是以下四种类型之一：
①Min Radius：与参考原点距离最
近的点。
②Max Radius：与参考原点距离最
远的点。
③Min Angle：与参考方向角度最小
的点。
④Max Angle：与参考方向角度最
大的点。
图7-13生成曲线极值点的对话框
上述四种情况参考图7-14所示。
（2）Contour：输入平面轮廓曲线，注意曲线须闭合，不允许分叉。（3）Support：输入平面轮廓曲线所在的基础平面。
（4）Origin：输入参考原点。
（5）Reference direction：输入参考方向。
（6）Analysis域：显示分析参数类型和结果。
图7-14生成曲线的极坐标极值点类型
7.2.2生成直线
该功能是生成直线。可以通过输入直线的端点、起点和直线方向、与给定曲线的切线成一定角度、曲线的切线、曲面的法线以及角平分线等方式生成直线。
单击该图标，弹出如图7-15所示定义直线的对话框。通过Line type下拉列表可以选择生成直线的方法。
图7-15 生成直线对话框
1．通过两个点生成直线
选择图7-15所示对话框Line type域的Point-Point项，对话框改变为图7-16的形式。分别在对话框的Point1、Point2、Support、Start、End域输入两点、一个支撑平面或曲面、两个外延距离值，单击OK按钮，即可得到一个线段。支撑面可以不选，默认的支撑面是经过起始点的平面。
图7-16通过两个点生成直线