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