CATIA V5-6R2020基础教程（实战案例版）

本书以CATIA V5－6R2019中文版为基础，全书按照“基础应用（功能模块）+高级应用（思路分析）”的模式组织内容，在基础模块中通过一个个简单、典型的案例对CATIA的草图、实体特征、创成曲线和曲面、装配和工程图功能进行介绍；高级应用则以典型的综合案例为主，从设计思路分析到整个设计过程，精讲了如何应用CATIA软件进行一个完整的机械产品设计的设计方法和过程。 
本书特别适合在CATIA培训班上使用，同时也是高等院校、高职高专等工科院校机械类相关专业学生的理想教材，还可作为工程技术人员自学机械设计的实用教程。

1、涵盖CATIA主流模块功能，包括实体造型、曲面造型、模具设计、结构仿真，适合各行业初学者学习。 2、以工程实例贯穿全书，指令讲解有小实例，模块讲解配大实例。 3、对较大型的完整工程实例，录制了全程不跳跃的视频精讲，即使不看书，也能按视频一步一步完成设计制图，领会制图思路和技巧。

随着计算机技术的高速发展，数字化设计也越来越普及。手工绘图、计算的时代已经过去，尤其是在机械、电气、建筑、土木等需要大量绘图、造型、校核的工程项目中，采用计算机辅助工程设计软件进行造型设计、分析校核、动态仿真已成为先进制造业的主要手段和鲜明标志。采用计算机辅助设计软件，可以大大提高设计效率，缩短研发周期，降低研发成本，因此无论是科研单位还是中小型企业都越来越重视软件的使用，而熟练掌握各种CAD/CAE/CAM软件也成为现代工程师的必备技能。随着“工业4.0”“中国制造2025”的相继提出，以及传统制造业的转型升级，数字化制造将成为未来制造业的主流。
CATIA软件的全称是Computer aided tri-dimensional interface application，是法国Dassault System公司（达索公司）的CAD/CAE/CAM一体化软件，居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位。CATIA起源于航空航天业，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造、造船、电子电气、消费品等行业。
本书以CATIA V5-6R2020中文版为基础，详细地讲述了利用CATIA进行产品设计的方法和过程。具体内容包括：第1章介绍了CATIA基础知识，包括CATIA应用和概貌、用户操作界面、基本操作等。第2章介绍了CATIA操作，包括文件操作、视图操作、鼠标操作、指南针操作、选择操作等。第3章介绍了CATIA草图设计，包括草图绘制命令、草图操作命令、草图约束命令、草图分析等。第4章介绍了实体设计技术，包括实体特征造型方法和思路、基于草图的特征、实体修饰特征、实体变换特征命令等。第5章介绍了创成式曲线设计，包括创成式外形设计工作台、曲线绘制命令、曲线操作命令等。第6章介绍了创成式曲面设计，包括曲面创建命令、曲面操作命令等。第7章介绍了装配体设计，包括装配结构设计与管理、加载装配组件、移动装配组件、组件装配约束、装配爆炸图等。第8章介绍了工程图设计，包括设置工程图环境、创建图纸页与图框标题栏、创建工程视图、创建修饰特征、标注尺寸、标注粗糙度、基准特征和形位公差等。第9章介绍了DMU运动仿真技术，包括创建机械装置、创建运动接合、速度和加速度、运动仿真模拟、运动仿真动画等。第10章介绍了结构分析技术，包括定义材料属性、网格划分、定义约束、定义载荷、计算、后处理等。第11章介绍了模型渲染技术，包括环境设置、光源管理、材质纹理和贴图、照片管理等。第12～17章为CATIA以上各功能的典型应用案例。
本书具有以下几方面特色：
1.易学实用的高级入门教程，展现数字化设计与制造全流程。
2.按照“基础应用（功能模块）+高级应用（思路分析）”的模式组织内容。
3.典型工程案例精析，直击难点、痛点。
4.分享设计思路与技巧，举一反三不再难。
5.书中配置大量二维码，教学视频同步精讲，手机扫一扫，技能全掌握。
本书特别适合在CATIA培训班上使用，同时也是高等院校、高职高专等工科院校机械类相关专业学生的理想教材，还可作为工程技术人员自学机械设计的实用教程。
本书由高长银、高誉瑄主编，马龙梅、熊加栋、周天骥、石书宇、范艺桥、马春梅、石铁峰、刘建军、赵程等参加了本书的编写。
由于时间有限，书中难免会有一些不足之处，欢迎广大读者及业内人士予以批评指正。

主编

第1章 CATIA V5-6R2020概述  001
1.1　CATIA V5-6R2020介绍  001
1.1.1　CATIA在制造业和设计界的应用  001
1.1.2　CATIA V5概貌  003
1.1.3　CATIA与同类软件产品的比较  004
1.2　CATIA V5-6R2020用户操作界面  005
1.3　CATIA V5-6R2020帮助  007
1.4　本章小结  007

第2章 CATIA V5-6R2020操作  008
2.1　文件操作  008
2.1.1　新建文件  008
2.1.2　新建自  009
2.1.3　打开文件  009
2.1.4　保存文件  009
2.1.5　保存管理  011
2.1.6　退出文件  011
2.2　视图操作  011
2.2.1　视图方向  011
2.2.2　视图调整  013
2.2.3　视图显示  013
2.2.4　显示/隐藏  015
2.3　鼠标操作  015
2.3.1　常用鼠标操作  015
2.3.2　鼠标操作功能  016
2.4　指南针操作  017
2.4.1　指南针组成  017
2.4.2　显示和重置指南针  018
2.4.3　指南针常用功能  018
2.4.4　指南针【编辑】功能  020
2.4.5　指南针右键快捷菜单  022
2.5　选择操作  023
2.5.1　通用选择工具  023
2.5.2　用户选择过滤器  025
2.6　本章小结  026

第3章 CATIA草图设计  027
3.1　CATIA草图简介  027
3.1.1　草图编辑器  027
3.1.2　创建定位草图  029
操作实例——创建定位草图操作实例  029
3.1.3　草图编辑器选项  030
3.2　草图绘制命令  031
3.2.1　绘制点  032
3.2.2　绘制轮廓线  034
3.2.3　绘制预定义的轮廓线  035
3.2.4　绘制圆和圆弧  038
3.2.5　绘制样条线  040
3.2.6　绘制直线  041
3.2.7　绘制轴线  043
3.3　草图操作命令  043
3.3.1　倒圆角  043
3.3.2　倒角  044
3.3.3　修剪  045
3.3.4　图形变换  048
3.3.5　提取3D图元  051
操作实例——草图操作实例  052
3.4　草图约束命令  053
3.4.1　几何约束  053
3.4.2　尺寸约束  055
3.4.3　编辑多重约束  056
操作实例——草图约束操作实例  056
3.5　草图分析  058
3.5.1　草图求解状态  058
3.5.2　草图分析  058
3.6　本章小结  059
3.7　上机习题（视频）  059

第4章 实体设计技术  061
4.1　CATIA实体特征设计简介  061
4.1.1　实体特征造型方法  061
4.1.2　实体特征建模方法  063
4.1.3　CATIA零件设计工作台简介  064
4.2　基于草图的特征  066
4.2.1　凸台特征  066
4.2.2　凹槽特征  072
4.2.3　旋转体  073
4.2.4　旋转槽  074
4.2.5　肋特征  074
4.2.6　开槽特征  075
4.2.7　多截面实体  075
4.2.8　已移除的多截面实体  078
4.2.9　加强肋  078
4.2.10　孔特征  079
操作实例——创建基于草图的特征操作实例  082
4.3　实体修饰特征  084
4.3.1　倒圆角  084
4.3.2　倒角  086
4.3.3　拔模  086
4.3.4　抽壳  087
4.3.5　厚度  088
4.3.6　内螺纹/外螺纹  088
操作实例——创建修饰特征操作实例  090
4.4　实体变换特征命令  092
4.4.1　平移  092
4.4.2　旋转  093
4.4.3　镜像  093
4.4.4　阵列  093
操作实例——创建变换特征操作实例  095
4.5　本章小结  097
4.6　上机习题（视频）  097

第5章 创成式曲线设计  098
5.1　创成式外形设计工作台概述  098
5.1.1　创成式外形设计工作台简介  098
5.1.2　启动创成式外形设计工作台  099
5.2　曲线绘制命令  099
5.2.1　创建点  100
5.2.2　创建直线  104
5.2.3　圆与圆弧  107
5.2.4　圆角  111
5.2.5　连接曲线  111
5.2.6　样条线  112
5.2.7　螺旋线  113
5.2.8　等参数曲线  114
5.2.9　投影混合曲线  115
5.2.10　相交曲线  117
5.2.11　偏移曲线  117
操作实例——曲线绘制操作实例  119
5.3　曲线操作命令  121
5.3.1　曲线接合（抽取和组合曲线）  121
5.3.2　曲线分割与修剪  122
5.3.3　曲线延伸  124
5.3.4　曲线变换  124
5.3.5　曲线阵列  126
操作实例——曲线操作实例  127
5.4　本章小结  129
5.5　上机习题（视频）  129

第6章 创成式曲面设计  131
6.1　创成式曲面设计简介  131
6.1.1　菜单栏介绍  131
6.1.2　工具栏介绍  132
6.2　曲面创建命令  134
6.2.1　创建基本曲面  134
6.2.2　创建偏移曲面  136
6.2.3　创建扫掠曲面  137
6.2.4　创建填充曲面  142
6.2.5　创建多截面曲面  143
6.2.6　创建桥接曲面  144
操作实例——曲面创建操作实例  146
6.3　曲面操作命令  147
6.3.1　合并曲面  147
6.3.2　曲面分割与修剪  149
6.3.3　曲面圆角  150
6.3.4　曲面延伸  152
6.3.5　曲面变换  153
6.3.6　阵列曲面  154
操作实例——曲面操作实例  155
6.4　本章小结  158
6.5　上机习题（视频）  158

第7章 装配体设计  159
7.1　装配设计模块概述  159
7.1.1　进入装配设计工作台  159
7.1.2　装配方式  163
7.2　装配结构设计与管理  163
7.2.1　CATIA装配体结构体系  163
7.2.2　创建装配结构  164
操作实例——创建装配结构实例  166
7.3　加载装配组件  167
7.3.1　加载现有部件  167
7.3.2　加载具有定位的现有部件  168
7.3.3　加载标准件  168
操作实例——加载装配组件实例  169
7.4　移动装配组件  171
7.4.1　指南针（罗盘）移动组件  171
7.4.2　操作移动组件  173
7.4.3　捕捉移动组件  174
7.4.4　智能移动组件  175
7.4.5　移动干涉检查  175
操作实例——移动装配组件实例  176
7.5　组件装配约束  178
7.5.1　装配约束概述  178
7.5.2　装配约束类型  178
操作实例——组件装配约束实例  182
7.6　装配爆炸图  184
7.6.1　创建和退出增强型场景  184
7.6.2　场景中创建爆炸图  184
7.6.3　装配环境应用场景  185
操作实例——装配爆炸图实例  186
7.7　本章小结  187
7.8　上机习题（视频）  188

第8章 工程图设计  189
8.1　工程图概述  189
8.1.1　工程图工作台用户界面  190
8.1.2　CATIA工程图设计流程  192
8.2　设置工程图环境  192
操作实例——设置工程图环境实例  193
8.3　创建图纸页与图框标题栏  195
8.3.1　创建图纸页  195
8.3.2　设置图框和标题栏  196
操作实例——创建图纸页与图框标题栏实例  196
8.4　创建工程视图  198
8.4.1　创建基本视图  198
8.4.2　创建剖视图  201
8.4.3　创建断开视图  204
8.4.4　创建局部放大视图  205
8.4.5　裁剪视图  206
操作实例——创建工程视图实例  208
8.5　创建修饰特征  210
8.5.1　创建中心线和轴线  210
8.5.2　创建填充剖面线  213
8.5.3　标注箭头  213
8.6　标注尺寸  214
8.6.1　标注工程图尺寸  214
8.6.2　使用文本标注尺寸  217
操作实例——标注尺寸实例  218
8.7　标注粗糙度  220
8.8　基准特征和形位公差  220
8.8.1　标注基准特征符号  221
8.8.2　创建形位公差  221
8.9　文本  222
8.9.1　标注文本  222
8.9.2　带引线的文本  222
8.10　本章小结  222
8.11　上机习题（视频）  223

第9章 DMU运动仿真技术  224
9.1　DMU运动仿真模块概述  224
9.1.1　DMU运动仿真工作台  224
9.1.2　DMU运动仿真工作台用户界面  225
9.1.3　DMU运动仿真分析流程  228
9.2　创建机械装置  228
9.3　创建运动接合  228
9.3.1　固定零件  229
9.3.2　旋转接合  229
9.3.3　棱形接合  230
9.3.4　圆柱接合  231
9.3.5　螺钉接合  231
9.3.6　球面接合  232
9.3.7　平面接合  232
9.3.8　刚性接合  233
9.3.9　点曲线接合  233
9.3.10　滑动曲线接合  234
9.3.11　滚动曲线接合  234
9.3.12　点曲面接合  235
9.3.13　通用接合  235
9.3.14　CV接合  235
9.3.15　齿轮接合  236
9.3.16　架子接合  237
9.3.17　电缆接合  237
操作实例——创建运动接合实例  238
9.4　速度和加速度  241
操作实例——创建速度和加速度实例  241
9.5　运动仿真模拟  243
9.5.1　使用命令进行模拟  243
9.5.2　使用法则曲线进行模拟  244
操作实例——使用法则曲线进行模拟实例  244
9.6　运动仿真动画  246
9.6.1　综合模拟  246
操作实例——综合模拟实例  246
9.6.2　编辑模拟  248
操作实例——编辑模拟实例  248
9.7　本章小结  250
9.8　上机习题（视频）  250

第10章 结构分析技术  251
10.1　结构分析工作台简介  251
10.1.1　启动结构分析工作台  251
10.1.2　结构分析工作台界面  252
10.1.3　结构仿真分析流程  253
10.2　定义材料属性  254
10.2.1　在CAD模型中定义材料  254
操作实例——在CAD模型中定义材料实例  254
10.2.2　在CATIA分析中定义材料  255
操作实例——在CATIA分析中定义材料实例  255
10.3　网格划分  257
10.3.1　线网格划分（Beam网格）  257
10.3.2　面网格划分（三角面网格）  257
10.3.3　实体网格划分（四面体网格）  258
操作实例——网格划分实例  260
10.4　定义约束  261
10.4.1　夹持  261
10.4.2　滑动约束  261
10.4.3　使用者定义限制  262
动手操作——定义约束实例  262
10.5　定义载荷  263
10.5.1　压力  263
10.5.2　力  264
10.5.3　本地加速度  265
10.5.4　力密度  266
10.5.5　强制置换  267
10.5.6　温度  268
操作实例——定义载荷  268
10.6　计算  269
10.6.1　求解器的算法  269
10.6.2　计算  270
10.7　后处理  270
10.7.1　后处理显示模式设置  271
10.7.2　变形  271
10.7.3　Von-Mises应力  271
10.7.4　位移  272
10.7.5　主应力  272
10.8　本章小结  272
10.9　上机习题（视频）  272

第11章 模型渲染技术  274
11.1　图片工作室简介  274
11.1.1　图片工作室工作台  275
11.1.2　渲染工作流程  276
11.2　环境设置  276
11.2.1　创建环境  276
11.2.2　配置环境  278
11.2.3　引入场景库  278
操作实例——环境设置（引入场景库）实例  279
11.3　光源管理  280
11.3.1　创建光源  280
11.3.2　光源属性编辑  282
操作实例——创建光源实例  283
11.4　材质、纹理和贴图  285
11.4.1　材质  285
11.4.2　纹理  288
11.4.3　贴图  289
操作实例——材质、纹理和贴图实例  290
11.5　照片管理  292
11.5.1　建立拍摄  292
11.5.2　渲染拍摄  292
11.5.3　快速渲染  293
11.6　本章小结  293
11.7　上机习题（视频）  294

第12章 实体设计典型案例  295
12.1　综合实例1——斜滑动轴承座造型设计  296
12.1.1　斜滑动轴承造型思路分析  296
12.1.2　斜滑动轴承操作过程  298
12.2　综合实例2——平口钳组件造型设计  314
12.2.1　平口钳造型思路分析  314
12.2.2　平口钳设计操作过程  315

第13章 曲面造型设计实例  337
13.1　综合实例1——鼠标曲面造型设计  338
13.1.1　鼠标曲面造型思路分析  338
13.1.2　鼠标曲面造型操作过程  340
13.2　综合实例2——可乐瓶底凸模曲面造型设计  349
13.2.1　可乐瓶底凸模曲面造型思路分析  349
13.2.2　可乐瓶底凸模曲面造型操作过程  351
13.3　综合实例3——玩具车轮凸模曲面造型设计  359
13.3.1　玩具车轮凸模曲面思路分析  360
13.3.2　玩具车轮凸模曲面设计操作过程  361

第14章 装配设计典型案例  369
14.1　综合实例1——斜滑动轴承座装配设计  369
14.1.1　斜滑动轴承座装配设计思路分析  370
14.1.2　斜滑动轴承座装配操作过程  372
14.2　综合实例——平口钳装配体设计  384
14.2.1　平口钳装配设计思路分析  384
14.2.2　平口钳装配操作过程  387

第15章 工程图设计典型案例  399
15.1　阀盖零件工程图设计  399
15.1.1　阀盖工程图分析  400
15.1.2　阀盖工程图绘制过程  401
15.2　传动轴零件工程图实例  417
15.2.1　传动轴工程图分析  417
15.2.2　传动轴工程图绘制过程  418

第16章 DMU运动仿真设计项目式案例  427
16.1　综合实例1——活塞式压气机运动仿真设计  427
16.1.1　活塞式压气机运动仿真设计思路分析  428
16.1.2　活塞式压气机运动仿真设计操作过程  428
16.2　综合实例2——机器臂机构运动仿真设计  435
16.2.1　机器臂机构运动仿真设计思路分析  435
16.2.2　机器臂运动仿真设计操作过程  435
16.3　本章小结  440

第17章 结构仿真分析典型案例  441
17.1　液压支架静力学分析实例  441
17.1.1　液压支架静力学分析思路  442
17.1.2　液压支架静力学分析操作过程  442
17.2　综合实例——音叉模态分析实例  447
17.2.1　音叉模态分析思路  448
17.2.2　音叉模态分析操作过程  448