第1章 CATIA应用入门
知识要点
随着科学技术的不断发展和进步，生产自动化的观念逐渐深入人心，而且许多新的设计理念和设计方式也正迎头赶上。设计师从手工绘图时代迈入了以计算机辅助设计的时代，也就是人们常说的CAD时代。在当今高、精、尖的技术领域中，越来越需要一些功能强大的三维设计软件进行辅助设计。
CATIA软件是一个集成化的CAD/CAM/CAE系统软件，它为工程设计人员提供了非常强大的应用工具，而这些工具能对产品进行设计、工程分析、绘制工程图以及数控编程加工等操作。随着版本的不断更新和功能的不断扩充，CATIA扩展了软件的应用范围，面向专业化和智能化发展。本书作为CATIA软件最新版本的基础篇，将会全方位地向读者介绍CATIA软件的新增功能和基础功能。
CATIA模块简介
CATIA V5R17安装 CATIA应用初探 视图的应用及技巧 指南针的操作 将理念变为现实 学习回顾 练习题
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CATIA V5R17产品模具设计入门一点通
1.1 CATIA模块简介
CATIA软件具有多个功能强大的应用模块，每个模块都具有独立的功能，且模块与模块之间相互关联，因此用户可以根据工作需要，在模块之间进行切换。
1.1.1 草图模块
草图是三维软件的基础，任何产品的设计都离不开草图。在进行三维产品设计的过程中，一般先设计二维草图或曲线轮廓，然后通过三维建模的成形特征功能创建三维产品。例如要设计一个口杯，应该先在草图模块中设计口杯的外形轮廓，然后再使用旋转功能创建三维物体。如果需要对零件模块或其他模块中产品的草图进行编辑，则可以在特征树中直接双击特征的草图轮廓线，系统将自动切换到二维草图的操作平台。
1.1.2 零件模块
零件模块是创建三维模型或对三维模型进行编辑的工作平台，包括成形特征、特征操作和变换特征等功能，每个功能处理不同的设计步骤，而且每个功能之间存在着相互关联性，方便用户修改零件模型，减少重复操作，保证了产品设计的一致性和时效性。
1.1.3 曲面模块
曲面模块包括线框设计和曲面设计两大部分，通过线框设计可以创建空间点、直线和曲线，从而为曲面创建作准备，而且一般较复杂的曲面都首先需要进行线框设计，然后进行曲面创建。
CATIA软件中曲面功能非常强大，在进行复杂产品设计时，往往要进入曲面设计模块，创建模型的基本特征面，接着再切换到零件模块，通过加厚曲面或封闭曲面等功能使曲面生成实体，然后再进一步对模型进行编辑。
1.1.4 装配模块
装配模块功能主要用于将多个零件按实际的生产流程组装成一个部件或完整的产品模型。在现代设计中，装配已经不局限于将零件在物理层次上进行结合，CATIA软件衍生了很多实用的功能，如运动分析、干涉检查、自动生成BOM表、截面分析和自动生成爆炸视图等，使设计师建立并管理基于3D零件装配件。装配件可以由多个主动或被动模型中的零件组成。零件间的接触自动地对连接进行定义，以便于对运动机构产品进行早期分析。
1.1.5 工程图模块
工程图模块是CATIA机械设计的重要组成部分之一，用于指导实际生产的三视图图样。工程图的制作是将零件或装配模型归档的过程，其正确与否将直接影响到生产部门的实际生产制造。
CATIA软件提供的制图模板并不是单纯的二维空间制图，它与三维模型有着密切的相关
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性，当用户修改模型特征后，系统会自动更新制图模板中的视图特征，从而满足不断变化的工作流程需求，方便快捷地绘制出合理的工程图图样。
1.2 CATIA V5R17安装
CATIA V5R17共有4张安装光盘，其安装比较简单，只要根据安装提示一步步地操作，就可以完成安装。下面开始介绍CATIA V5R17的安装方法。
（1）将CD1安装光盘放入光驱，等待一段时间后，系统会自动运行并进入安装欢迎界面，如图1-1所示。
图 1-1 安装欢迎界面
（2）单击按钮进入许可证界面，如图1-2所示。
图 1-2 许可证界面
（3）单击按钮进入选择目标位置界面，如图1-3所示。
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图 1-3 选择目标位置界面1
（4）在目标文件夹文本框中更改软件的安装位置，如图1-4所示。
图 1-4 选择目标位置界面2
在选择目标位置界面中单击
按钮，也可以更改软件的安装位置，如图1-5所示。
图 1-5 设置目标文件夹
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（5）单击按钮弹出【确认目录创建】对话框，如图1-6所示。
图 1-6 创建目录
（6）单击按钮进入选择环境位置界面，如图1-7所示。
图 1-7 选择环境位置界面
（7）单击按钮进入安装类型界面，如图1-8所示。
图 1-8 安装类型界面
（8）单击按钮进入选择Orbix配置界面，如图1-9所示。
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图 1-9 选择Orbix配置界面
（9）单击按钮进入服务器超时配置界面，如图1-10所示。
图 1-10 服务器超时配置界面
（10）单击按钮进入电子仓库客户机配置界面，如图1-11所示。
图 1-11 电子仓库客户机配置界面
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（11）单击按钮进入选择通信端口界面，如图1-12所示。
图 1-12 选择通信端口界面
（12）单击按钮进入定制快捷方式创建界面，如图1-13所示。
图 1-13 定制快捷方式创建界面
（13）单击按钮进入选择文档界面，如图1-14所示。
图 1-14 选择文档界面
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（14）单击按钮进入开始复制文件界面，如图1-15所示。
图 1-15 开始复制文件界面
（15）单击如图1-17所示。
按钮进入安装程序界面1，如图1-16所示。接着出现安装程序界面2，
图 1-16 安装程序界面1
图 1-17 安装程序界面2
（16）当程序安装到一定进度后，弹出【插入下一张CD-ROM】对话框，如图1-18所示。
图 1-18 【插入下一张 CD-ROM】对话框
（17）取出CD1并插入CD2，然后单击所示。
按钮，系统继续安装程序，如图1-19
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图 1-19 安装程序界面3
（18）程序安装完成，如图1-20所示。
图 1-20 程序安装完成
（19）取消选中【我希望现在启动CATIA P3 V5R17】复选框，然后单击
按钮。
到这里CATIA P3 V5R17还没有全部安装完，还需要分别插入CD3和CD4安装Service Pack。
（20）取出CD2并插入CD3，进入Service Pack安装界面，如图1-21所示。
图 1-21 Service Pack安装界面
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（21）单击按钮，弹出【正在运行进程】对话框，如图1-22所示。
图 1-22 【正在运行进程】对话框
（22）单击按钮进入Service Pack安装方式界面，如图1-23所示。
图 1-23 Service Pack安装方式界面
（23）单击按钮进入复制Service Pack文件界面，如图1-24所示。
图 1-24 复制Service Pack文件界面
（24）单击按钮进入Service Pack安装界面，如图1-25所示。
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图 1-25 Service Pack安装界面
（25）当安装到一定的进度后，弹出提示对话框，如图1-26所示。
图 1-26 提示对话框
（26）取出CD3并插入CD4，然后单击如图1-27所示。
按钮，系统继续进行Service Pack安装，
图 1-27 插入CD4
（27）Service Pack安装完成，如图1-28所示。
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图 1-28 Service Pack安装完成
（28）单击按钮，完成CATIA V5R17的全部安装。
1.3 CATIA应用初探
介绍了CATIA各模块的应用及安装后，下面将简要介绍操作界面的应用、文件的打开与保存以及鼠标按键的妙用。
1.3.1 操作界面简介
安装CATIA V5 R17软件后，在Windows系统平台的桌面上双击CATIA快捷方式图标或依次选择【开始】/所有程序/CATIA P3/CATIA P3 V5R17命令，进入CATIA基础界面，如图1-29所示。
指南针 【标准】工具栏 提示栏 【视图】工具栏
图 1-29 CATIA基础界面
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【标准】工具栏：主要应用于文件的创建、打开和保存等。
【视图】工具栏：主要应用于调整模型的位置，包括放大、缩小、移动和视图等。 指南针：指南针位于窗口的右上角，代表着模型的三维坐标系。
提示栏：提示用户下一步的操作，用户在操作过程中应经常注意提示栏中的提示。
1.3.2 保存和打开文件
在模型设计、开发过程中，经常应用到软件的打开或保存等功能，通过这些功能可以方便、快捷地打开原有的文件或及时保存修改好的文件。
1．保存文件
保存文件就是将已完成或尚未完成的文件保存在系统的某个位置。在进行产品设计或编程加工操作的过程中，必须养成经常保存文件的习惯，预防突发事情的发生，以免文件的丢失。CATIA软件常用的保存文件方式有3种。
（1）在【标准】工具栏中单击【保存】按钮。
（2）在菜单栏中选择【文件】/【保存】选项，或选择【文件】/【另存为】选项。 （3）按Ctrl+S组合键保存。
输入的文件名不能包含文字，否则保存文件失败。
2．打开文件
打开文件就是将保存在系统中的档案文件打开，包括已完成或尚未完成的档案文件。CATIA软件常用的打开文件方式有3种。
（1）在【标准】工具栏中单击【打开】按钮。 （2）在菜单栏中依次选择【文件】/【打开】选项。 （3）按Ctrl+O组合键打开。
1.3.3 鼠标按键的妙用
虽然CATIA软件提供了全按钮化的操作方式，但要熟练高效地使用一个绘图软件，快捷键的使用还是非常必要的。表1-1列出了CATIA软件默认的快捷键。
表1-1 CATIA默认的快捷键
快捷键 F3 说 明 隐藏/显示特征树 快捷键 Ctrl+Z Ctrl+N Ctrl+S Ctrl+O 说 明 撤销上一步操作 新建文件 保存文件 打开文件 快捷键 Shift Ctrl Shift+F2 Ctrl+G 说 明 按住Shift键可在特征树中选择多个特征 按住Ctrl键可以选择多个特征或图素 规格概述 选择集 鼠标左键 按住鼠标左键可移动视图 Ctrl+鼠标 先按住Ctrl键，然后按住鼠中键 中键
标中键可放大或缩小视图 Ctrl键可旋转视图 Ctrl+鼠标 先按住鼠标中键，然后按住·14· Ctrl+Tab 快速切换窗口 CATIA V5R17产品模具设计入门一点通
【属性】对话框 Ctrl+F Alt+Enter 打开搜索 1.4 视图的应用及技巧
在设计过程中，需要经常改变视角来观察模型，调整模型以线框或着色图来显示。有时也需要多幅视图结合起来分析，因此观察模型不仅与视图有关，也和模型的位置、大小相关联。观察模型常用的方法有放大、缩小、旋转和平移等。
1．观察模型的方法
在设计中常常需要通过观察模型来粗略检查模型设计是否合理，CATIA软件提供的视图功能可以让设计者方便、快捷地观察模型。【视图】工具栏如图1-30所示。
适合全部 旋转 缩小 创建多视图
着色
交换可见空间 隐藏/显示
飞行 平移 放大 法线视图
等轴视图
图 1-30 【视图】工具栏
【飞行】：以“飞行”的形式对选定的特征进行放大。 【适合全部】：将可见图素全部显示在绘图区内。
【平移】：按住鼠标左键并在绘图区中移动即可实现平移功能。 【旋转】：按住鼠标左键并在绘图区中移动即可实现旋转功能。 【放大】：单击【放大】按钮即可放大图形。 【缩小】：单击【缩小】按钮即可缩小图形。 【法线视图】：以垂直的角度观察选定的面。
【创建多视图】：显示模型的三视图和轴测图，如图1-31所示。
图 1-31 创建多视图
【隐藏/显示】
：切换选定的图素为隐藏或显示。
2．模型的查看方向
将【快速查看】工具栏从【视图】工具栏中拖出来，如图1-32所示。
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正视图 左视图 顶视图
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已命名的视图
等轴视图 后视图 右视图 底视图
图 1-32 【快速查看】工具栏
表1-2列出了视图显示的使用方法及说明。
表1-2 视图显示的使用方法及说明
视 图 说 明 图 解 等轴视图 将模型以等轴视图来显示 正视图 将模型以正视图来显示 后视图 将模型以后视图来显示 左视图 将模型以左视图来显示 右视图 将模型以右视图来显示 顶视图 将模型以顶视图来显示 底视图 将模型以底视图来显示 已命名的视图 将模型摆放一定的角度和位置并输入新的视图名称
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3．模型的显示方式
将【视图方式】工具栏从【视图】工具栏中拖出来，如图1-33所示。
带边和隐
带边着色 藏边着色
带材料着色
定制视图参数 线框
色但着色 带边着不使边平滑
图 1-33 【视图方式】工具栏
表1-3列出了视图着色的使用说明和图解。
表1-3 视图着色的使用说明和图解
显 示 类 型 说 明 图 解 着色 对模型着色但不产生边线 带边着色 对模型着色并且产生边线 带边着色但不使边平滑 对模型着色并且产生边线，但边线不平滑，只产生部分的边线 带边和隐藏边着色 对模型着色并且显示模型所有的边线 带材料着色 只显示模型的材料颜色
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·17· 续表 显 示 类 型 说 明 不对模型着色，只显示模型的所有线框 图 解 线框 不对模型着色，只显示模型中看得见的线框 定制视图参数 1.5 指南针的操作
在CATIA V5工作界面的右上角有一个指南针，它代表着模型的三维坐标系。指南针会随
着模型的旋转而旋转，有助于用户建立模型的空间位置概念。
指南针的操作分为5种，分别是线平移、面平移、自由旋转、旋转和物体的移动，表1-4列出了指南针操作的说明及图解。
表1-4 指南针操作的说明及图解
操 作 类 型 线平移 说 明 选择指南针上任意一条直线，然后按住鼠标左键并移动鼠标，则窗口中的视图将沿着直线的方向平移 选择指南针上任意一个平面，然后按住鼠标面平移 左键并移动鼠标，则窗口中的视图将在选定的平面上移动 选择指南针Z轴上的圆头，然后按住鼠标左自由旋转 键并移动鼠标，则指南针和窗口中的视图一起旋转 选择指南针中XY平面上的圆弧线，然后按旋转 住鼠标左键并移动鼠标，则指南针会绕Z轴旋转。同样，在另外两个平面也适用 用鼠标左键按住指南针上的红色方块，然后物体的移动 移动指南针到想要移动的物体上，即可对物体进行平移或旋转 选择方块 选择圆头 选择平面 图 解 选择直线 选择圆弧
物体的移动功能在装配设计中非常有用。
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1.6 将理念变为现实
要将理念变为现实，除了具备较强的空间想象能力和扎实的软件基础知识外，还要根据实际中的产品用途，合理设计产品的外观造型，然后通过软件结合理念中的产品外观造型构建产品。
下面以如图1-34所示零件为例，介绍将理念变为现实的一般过程。
图 1-34 零件图
（1）在桌面上双击CATIA快捷方式图标进入基本环境，然后在菜单栏中选择【开始】/【机械设计】/【零件设计】选项，进入零件设计界面。
（2）在【草图】工具栏中单击【草图】按钮，然后选择XY平面进入草图界面，并创建如图1-35所示的草图。
图 1-35 创建草图
（3）在【工具】工具栏中单击【退出】按钮退出草图界面。
（4）在【基于草图的特征】工具栏中单击【凸台】按钮，弹出【凸台定义】对话框，然后根据如图1-36所示进行操作。
1
选择草图
2
3
图 1-36 【凸台】操作步骤
第1章 CATIA应用入门
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（5）在【修饰特征】工具栏中单击【倒圆角】按钮后根据如图1-37所示进行操作。
1 依次选择
6条边线
，弹出【倒圆角定义】对话框，然
2
3 图 1-37 【倒圆角】操作步骤
（6）参考上一步操作，选择两棱角边进行倒圆角，圆角半径为2mm，如图1-38所示。
选择边线2
选择边线1
图 1-38 倒圆角
（7）在【修饰特征】工具栏中单击【抽壳】按钮据如图1-39所示进行操作。
1
选择底面
，弹出【抽壳定义】对话框，然后根
2
3 图 1-39 【抽壳】操作步骤
（8）在【草图】工具栏中单击【草图】按钮图界面，然后创建如图1-41所示的草图。
，接着选择如图1-40所示平面并进入草
选择平面
图 1-40 选择参考平面
图 1-41 创建草图
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（9）在【基于草图的特征】工具栏中单击【凹槽】按钮然后根据如图1-42所示进行操作。
，弹出【凹槽定义】对话框，
1
选择草图
2
3
图 1-42 【凹槽】操作步骤
（10）在【草图】工具栏中单击【草图】按钮图界面，然后创建如图1-44所示的草图。
选择平面
，接着选择如图1-43所示平面并进入草
图 1-43 选择参考平面
图 1-44 创建草图
（11）参考步骤（9）创建凹槽特征，如图1-45所示。
选择圆
图 1-45 创建凹槽
（12）在特征树中选择开槽腔特征，接着在【图样】工具栏中单击【圆周图样】按钮弹出【圆周图样定义】对话框，然后根据如图1-46所示进行操作。
，
第1章 CATIA应用入门
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1
2
在特征树中选择XY平面
3
图 1-46 【圆周图样】操作步骤
（13）在【草图】工具栏中单击【草图】按钮草图界面，然后创建如图1-48所示的草图。
选择平面
，接着选择如图1-47所示的平面并进入
图 1-47 选择参考平面
图 1-48 创建草图
（14）在【工具】工具栏中单击【退出】按钮退出草图界面。 （15）参考步骤（4），选择上一步的草图轮廓，创建高度为8mm的凸台，如图1-49所示。
图 1-49 创建凸台
（16）在【草图】工具栏中单击【草图】按钮草图界面，然后创建如图1-51所示的草图。
，接着选择如图1-50所示的平面并进入
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选择平面
图 1-50 选择参考平面
图 1-51 创建草图
每一位置上的两个圆都与圆柱顶面的圆同心。
（17）在【工具】工具栏中单击【退出】按钮退出草图界面。
（18）选择上一步的草图轮廓，用凸台功能创建凸台，凸台高度为6mm，如图1-52所示。
选择草图
图 1-52 创建凸台
（19）在【草图】工具栏中单击【草图】按钮草图界面，然后创建如图1-54所示的草图。
，接着选择如图1-53所示的平面并进入
选择平面
图 1-53 选择参考平面
图 1-54 创建草图
（20）在【工具】工具栏中单击【退出】按钮
退出草图界面。
第1章 CATIA应用入门
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（21）选择上一步的草图轮廓，用凸台功能创建凸台，凸台高度为5mm，如图1-55所示。
选择草图
图 1-55 创建凸台
（22）在【草图】工具栏中单击【草图】按钮草图界面，然后创建如图1-57所示的草图。
选择平面
，接着选择如图1-56所示的平面并进入
图 1-56 选择参考平面
图 1-57 创建草图
（23）在【工具】工具栏中单击【退出】按钮退出草图界面。
（24）选择上一步的草图轮廓，用凸台功能创建凸台，凸台高度为15mm，如图1-58所示。
选择草图
图 1-58 创建凸台
（25）在【草图】工具栏中单击【草图】按钮草图界面，然后创建如图1-60所示的草图。
，接着选择如图1-59所示的平面并进入
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选择参考平面
图 1-59 选择参考平面
图 1-60 创建草图
（26）在【工具】工具栏中单击【退出】按钮退出草图界面。
（27）选择上一步的草图轮廓，用凹槽功能创建凹槽，凹槽深度为10mm，如图1-61所示。
选择草图
图 1-61 创建凹槽
（28）创建参考平面，操作步骤如图1-62所示。
1
在【参考元素】工具栏中单击【平面】按钮
2
3
4
5 在特征树中选
择YZ平面
图 1-62 【参考平面】操作步骤
（29）在【草图】工具栏中单击【草图】按钮后创建如图1-63所示的草图。
，接着选择上一步创建的参考平面，然
图 1-63 创建草图
第1章 CATIA应用入门
·25·
圆弧的圆心在V轴上。
（30）在【工具】工具栏中单击【退出】按钮退出草图界面。
（31）选择上一步的草图轮廓，用凹槽功能创建凹槽，凹槽深度为10mm，如图1-64所示。
选择草图
图 1-64 创建凹槽
（32）用倒圆角功能对其中一个凹槽的棱角边进行倒圆角，圆角半径为0.5mm，如图1-65所示。
图 1-65 倒圆角
（33）在【修饰特征】工具栏中单击【倒角】按钮根据如图1-66所示进行操作。
2 ，弹出【倒角定义】对话框，然后
1
选择所有圆孔和方形槽的边线
3
图 1-66 【倒角】操作步骤
（34）在【标准】工具栏中单击【保存】按钮，弹出【另存为】对话框。设置保存的路径，接着在【文件名】文本框中输入jlnbwxs，然后单击按钮保存jlnbwxs文件。
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1.7 学习回顾
本章主要介绍了CATIA V5 R17软件的入门知识，包括CATIA V5 R17模块简介、CATIA V5 R17安装方法、应用初探、视图的应用和指南针的操作等，也介绍了将理念变为现实的整个过程。其中，视图的应用和将理念变为现实是本章的重点，希望读者学习完本章的内容后，能熟练掌握CATIA V5 R17软件入门功能的使用，为学习后面各章内容打下坚实的基础。
第1章 CATIA应用入门
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1.8 练习题
（1）本章主要介绍了哪几类模组？ （2）如何保存和打开CATIA文件？ （3）指南针有什么作用？
（4）三键滚轮鼠标左、中、右键各有什么作用？如何操作？
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