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第1章 概述1

1.1 CATIA V5R21概述1

1.1.1 CATIA的应用领域1

1.1.2 CATIA的功能3

1.1.3 CATIA V5R21的新增功能5

1.2 CATIA V5R21的安装6

1.2.1 软件安装要求6

1.2.2 安装步骤7

1.3 CATIA V5R21操作基础13

1.3.1 操作界面13

1.3.2 语言环境的转换15

1.3.3 鼠标和罗盘的使用方法16

1.3.4 自定义工具栏和工作台18

1.4 小结23

第2章 草图设计24

2.1 草图设计概述24

2.1.1 进入草图工作台24

2.1.2 草图界面25

2.1.3 创建定位草图28

2.1.4 退出草图工作台29

2.2 草图环境中的选项设置29

2.3 草图轮廓32

2.3.1 轮廓32

2.3.2 预定义的轮廓线33

2.3.3 圆37

2.3.4 样条线41

2.3.5 椭圆43

2.3.6 线43

2.3.7 轴46

2.3.8 创建点46

2.4 草图操作48

2.4.1 圆角48

2.4.2 倒角49

2.4.3 修剪49

2.4.4 变换51

2.4.5 三维几何投影54

2.5 草图约束56

2.5.1 尺寸约束56

2.5.2 几何约束56

2.6 草图工具60

2.6.1 草图分析60

2.6.2 草图求解状态61

2.7 应用实例——法兰草图61

2.8 小结63

第3章 实体设计64

3.1 实体设计概述64

3.1.1 进入零件设计工作台64

3.1.2 特征树65

3.1.3 零件设计中的工具栏65

3.2 基于草图的特征67

3.2.1 凸台67

3.2.2 凹槽72

3.2.3 旋转体74

3.2.4 旋转槽75

3.2.5 孔75

3.2.6 肋78

3.2.7 开槽79

3.2.8 加强肋79

3.2.9 实体混合81

3.2.10 多截面实体81

3.2.11 已移除多截面凹槽84

3.3 修饰特征84

3.3.1 倒圆角85

3.3.2 倒角88

3.3.3 拔模89

3.3.4 抽壳93

3.3.5 厚度94

3.3.6 螺纹94

3.3.7 移除面95

3.3.8 替换面95

3.4 基于曲面的特征96

3.4.1 分割96

3.4.2 厚曲面97

3.4.3 封闭曲面97

3.4.4 缝合曲面98

3.5 变换特征98

3.5.1 平移98

3.5.2 旋转99

3.5.3 对称100

3.5.4 镜像100

3.5.5 矩形阵列100

3.5.6 圆形阵列101

3.5.7 缩放102

3.6 布尔操作102

3.6.1 装配103

3.6.2 添加103

3.6.3 移除104

3.6.4 相交104

3.6.5 联合修剪104

3.6.6 移除块105

3.7 三维建模参考元素105

3.7.1 点105

3.7.2 直线109

3.7.3 平面112

3.8 应用实例——安装盘实体设计116

3.9 小结119

第4章 创成式外形设计120

4.1 创成式外形设计模块介绍120

4.1.1 进入创成式外形设计工作台120

4.1.2 创成式外形设计工具栏介绍121

4.2 创建线框122

4.2.1 创建点122

4.2.2 创建直线124

4.2.3 投影-混合曲线125

4.2.4 相交曲线127

4.2.5 偏移曲线128

4.2.6 二次曲线129

4.2.7 创建曲线136

4.3 创建曲面138

4.3.1 创建拉伸曲面139

4.3.2 创建偏移曲面141

4.3.3 创建扫掠曲面142

4.3.4 创建填充曲面155

4.3.5 创建多截面曲面155

4.3.6 创建桥接曲面156

4.3.7 创建高级曲面157

4.4 编辑曲面158

4.4.1 合并曲面158

4.4.2 曲面的分割与修剪161

4.4.3 提取曲面162

4.4.4 曲面圆角165

4.4.5 曲面转换167

4.4.6 外部延伸170

4.4.7 创建复制对象171

4.5 曲面展开172

4.5.1 展开曲面173

4.5.2 转移173

4.5.3 展开174

4.6 创建BiW模板175

4.6.1 交接曲面175

4.6.2 拔模凹面175

4.6.3 孔特征176

4.6.4 对应轮缘177

4.6.5 滴面177

4.7 体积178

4.7.1 厚曲面178

4.7.2 封闭曲面178

4.8 应用实例——水壶外形设计178

4.9 小结185

第5章 自由曲面设计186

5.1 自由曲面设计模块介绍186

5.1.1 进入自由曲面设计工作台186

5.1.2 自由曲面设计工作台工具栏介绍187

5.2 创建自由曲线189

5.2.1 创建空间曲线（3D Curve）189

5.2.2 创建曲面上的曲线190

5.2.3 创建等参数曲线191

5.2.4 创建投影曲线191

5.2.5 创建桥接曲线191

5.2.6 创建圆角曲线192

5.2.7 创建匹配曲线192

5.3 创建自由曲面193

5.3.1 创建平面缀面193

5.3.2 创建拉伸曲面195

5.3.3 创建旋转曲面195

5.3.4 创建偏移曲面195

5.3.5 创建外延曲面196

5.3.6 创建桥接曲面197

5.3.7 创建样式圆角曲面197

5.3.8 创建填充曲面198

5.3.9 创建网格曲面199

5.3.10 创建扫掠曲面199

5.4 编辑自由曲面200

5.4.1 镜像编辑200

5.4.2 用控制点编辑曲线或曲面201

5.4.3 匹配曲面202

5.4.4 创建填充曲面203

5.4.5 全局变形203

5.4.6 延伸曲面或曲线204

5.5 几何操作204

5.5.1 剪切曲面或曲线205

5.5.2 恢复剪切曲面或曲线205

5.5.3 连接曲线或曲面206

5.5.4 拆散曲面或曲线206

5.5.5 分解曲面或曲线207

5.5.6 类型转换207

5.5.7 复制几何参数207

5.6 形状分析208

5.6.1 连接性分析208

5.6.2 距离分析209

5.6.3 曲线曲率分析209

5.6.4 曲面断面分析210

5.6.5 曲面反射线分析211

5.6.6 曲面衍射线分析211

5.6.7 亮度显示线分析212

5.6.8 拔模分析212

5.6.9 影像映射分析213

5.6.10 光源管理215

5.7 应用实例——绘制灯罩曲面215

5.8 小结221

第6章 机械零件设计222

6.1 标准件设计222

6.1.1 螺栓、螺母设计222

6.1.2 齿轮设计229

6.1.3 轴承设计239

6.1.4 销、键连接设计245

6.1.5 弹簧设计251

6.2 机械4大类零件设计253

6.2.1 轴类零件设计254

6.2.2 盘盖类零件256

6.2.3 箱体类零件260

6.2.4 支架类零件267

6.3 凸轮及凸轮结构设计274

6.3.1 盘形凸轮274

6.3.2 圆柱凸轮276

6.3.3 端面凸轮278

6.4 应用实例——连杆结构设计283

6.5 小结287

第7章 零件装配设计288

7.1 装配设计模块的简介288

7.1.1 进入装配设计工作台288

7.1.2 装配设计工具栏介绍289

7.2 装配零部件管理291

7.2.1 创建新产品292

7.2.2 创建新部件292

7.2.3 插入新零件292

7.2.4 加载已经存在的零部件293

7.2.5 替换部件293

7.2.6 结构树排序294

7.2.7 零部件编号294

7.2.8 复制零部件295

7.3 装配约束296

7.3.1 创建约束方式296

7.3.2 相合约束297

7.3.3 接触约束298

7.3.4 偏移约束298

7.3.5 角度约束299

7.3.6 固定约束299

7.3.7 固联约束300

7.3.8 快速约束300

7.3.9 更改约束300

7.3.10 阵列约束301

7.4 装配特征302

7.4.1 分割302

7.4.2 对称304

7.5 移动部件305

7.5.1 移动零部件305

7.5.2 快速移动零部件305

7.5.3 生成装配爆炸图306

7.5.4 碰撞停止306

7.6 应用实例——机械手装配307

7.7 小结311

第8章 工程图设计312

8.1 工程制图模块介绍312

8.1.1 进入工程制图工作台312

8.1.2 工具栏介绍314

8.2 工程图图框和标题栏设计316

8.2.1 创建图框和标题栏316

8.2.2 引入已有图框和标题栏317

8.3 创建视图317

8.3.1 创建投影视图317

8.3.2 创建截面视图321

8.3.3 创建局部放大视图323

8.3.4 创建裁剪视图324

8.3.5 创建断开视图325

8.4 绘图326

8.4.1 生成新图纸326

8.4.2 创建新视图327

8.4.3 二维元素示例327

8.5 标注尺寸327

8.5.1 标注尺寸327

8.5.2 修改标注尺寸331

8.5.3 标注公差333

8.5.4 尺寸属性334

8.6 自动生成尺寸和序号337

8.6.1 自动标注尺寸337

8.6.2 逐步标注尺寸338

8.6.3 在装配图中自动标注零件编号338

8.7 注释功能339

8.7.1 标注文本339

8.7.2 标注粗糙度和焊接符号340

8.7.3 创建表342

8.8 生成修饰特征342

8.8.1 生成中心线342

8.8.2 创建填充剖面线345

8.8.3 标注箭头346

8.9 在装配图中生成零件表（BOM）功能346

8.10 应用实例——生成轴承座工程图347

8.11 小结351

第9章 CATIA产品设计案例352

9.1 玩具造型设计352

9.1.1 杯子设计352

9.1.2 手枪设计360

9.1.3 圣诞帽设计367

9.2 日用品造型设计376

9.2.1 台灯设计376

9.2.2 雨伞设计384

9.2.3 电饭煲设计391

9.3 小结402