本书以CATIA V5R21为平台，以零部件设计为主线，将草图生成、零件创建、零件编辑、零件装配及工程图生成的全过程展示给读者。全书共8章，主要内容包括CATIA V5用户界面与基本操作、草图设计、基本造型设计、零件设计、曲面设计、装配设计、工程图设计、参数化设计等。

封面

CATIA V5R21实用基础教程

内容简介

前言

第1章 CATIA V5基本操作

第2章 草图设计

第3章 构型基础

第4章 零件编辑

第5章 曲面设计

第6章 装配设 计

第7章 工程图设计

第8章 参数化设计

参考文献

封底

法国Dassault公司开发的CATIA，是世界上主流的CAD/CAM/CAE一体化软件，被广泛用于电子、通信、机械、模具、汽车、自行车、航天、家电、玩具等制造行业的产品设计。CATIA V5R21中文版是法国Dassault公司新近推出的中文版本。 《CATIA V5R21中文版基础教程》以手把手的教学模式，详细讲解CATIA V5R21软件的机械设计基础与制图技巧，内容丰富、讲解细致。从机械与产品设计的初始设置，到完成设计的整个流程进行讲解，前后呼应，内容搭配合理。 全书分9章，主要介绍了CATIA V5R21基础知识、草图设计、实体设计、创成式外形设计、自由曲面设计、机械零件设计、机械装配设计、机械工程图设计等功能应用及操作。 《CATIA V5R21中文版基础教程》既可以作为院校机械CAD/CAM等专业的教材，也可供对制造行业有浓厚兴趣的读者自学。

以实用、易理解、操作性强为准绳，以具体实际工作案例运用为脉络，在案例设计过程中，学会软件每个环节的具体使用方法。不仅有透彻的讲解，还有丰富的实例，通过实例的演练，帮助读者找到一条学习CATIA的捷径。

第1章　CATIA V5R21基础知识

1.1　CATIA V5R21介绍 2

1.1.1　CATIA在制造业和设计界的应用 2

1.1.2　CATIA V5概貌 4

1.1.3　CATIA与同类软件产品的比较 6

1.2　CATIA V5R21用户操作界面 7

1.3　CATIA V5R21基本操作 9

1.3.1　文件操作 9

1.3.2　视图操作 13

1.3.3　鼠标操作 17

1.3.4　指南针操作 18

1.3.5　选择操作 20

第2章　草图设计

2.1　草图编辑器简介 26

2.1.1　启动草图编辑器 26

2.1.2　草图用户界面 27

2.1.3　草图绘制基本流程 30

2.2　设置草图编辑器选项 32

2.3　启动草图编辑器 33

2.3.1　选择草绘平面 33

2.3.2　普通草图和定位草图 34

2.4　草图绘制功能 35

2.4.1　草绘绘制元素 35

2.4.2　【草图工具】工具栏 38

2.4.3　自动几何约束 40

2.5　草图操作功能 43

2.5.1　草图元素拖动操作 44

2.5.2　圆角 45

2.5.3　快速修剪 46

2.6　草图约束功能 49

2.6.1　草图几何约束 49

2.6.2　草图尺寸约束 51

2.7　退出草图编辑器 53

2.7.1　草图求解状态 53

2.7.2　退出草图编辑器 54

第3章　实体特征设计

3.1　实体特征设计简介 56

3.1.1　实体特征造型方法 56

3.1.2　CATIA零件设计工作台 58

3.1.3　实体特征建模方法 63

3.1.4　实体建模基本流程 65

3.2　基本实体特征 66

3.2.1　凸台特征（拉伸） 67

3.2.2　旋转体特征（旋转） 74

3.3　实体成形特征 76

3.3.1　孔特征 77

3.3.2　加强肋特征 82

3.4　实体修饰特征 83

3.4.1　倒圆角 84

3.4.2　倒角 85

3.5　实体变换特征 87

3.6　保存文件 89

第4章　创成式曲线和曲面设计

4.1　创成式外形设计工作台概述 91

4.1.1　启动创成式外形设计工作台 91

4.1.2　创成式外形设计工作台界面 92

4.2　创建曲线 97

4.2.1　创建点 98

4.2.2　创建直线 100

4.2.3　创建平面 104

4.2.4　创建圆弧和圆 106

4.3　曲线操作 109

4.3.1　曲线拆解 109

4.3.2　曲线接合 114

4.3.3　曲线分割和修剪 115

4.4　创建曲面 118

4.4.1　创建基本曲面 118

4.4.2　创建多截面曲面 120

4.4.3　创建填充曲面 122

4.5　曲面操作 126

4.5.1　接合曲面 126

4.5.2　曲面圆角 127

4.6　曲面创建实体特征 129

第5章　装配体设计

5.1　装配设计模块概述 132

5.1.1　进入装配设计工作台 132

5.1.2　装配方式 137

5.1.3　自底向上装配方法和流程 137

5.2　加载零件或部件（组件） 139

5.2.1　加载现有部件 140

5.2.2　加载具有定位的现有部件 141

5.3　移动零件或部件（组件） 144

5.3.1　利用指南针（罗盘）移动零部件 144

5.3.2　利用【操作】命令移动零部件 148

5.4　装配约束 151

5.4.1　装配约束概述 152

5.4.2　装配约束类型 152

5.5　装配体爆炸图（分解） 157

第6章　工程图设计

6.1　工程图概述 162

6.1.1　工程图工作台用户界面 162

6.1.2　CATIA工程图设计流程 165

6.2　设置工程图环境 166

6.3　创建图纸页 170

6.4　设置图框和标题栏 172

6.5　创建工程视图 173

6.5.1　创建基本视图 174

6.5.2　创建剖视图 176

6.6　工程图中的草图绘制 179

6.6.1　【几何图形创建】工具栏 179

6.6.2　【几何图形修改】工具栏 180

6.7　创建修饰特征 181

6.7.1　自动显示中心线 181

6.7.2　创建和编辑修饰特征 182

6.8　标注尺寸 184

6.8.1　标注工程图尺寸 184

6.8.2　使用文本标注尺寸 188

6.9　标注粗糙度 189

6.10　基准特征和形位公差 191

6.10.1　标注基准特征符号 191

6.10.2　创建形位公差 192

6.11　标注文本 193

6.12　保存工程图文件 195

第7章 实体特征设计实例

7.1　综合实例1——水龙头阀体造型设计 197

7.1.1　水龙头阀体结构分析 197

7.1.2　水龙头阀体造型思路分析 198

7.1.3　水龙头阀体造型操作过程 200

7.2　综合实例2——电饭煲产品设计 208

7.2.1　电饭煲结构分析 209

7.2.2　电饭煲造型思路分析 210

7.2.3　电饭煲设计操作过程 212

7.3　综合实例3——加油桶产品设计 228

7.3.1　加油桶结构分析 228

7.3.2　加油桶造型思路分析 229

7.3.3　加油桶设计操作过程 230

7.4 综合实例4——车床拨叉产品设计 243

7.4.1　车床拨叉结构分析 244

7.4.2　车床拨叉造型思路分析 244

7.4.3　车床拨叉设计操作过程 246

7.5　综合实例5——曲轴箱泵体设计 255

7.5.1　曲轴箱泵体结构分析 255

7.5.2　曲轴箱泵体造型思路分析 256

7.5.3　曲轴箱泵体设计操作过程 257

第8章 曲面造型设计实例

8.1 综合实例1——风扇叶轮产品设计 274

8.1.1　风扇叶轮造型思路分析 275

8.1.2　风扇叶轮造型操作过程 277

8.2　综合实例2——旋转按钮产品设计 287

8.2.1　旋转按钮造型思路分析 287

8.2.2　旋转按钮造型操作过程 289

8.3　综合实例3——操作盘产品设计 301

8.3.1　操作盘造型思路分析 302

8.3.2　操作盘设计操作过程 304

8.4 综合实例4——吹风机产品设计 313

8.4.1　吹风机造型思路分析 314

8.4.2　吹风机产品造型操作过程 316

8.5　综合实例5——台灯产品设计 332

8.5.1　台灯造型思路分析 332

8.5.2　台灯产品造型操作过程 334

第9章 装配体设计实例

9.1　综合实例1——定滑轮装配体设计 347

9.1.1　定滑轮装配设计思路分析 348

9.1.2　定滑轮装配操作过程 350

9.2　综合实例2——机械手装配体设计 360

9.2.1　机械手装配设计思路分析 360

9.2.2　机械手装配操作过程 364

9.3　综合实例3——滑动轴承座装配体设计 380

9.3.1　滑动轴承座装配设计思路分析 380

9.3.2　滑动轴承座装配操作过程 383

第10章 工程图设计实例

10.1　盘盖类零件工程图设计 393

10.1.1　法兰盘工程图分析 393

10.1.2　法兰盘工程图绘制过程 395

10.2　传动箱体类零件工程图实例 421

10.2.1　传动箱体工程图分析 421

10.2.2　传动箱体工程图绘制过程 422

10.3　滑动轴承座装配工程图 445

10.3.1　滑动轴承座装配工程图分析 446

10.3.2　滑动轴承座装配工程图绘制过程 446

参考文献 467

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（3DCurve） 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