在创建实体特征之前，通常先绘制一个草图，
。拉伸成形就是将一个封闭的草图沿垂直于草图平面的方向给定一个厚度而拉伸成实体，使二维轮廓转变为三维实体特征，是最为广泛使用的一种基础实体特征。这类特征的创建方法简单且易于掌握，同时也是使用其它方法创建实体特征的基础。当我们开始生成一个三维实体特征时，拉伸成形能够带领我们轻松入门。CATIA V5软件中主要的拉伸成形的方法有三种：【Pad】（简单拉伸成形）、【Drafted Filleted Pad】（具有拔模与倒圆角的拉伸成形）和【Multi-Pad】（多功能拉伸成形）。这里只介绍简单拉伸成形。1.拉伸成形实体单击模型树中的xy plane 参考平面，或直接单击绘图窗口中的三个默认基准面中的相应平面，再选择工具条中的【sketch】（草图）图标，系统进入草图绘制模式。点选工具栏中【Hexagon】（正六边形）图标，在窗口中绘制一个正六边形（可以不用先标注尺寸，系统会按默认尺寸驱动六边形），如图2.37所示。图2.37 绘制正六边形单击工具条中的【退出工作台】图标，退出草图绘制模式，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【pad Definition】对话框，提供拉伸成形参数的设定。在【Type】下拉列表框中选择【Dimension】，在【Length】文本框中输入要拉伸的厚度值；在【Selection】文本框中选择刚才绘制的草图（系统往往已经默认了上一步骤产生的草图）；模型预览如图2.38所示。如果要求在草图截面两侧都产生拉伸厚度相同的实体特征，则选择【Mirrored extent】复选框，就能在反方向也拉伸同样的厚度。模型预览如图2.39所示。如果要求在草图截面背侧产生第二个拉伸深度，则选择【More>>】按钮，就可以生成第二拉伸方向，输入拉伸厚度值，产生的实体特征厚度为两个输入数值之和。与【Mirrored extent】复选框不同的是：这里的第二方向的拉伸厚度值可以与第一方向的拉伸厚度值不一样。如果要求产生薄壁零件，则选择【Thick】复选框，在第二方向对话框内输入薄壁厚度值，就生成了薄壁特征，模型预览如图2.40所示。读者可以仔细比较这三种方法的不同。图2.38 设置拉伸参数图2.39 两侧拉伸图2.40 薄壁特征图2.41和图2.42分别是选择【Thick】复选框和不选择【Thick】复选框所生成的不同的模型。图2.41 实体特征 图2.42 薄壳特征2.拉伸成形方式对话框中的【Type】下拉列表框中要选择的拉伸类型中，有五种方式：分别是【Dimension】（尺寸）、【Up to next】（成形到下一面）、【Up to last】（成形到底）、【Up to plane】（成形到某一平面）、【Up to surface】（成形到某一曲面）。如图2.43所示。图2.43 拉伸成形的五种方式拉伸成形的尺寸方式在上面的例子中已经应用到了，以下用余下的四种方式分别举例。【Up to next】：表示从草图平面开始沿拉伸生成的方向到达一个已经存在的平面或实体，并以平面或实体的表面为边界。【Up to last】：表示从草图平面开始沿拉伸生成的方向到达距离草图平面最远的平面或实体表面（适用于两个实体或者平面存在时）。【Up to plane】：表示指定某一已存在的平面或实体表面作为拉伸实体特征生成的终止位置。【Up to surface】：表示指定某一已存在的曲面或实体表面作为拉伸实体特征生成的终止位置。具体操作过程举例如下：在创建实体特征之前，通常先绘制一个草图。拉伸成形就是将一个封闭的草图沿垂直于草图平面的方向给定一个厚度而拉伸成实体，使二维轮廓转变为三维实体特征，是最为广泛使用的一种基础实体特征。这类特征的创建方法简单且易于掌握，同时也是使用其它方法创建实体特征的基础。当我们开始生成一个三维实体特征时，拉伸成形能够带领我们轻松入门。CATIA V5软件中主要的拉伸成形的方法有三种：【Pad】（简单拉伸成形）、【Drafted Filleted Pad】（具有拔模与倒圆角的拉伸成形）和【Multi-Pad】（多功能拉伸成形）。这里只介绍简单拉伸成形。1.拉伸成形实体单击模型树中的xy plane 参考平面，或直接单击绘图窗口中的三个默认基准面中的相应平面，再选择工具条中的【sketch】（草图）图标，系统进入草图绘制模式。点选工具栏中【Hexagon】（正六边形）图标，在窗口中绘制一个正六边形（可以不用先标注尺寸，系统会按默认尺寸驱动六边形），如图2.37所示。图2.37 绘制正六边形单击工具条中的【退出工作台】图标，退出草图绘制模式，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【pad Definition】对话框，提供拉伸成形参数的设定。在【Type】下拉列表框中选择【Dimension】，在【Length】文本框中输入要拉伸的厚度值；在【Selection】文本框中选择刚才绘制的草图（系统往往已经默认了上一步骤产生的草图）；模型预览如图2.38所示。如果要求在草图截面两侧都产生拉伸厚度相同的实体特征，则选择【Mirrored extent】复选框，就能在反方向也拉伸同样的厚度。模型预览如图2.39所示。如果要求在草图截面背侧产生第二个拉伸深度，则选择【More>>】按钮，就可以生成第二拉伸方向，输入拉伸厚度值，产生的实体特征厚度为两个输入数值之和。与【Mirrored extent】复选框不同的是：这里的第二方向的拉伸厚度值可以与第一方向的拉伸厚度值不一样。如果要求产生薄壁零件，则选择【Thick】复选框，在第二方向对话框内输入薄壁厚度值，就生成了薄壁特征，模型预览如图2.40所示。读者可以仔细比较这三种方法的不同。图2.38 设置拉伸参数图2.39 两侧拉伸图2.40 薄壁特征图2.41和图2.42分别是选择【Thick】复选框和不选择【Thick】复选框所生成的不同的模型。图2.41 实体特征 图2.42 薄壳特征2.拉伸成形方式对话框中的【Type】下拉列表框中要选择的拉伸类型中，有五种方式：分别是【Dimension】（尺寸）、【Up to next】（成形到下一面）、【Up to last】（成形到底）、【Up to plane】（成形到某一平面）、【Up to surface】（成形到某一曲面）。如图2.43所示。图2.43 拉伸成形的五种方式拉伸成形的尺寸方式在上面的例子中已经应用到了，以下用余下的四种方式分别举例。【Up to next】：表示从草图平面开始沿拉伸生成的方向到达一个已经存在的平面或实体，并以平面或实体的表面为边界。【Up to last】：表示从草图平面开始沿拉伸生成的方向到达距离草图平面最远的平面或实体表面（适用于两个实体或者平面存在时）。【Up to plane】：表示指定某一已存在的平面或实体表面作为拉伸实体特征生成的终止位置。【Up to surface】：表示指定某一已存在的曲面或实体表面作为拉伸实体特征生成的终止位置。具体操作过程举例如下：a.拉伸成形实体单击模型树中的xy plane 参考平面，再单击工具栏中的【sketch】（草图）图标，进入草图绘制模式。单击工具栏中【Profile】（自由折线）图标，绘制草图，再单击【Spline】（样条曲线）图标，连续单击多个点生成一个样条曲线；再单击工具栏中【Profile】（自由折线）图标，完成草图。如图2.44所示。图>2.44 草图绘制绘制完草图之后，单击工具栏中【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【pad Definition】对话框，提供拉伸成形参数的设定。如图2.45所示。图2.45 【pad Definition】对话框在【Type】下拉列表框中选择【Dimension】，在【Length】文本框中输入尺寸为100 mm ；在【Selection】文本框中选择草图；单击【OK】按钮。生成的模型如图2.46所示。图2.46 实体特征b.以四种方式拉伸成形单击模型树中的zx plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的zx平面。 再单击工具栏中的【sketch】（草图）图标，进入草图绘制模式。单击工具栏中【circle】（圆）图标，在草图模式中绘制出一个圆，注意圆的具体尺寸可不标注，但是要保证圆的直径不能超过实体部分的厚度，否则在下一步的拉伸成形中可能会带来不便。如图2.47所示。图2.47 拉伸特征草图绘制完草图之后，单击工具栏中【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【pad Definition】对话框，提供拉伸成形参数的设定。在【Type】下拉列表框中选择拉伸成形方式。图2.48、图2.49、图2.50和图2.51分别是采用【Up to next】、【Up to last】、【Up to plane】和【Up to surface】的方式拉伸成形。请读者仔细比较四种方式，领会各种方式的区别。图2.48 【up to next】方式图2.49 【up to last】方式图2.50 【up to plane】方式图2.51 【up to surface】方式2.2.2 拉伸切除拉伸切除和拉伸成形一样，也必须要有一个绘制完备的草图。但所不同的是拉伸切除与拉伸成形具有相反的功能，就的是将一个绘制好的草图（可以是不封闭的草图，但是草图开口处一定要伸出所要切除的实体特征之外）沿垂直于草图平面的方向在已存在的实体特征上切除出一个实体特征（空腔）。虽然，拉伸切除使原来特征的实体部分减少了，而且有时候也没有拉伸成形那么直观，但是，如果从设计角度来看，它仍然是实体特征上添加的特征。当从实体上或目录树上删去一个拉伸切除的特征后，切除的材料就会重新还原。系统同样也提供了三种拉伸切除的方法：【Pocket】（简单拉伸切除）、【Drafted Filleted Pocket】（具有拔模与倒圆角的拉伸切除）和【Multi- Pocket】（多功能拉伸切除）。这里只介绍简单的拉伸切除。具体操作过程举例如下：1.改变草图平面为方便与拉伸成形比较，我们继续采用上一节采用的实例。左键在绘图工作区点选已生成的实体模型中的拉伸成形特征Pad.2，或在模型树中点选拉伸成形特征Pad.2 ，右键弹出快捷菜单，选择【删除】命令，删除这个特征。注意在删除对话框中不要选中【Delete exclusive parents（删除父特征）】复选框，如图2.52所示。图2.52 【Delete】对话框删除所选拉伸成形特征之后，原来生成拉伸成形的草图悬空，没有一个固定平面供此草图依附，在拉伸切除中不容易定尺寸。因此，要改变草图的生成平面。当然，如果对尺寸要求不是很严格的话，也可以不改变草图平面，这里为了学习改变草图平面的方法，就介绍一下。选择模型树中的Sketch.2（草图2）特征，右键弹出快捷菜单，如图2.53所示。图2.53 改变草图平面命令选择菜单中的【Sketch.2对象】|【Change Sketch Support】（改变草图平面）命令，弹出【Sketch Positioning】（草图位置）对话框，提供改变草图平面参数的设定。如图2.54所示。图2.54【Sketch Positioning】对话框在【Type】下拉列表框中选择【Sliding】选项，在【Reference】文本框中将zx plane 改变为模型的上表面，即单击零件的表面，单击【OK】按钮。如图2.55所示。图2.55 草图平面改变2.以四种方式拉伸切除在工具栏中点选【Pocket】（拉伸切除）图标，弹出【Pocket Definition】对话框，提供拉伸切除参数的设定。在【Type】下拉列表框中选择拉伸切除方式。图2.56、图2.57、图2.58、图2.59分别是采用【Up to next】（成形到下一面）、【Up to last】（成形到底）、【Up to plane】（成形到某一平面）、【Up to surface】（成形到某一曲面）的方式进行拉伸切除。详细对话框中的参数的选择可以参考拉伸成形参数对话框。读者可以仔细比较这四种拉伸切除的方式的不同，在以后的学习中和练习中是非常有用的。图2.56 【Up to next】方式 图2.57 【Up to last】方式图2.58 【Up to plane】方式 图2.59 【Up to surface】方式2.3 旋转特征拉伸实体特征的特点是该特征在某一尺寸方向上具有相同的剖面形状。在
生活中，我们常常会遇到另一类典型实体特征，这类特征具有回转中心轴线，而且过中心轴线的剖面形状关于轴线严格对称，这类实体特征就是旋转实体特征。旋转实体特征也包括两类特征：一类是增料特征即旋转成形；一类是减料特征即旋转切除。图2.60和图2.61分别是旋转成形与旋转切除的实例，请读者对比它们之间的差异。图2.60 旋转成形 图2.61 旋转切除2.3.1 旋转成形旋转成形就是由草图平面上绘制的截面绕旋转轴线旋转一定角度而形成的实体特征。由旋转成形的定义可知其特点是：必须要有一条旋转中心轴线和必须存在于中心轴线一侧的封闭草图。具体操作过程举例如下：1.绘制草图左键点选模型树中的yz plane 基准平面，点选工具栏中的【sketch】（草图）图标，系统进入草图绘制模式。单击工具栏中【Axis】（轴）图标，先绘制一条轴线，作为成形体的旋转中心轴线，为下一步的旋转成形作为准备，再单击工具栏中【Profile】（自由折线）图标，绘制草图，再倒上圆角。具体尺寸可不标注，只要外形便于观察就可以了。如图2.62所示。图2.62 旋转成形草图绘制完草图之后，单击工具栏中【退出工作台】图标，退出草图模式，2.旋转成形在工具栏中点选【Shaft】（旋转成形）图标，弹出【Shaft Definition】对话框，提供旋转成形参数的设定。如图2.63所示。图2.63 【Shaft Definition】对话框 图2.64旋转成形对话框中的【First angle】（第一角度）和【Second angle】（第二角度）两个文本框是旋转角度的限制设定。两个角度值分别控制旋转成形的两个方向。从中性面开始，【First angle】是逆时针方向旋转的角度；【Second angle】是顺时针方向旋转的角度。图2.64中的第一角度是360度，第二角度是0度；图2.65中的第一角度是180度，第二角度是90度。这样容易看清模型的截面结构和成形特征。请读者仔细比较两个模型的不同点。图2.65 旋转成形不同角度设置的模型上面的对话框中，如果选择【Thick Profile】复选框，则生成薄壁特征，对话框的右侧就会拓展开来，在其中输入厚度值，单击【OK】按钮，生成的模型如图2.66所示。图2.66 旋转成形薄壁特征2.3.2 旋转切除旋转切除与旋转成形具有相反的功能，指的是将草图平面上绘制的截面绕旋转轴线旋转一定角度而切除出的实体特征。具体操作过程举例如下：1.绘制草图我们以上面的例子为例。指不是薄壁的那个模型。单击模型树中的yz plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的yz平面，单击工具栏中的【sketch】（草图）图标，进入草图绘制模式。单击工具栏中【Axis】（轴）图标，先绘制一条轴线，为下一步的旋转切除作为准备，再单击工具栏中 【Profile】（自由折线）图标，绘制草图，再倒上圆角。具体尺寸可不标注，只要外形便于观察就可以了。如图2.67所示。图2.67 旋转切除草图绘制完草图之后，单击工具栏中【退出工作台】图标，退出草图模式，进入零件实体设计模式。2.旋转切除在工具栏中单击【Groove】（旋转切除）图标，弹出【Groove Definition】对话框，提供旋转切除参数的设定。角度设定跟旋转成形的设定相同。设定【First angle】为360度，【Second angle】为0度；如图2.68所示。图2.68 旋转切除图2.69中的第一角度是180度，第二角度是90度。这样可以看清模型的截面结构。一般来说，在旋转切除中不常选择【Thick Profile】复选框，其作用与旋转成形一样，这里就不再演示。请读者仔细比较两个模型的不同点。图2.69 旋转切除角度不同设置的模型2.4 钻孔特征孔是产品设计中使用最多的特征之一，它的形式多样，位置灵活。孔特征还有较高的位置精度要求。因此，在创建孔特征时，既要确定孔的直径、深度和样式（如盲孔、通孔等）等定形条件，也要确定孔在实体特征上的相对位置，主要是其轴线的位置。使用CATIA可以很方便地在实体上打孔，在创建孔的过程中只需合理设置孔的对话框中的基本参数，就可以生成符合设计要求的孔。具体操作过程举例如下：1.拉伸实体单击模型树中的xy plane 参考平面，再单击工具栏中的【sketch】（草图）图标，进入草图绘制模式。单击工具栏中【rectangle】（矩形）图标，在草图模式中绘制出一个矩形，标注尺寸后如图2.70所示。图2.70 拉伸特征草图绘制完草图之后，单击工具栏中【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，在【Type】下拉列表框中选择【Dimension】，指定尺寸为20 mm ；在【Selection】文本框中选择刚才绘制的草图；单击【OK】按钮，生成的模型如图2.71所示。图2.71 拉伸特征2.钻孔选择实体上表面作为钻孔参考平面，单击工具栏中的【Hole】（钻孔）图标，弹出【Hole Definition】对话框，提供钻孔参数的设定。如图2.72所示。图2.72 钻孔对话框NT: 21pt">在对话框中先打开【Extension】选项卡，下拉列表框中的选项是钻孔的深度方式。一共有五种：分别是【Blind】（盲孔深度）、【Up to next】（成形到下一面）、【Up to last】（成形到底）、【Up to plane】（成形到某一平面）、【Up to surface】（成形到某一曲面）。详细使用方式与拉伸特征中的拉伸切除方式一样，前面已经详细介绍过了，此处不再具体介绍，请读者自己多练习以增强掌握程度，
《
CATIA拉伸命令基础与应用》(
https://www.unjs.com)。使用时，每变换一种深度方式，对话框的右端的深度方式图标就会变化一次，图标对应方式如图2.73所示。【Blind】 【Up to next】 【Up to last】 【Up to plane】 【Up to surface】【盲孔深度】【成形到下一面】 【成形到底】【成形到某一平面】【成形到某一曲面】图2.73 钻孔的五种生成方式在下拉列表框中我们选择【Blind】选项，在【Diameter】文本框中输入20 mm ；在【Depth】文本框中输入18 mm ；单击右边的【Positionning Sketch】的图标，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，注意鼠标一定要单击孔的中心，否则标注的尺寸不会正确。如图2.74所示。图2.74 钻孔中心确定单击工具栏中【退出工作台】图标，退出草图模式，返回孔的定义对话框。在对话框的右下侧的【Bottom】下拉列表框中，是表示孔的底部状态，【Flat】代表平底孔，【V-Bottom】代表圆锥孔。如图2.75所示。【Flat】（平底） 【V-Bottom】（V形底）图2.75 孔的底部形式打开【Type】选项卡，下拉列表框中的选项是控制孔的形式，一共有五种:分别为【Simple】（直孔）、【Tapered】（锥孔）、【Counterbored】（沉头孔）、【Countersunk】（锥孔）、【Counterdrilled】（菊花钻孔）。使用时，每变换一种孔的形式，对话框的右端的孔的形式图标就会变化一次，图标对应形式如图2.76所示。【Simple】 【Tapered】 【Counterbored】【Countersunk】【Counterdrilled】【直孔】 【锥孔】 【沉头孔】 【锥孔】 【菊花钻孔】图2.76 孔的形状在下拉列表框中，选择【Counterdrilled】选项，在下边的【Parameters】选项内的【Diameter】文本框中输入30 mm ，在【Depth】文本框中输入5 mm ，在【Angle】文本框中输入90度。如图2.77所示。图2.77菊花钻孔再打开【Thread Definition】选项卡，这个选项卡主要是定义螺纹的。【Threaded】复选框决定是否是螺纹孔。在【Thread Definition】选项卡内有定义螺纹参数的选项，【Type】下拉列表框决定螺纹的标准；【Thread Diameter】文本框中可以输入螺纹的直径；【Hole Diameter】文本框中可以输入孔的直径；【Thread Depth】文本框中可以输入螺纹的深度；【Hole Depth】文本框中可以输入孔的深度；【Pitch】文本框中可以输入螺纹的螺距。【Right-Threaded】单选框和【Left-Threaded】单选框分别决定螺纹的右旋和左旋。本例中，不钻螺纹孔，所以取消【Threaded】复选框，至此，孔的定义已经完成。单击【OK】按钮，生成的孔如图2.78所示。图2.78 孔特征2.5 轴类的创建本节是轴类零件的三维模型设计过程，详细讲述了本章前面所列零件基本特征的创建方法。2.5.1 直轴1.进入软件，绘制草图在桌面双击图标，或者从【开始】|【程序】中单击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。左键点选模型树中的xy plane 基准平面，再点选工具栏中的【sketch】（草图）图标，系统进入草图绘制模式。单击工具栏中【circle】（圆）图标，在草图模式中绘制一个圆，圆心为系统默认中心。在工具栏中单击【constraint】（尺寸约束）图标，然后左键点选圆，标注出圆的直径。双击标注的直径尺寸，在弹出的【constraint Definition】对话框中将圆的直径修改为15mm，单击【确定】按钮，系统自动再生。如图2.79所示。图2.79 轴草图绘制绘制完草图之后，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【pad Definition】对话框，提供拉伸成形参数的设定。如图2.80所示。图2.80 轴的参数设置在【Type】下拉列表框中选择【Dimension】；指定为54 mm ；在【Selection】文本框中选择圆形草图；若要将草图沿着两侧拉伸成形的话，则选择对话框中右下角的【more】】】按钮，并指定另一个方向的拉伸长度。单击【OK】按钮。生成的模型如图2.81所示。图2.81 轴特征3.拉伸成形轴端左键选择直轴一端的平面作为草图参考平面，再单击工具栏中的【sketch】（草图）图标，进入草图绘制模式。单击工具栏中【circle】（圆）图标，在草图模式中画出一个圆，标注尺寸后如图2.82所示。图2.82 阶梯轴草图绘制完草图之后，单击工具栏中【退出工作台】图标，进入零件实体设计模式。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【pad Definition】对话框，提供拉伸成形参数的设定。如图2.83所示。图2.83 阶梯轴参数设置在【Type】下拉列表框中选择【Dimension】，指定为26mm；在【Selection】文本框中选择圆形草图；若要将草图沿着两侧拉伸成形的话，则选择对话框中右下角的【more】】】按钮，并指定另一个方向的拉伸长度。单击【OK】按钮。生成的模型如图2.84所示。3.旋转切除退刀槽左键选择zx平面作为草图参考平面，再单击工具栏中的【sketch】（草图）图标，进入草图绘制模式。单击工具栏中【Axis】（轴）图标，先绘制一条过圆点的垂直轴线，为下一步的旋转切除作为准备。选择轴的细端与粗端相连接的边线，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。再单击工具栏中【Profile】（自由折线）图标，绘制草图，倒上圆角，再利用剪切功能将多余的部分剪切掉，标注尺寸后如图2.85所示。图2.85 退刀槽草图绘制完草图之后，单击工具栏中【退出工作台】图标，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【Groove Definition】（旋转切除定义）对话框，提供旋转切除参数的设定。如图2.86所示。图2.86 退刀槽参数设置在对话框中【First angle 】文本框中输入360度，在【Second angle 】文本框中输入0度（通常默认状态也是这样），在【Selection】文本框中选择刚才绘制的草图；在【Axis Selection 】文本框中会自动选择草图中的轴。单击【OK】按钮。生成的模型如图2.87所示。图2.87 退刀槽4.两端倒角在工具栏中单击【Chamfer】（倒角）图标，弹出【Chamfer Definition】（倒角定义）对话框。如图2.88所示。图2.88 倒角设置在【Mode】下拉列表框中选择【Length1/Angle】；在【Length1】文本框中输入1mm ，在【Angle】文本框中输入45度；在【Object（s）to Chamfer 】文本框中分别选择模型的两个端面。单击【OK】按钮。生成的模型如图2.89所示。保存为 zhi zhou 。图2.89 倒角特征2.5.2 曲轴1.进入软件，绘制草图在桌面双击图标，或者从【开始】|【程序】中单击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。单击模型树中的xy plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的xy平面。再单击工具栏中的【sketch】（草图）图标，即进入草图绘制模式。单击工具栏中【Axis】（轴）图标，先绘制一条轴线，为下一步的旋转成形作为准备，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2.90所示。图2.90 轴草图双击【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2.91所示。图2.91轴草图尺寸绘制完草图之后，单击工具栏中【退出工作台】图标，进入零件实体设计模式。ang=EN-US>2.旋转成形进入零件实体设计模式之后，在工具栏中单击【Shaft】（旋转成形）图标，弹出【Shaft Definition】对话框，提供旋转成形参数的设定。如图2.92所示。图2.92 轴生成设置在【First angle】文本框中输入360度，在【Second angle】文本框中输入0度（通常默认状态也是这样），在【Selection】文本框中选择刚才绘制的草图（系统往往已经默认选取了上一步绘制的草图）；在【Axis】文本框中系统也已经以上一步的草图中的轴线为旋转轴线。单击【OK】按钮。生成的模型如图2.93所示。图2.93 阶梯轴3.拉伸成形曲拐部分选择如图2.95所示的大端面作为草图平面，单击工具栏中的【sketch】（草图）图标，进入草图绘制模式。利用绘制中心轴线功能和绘制圆功能，绘制出中心线和两个圆，并标注尺寸，修改尺寸后的草图如图2.94所示。图2.94 曲拐草图双击（可以连续使用同一功能）工具栏中【Line】（直线）图标，分别在中心线的两侧绘制两条与V轴平行的直线。然后在工具栏中单击【选择】图标，选择直径为30的小圆，按住Ctrl键选取其中一条直线（注意：选取圆的时候应该用鼠标点选与所选直线在同一侧的半圆弧，否则会将直线与圆相切的方向弄反了）。单击工具栏中【Constraints Defined in Dialog Box】（约束定义）图标，弹出【Constraint Definition】（约束定义）的对话框。如图2.95所示。图2.95所示的对话框中显示了绘图约束条件的多项功能，可以对点、直线、曲线以及现有特征边界作规划约束并标出限制条件，为快速绘图提供了保证。其中【Length】（长度）、【Radius/Diameter】（半径或直径相等）、【Symmetry】（对称）、【Coincidence】（共线、共点）、【Concentricity】（共同圆心）、【Tangency】（相切）和【Parallelism】（平行）是最常用的。不管对哪种图形进行约束，图中定义约束的方法都基本相同，即选择要添加约束的图形（根据功能不同可利用Ctrl键增选图形），再选择相应功能的一项就可完成。本例就是要求一条直线和圆相切。图2.95约束对话框选择【Tangency】（相切）和【Vertical】（垂直）两个选项，单击【确定】按钮。这就将这一条直线与圆约束成相切了。同理，再定义另一侧的直线和直径为30的圆的另一侧的相切。如图2.96所示。图2.96 曲拐草图双击工具栏中的【Quick Trim】（快速剪切）图标，鼠标单击要剪除的线段，将草图剪切，并修改尺寸。如图2.97所示。图2.97 草图编辑单击工具栏中【退出工作台】图标，退出草图模式。在工具栏中单击【pad】（拉伸成形）图标，弹出【pad Definition】对话框，提供拉伸成形参数的设定。在【Type 】下拉列表框中选择【Dimension】，指定尺寸为7mm；在【Selection】文本框中选择刚才绘制的草图2；预览草图拉伸成形的方向，如果有必要的话，则应点选【Reverse Direction】按钮，将拉伸方向反向，如图2.98所示。图2.98 拉伸特征设置单击【OK】按钮。生成的曲拐模型如图2.99所示。图2.99 曲拐特征4.旋转成形另一轴端选择zx平面作为草图基准面，单击工具栏中的【sketch】（草图）图标，进入草图绘制模式。单击工具栏中【Axis】（轴）图标，先绘制一条通过中心的水平轴线，为以后的旋转成形作为准备。再单击工具栏中【Profile】（自由折线）图标，在轴的一端绘制自由折线。双击草图的终点即结束自由折线。绘制的草图如图2.100所示。按住Ctrl键，分别选取草图中最左端的直线和曲拐最右端的边线，如图2.101所示。Indent style="TEXT-INDENT: 0cm; TEXT-ALIGN: center" align=center>图2.100 阶梯轴草图 图2.101 增加约束单击工具栏中【Constraints Defined in Dialog Box】（约束定义）图标，弹出【Constraint Definition】的参数框。选择【Coincidence】（重合）和【Vertical】（垂直）两个选项，约束这两条直线重合，单击【确定】按钮。如图2.102所示。图2.102 约束选择双击【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2.103所示。图2.103 标注尺寸单击工具栏中【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【Shaft】图标，弹出【Shaft Definition】对话框，提供旋转成形参数的设定。在【First angle 】文本框中输入360度，在【Second angle 】文本框中输入0度（通常默认状态也是这样），在【Selection】文本框中选择刚才绘制的草图；则下面的轴线会自动选择草图中的轴线。单击【OK】按钮。生成的模型如图2.104所示。图2.104阶梯轴特征 图2.105 选择端面5.轴端加中心孔单击直径为11mm的轴的端面，作为钻孔的实体面，如图2.105所示。单击工具栏中的【Hole】（钻孔）图标，弹出【Hole Definition】（钻孔定义）对话框，提供钻孔参数的设定。如图2.106所示。图2.106 孔特征参数设置先单击【Extension】选项卡，在下拉列表框中选择【Blind】（盲孔）类型；在【Diameter】文本框中输入2.5mm ；在【Depth 】文本框中输入5mm；在【Angle】文本框中输入60度。由于该端面是圆形，因此系统会默认孔的圆心在轴端面圆的中心，所以就不必要定义【Positionning Sketch】选项了，在以后的例题中再详细介绍这个内容。在右边【Bottom】下拉列表框中选择【V-Bottom】（v型底），在【Angle】文本框中输入120度。再点选【Type】选项卡，在下拉列表框中选择【Countersunk】类型；在【Mode】下拉列表框中选择【Depth & Angle】；在【Depth】文本框中输入2.42mm；在【Angle】文本框中输入60度，如图2.107所示。图2.107增加孔特征参数再单击一下【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。预览钻孔如图2.108所示。单击【OK】按钮。生成的中心孔如图2.109所示。图2.108 孔特征的预览 图2.109 孔特征同理，在轴的另一端也绘制直径为2.5的中心孔，如图2.110所示。图2.110 另一端孔特征6.拉伸切除键槽由于拉伸切除键槽是从轴的表面切入，而轴的表面又是圆形，无法在这样的面上建立草图。因此，我们先从要切除键槽的那一侧的轴的表面创建一个平面。单击工具栏中的【Plane】（平面）图标=EN-US>，弹出【Plane Definition】（平面定义）对话框，提供创建平面的参数的设定。在【Plane type】下拉列表框中选择【Offset from plane】（偏移平面）；在【Reference】文本框中选择 xy plane（从窗口的目录树上或工作台中选择，也可以在单击创建平面图标之前先选择该平面）；在【Offset】文本框中输入8 mm ；如果有必要，可以选择【Reverse Direction】（反向）按钮；预览生成的平面，如图2.111所示。图2.111 创建平面单击创建的新平面，再单击工具栏中的【sketch】（草图）图标，进入草图绘制模式。单击工具栏中【Axis】（轴）图标，先绘制一条通过中心的水平轴线；双击工具栏中的【Circle】（圆）图标，绘制两个圆。双击【constraint】（尺寸限制）图标，标注出两个圆的直径和两圆的中心距以及到一端面的距离，修改尺寸后如图2.112所示。图2.112 绘制两个圆双击【Bi-Tangent Line】（切线）图标，分别单击两个圆的上侧面和下侧面，生成上下两条平行的切线。双击工具栏中的【Quick Trim】（快速剪切）图标，鼠标单击要剪除的线段，将草图剪切成如图2.113所示的草图。图2.113 创建相切线单击工具栏中【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【Pocket Definition】对话框，提供拉伸切除参数的设定。如图2.114所示。在【Type】下拉列表框中选择【Dimension】，指定尺寸为3.2mm ，在【Selection】文本框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）按钮；单击【OK】按钮。生成的模型如图2.115所示。图2.114 拉伸切除 图2.115 键槽特征7.倒角在工具栏中单击【Chamfer】（倒角）图标，弹出【Chamfer Definition】（倒角定义）对话框，提供倒角参数的设定。在【Mode】下拉列表框中选择【Length1/Angle】；在【Length 1】文本框中输入2mm ，在【Angle】文本框中输入45度；在【Object（s）to Chamfer】文本框中分别选择轴端的边线。如图2.116所示。图2.116 倒角特征参数设置单击【OK】按钮。生成的模型如图2.117所示。图2.117 倒角特征同理，将轴的另一端到成1×45的倒角。至此，曲轴已全部完成。保存为qu zhou 。隐藏所有参考面后的模型如图2.118所示。图2.118 完整的曲轴