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装配设计
第1章装配设计
装配设计(AssemblyDesign)是高效管理装配的产品,它提供了在装配环境下可由用户控制关联关系的设计能力,通过使用自顶向下和自底向上的方法管理装配层次,可真正实现装配设计和单个零件设计之间的并行工程。
装配设计通过使用鼠标动作或图形化的命令建立机械设计约束,可以直观方便的将零件放置到指定位置。
通过选择手动或自动的方式进行更新,设计者可以重新排列产品的结构,动态地把零件拖放到指定位置,并进行干涉和缝隙检查。
系统提供了多种高效的工作方式,如标准零件或装配件的目录库、强大的高级装配特征、自动爆炸视图生成、自动生成BOM表等,装配设计者可以大幅减少设计时间和提高设计质量。
系统还有一个直观的用户界面,它功能强大,使用方便。
1.1工作台概述
1.1.1进入装配设计模块
装配设计工作台如图1-1所示,进入工作台有如下方法:
图1-1
(1)启动CATIAV5之后,选择菜单Start|MechanicalDesign|AssemblyDesign,如图1-2所示。
(2)单击“新建文件”按钮
,或者选择菜单File|New,如图1-3所示,或者直接按Ctrl+N键。
在弹出的New对话框中选择Part,如图1-4所示。
图1-2图1-3
(3)启动CATIAV5后,在当前的工作台中单击自定义的工作台集合(Workbench)
,系统弹出如图1-5所示的“工作台集合”对话框。
图1-4图1-5
1.1.2功能概述
本模块的主要功能包括:
(1)产品结构工具(ProductStructureTools):
用于插入、管理产品中的部件。
(2)约束工具(Constraints):
设置产品、部件、零件之间的约束条件。
(3)移动工具(Move):
对产品、部件、零件进行平移、旋转、捕捉等操作。
(4)装配特征工具(AssemblyFeatures):
对装配后的产品进行布尔运算、切割、钻孔等操作。
(5)标注工具(Annotations):
建立焊接特征标注、文字标注等。
(6)空间分析工具(SpaceAnalysis):
检测空间干涉、截面分析、测量距离等。
装配工作台的工具栏如图1-6所示。
图1-6
1.1.3名词术语
(1)产品(Product):
产品是装配设计的最终结果,它包含了部件、部件之间的约束关系、标注等内容,它的文件名为*.CATProduct。
(2)部件(Component):
部件是组成产品的单位,它可以是一个零件(Part),也可以是多个零件的装配结果(Sub-assembly)。
(3)零件(Part):
零件是组成部件和产品的基本单位。
(4)约束(Constraints):
在产品装配中,约束是指部件之间的相对几何限制条件,可用于确定部件的位置,它包括了接触约束、角度约束、同轴约束等。
图1-7所示为某产品的装配特征树,Product1是装配结果(产品)的名称,它包含了FRAME、BRANCH_3、BRANCH_1 3个部件,名称后的括号是该部件所含的子部件。
Constraints中包含了部件之间的约束关系,以约束的类型给出约束的名称,括号中包含了该约束关系涉及的部件名称。
图1-7
1.2产品结构工具
产品结构工具(ProductStructureTools)是一组用于产品部件管理的功能组合,包括部件插入和部件管理两部分。
被插入部件可以是插入一个产品作为一个部件,可以是一个新的部件,也可以是一个零件;既可以是新的部件,也可以是已存在的部件。
部件的管理包括部件的替换、排序、序号生成等。
产品结构工具栏如图1-8所示。
图1-8
1.2.1插入新部件
新部件可以是产品(Product)
、部件(Component)
或者零件(Part)
。
产品的概念范畴比部件大,部件的概念范畴比零件大。
插入新部件有以下3种途径:
(1)通过关联菜单插入。
在需要插入新部件的产品或者部件上单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择Components,再选择需要插入的部件类型,如图1-9所示。
(2)在ProductStructureTools工具栏中单击需要插入部件类型图标。
(3)选择菜单Insert,单击需要插入的部件。
在插入新部件时,需要设置部件的名称,如图1-10所示,在输入栏中填入部件名称,单击OK按钮,完成新部件的插入。
如果不输入名称即刻单击OK按钮,那么新部件的名称采用默认设置。
图1-9图1-10
如果插入新部件时没有弹出PartNumber对话框,那么可以进行设置。
选择菜单Tools|Options,在弹出的Options对话框中,选择Infrastructure|ProductStructure,再选择ProductStructure选项页,选中PartNumber下方的Manualinput,确定返回即可,如图1-11所示。
在插入新的零件时,系统弹出如图1-12所示的“原点定义”对话框。
要求用户确定新零件的原点。
单击“是”按钮,用户指定选择一个点作为新的坐标原点。
单击“否”按钮,以当前装配体的原点作为零件的原点。
图1-11图1-12
1.2.2插入已有部件
插入已有部件(InsertingExistingComponent)
,是将已经存储在计算机中的零件、部件或者产品作为一个部件插入当前产品中。
(1)在产品结构工具栏中单击“插入已有部件”按钮
。
(2)选择需要插入的位置,可以是当前产品或者产品中的某个部件。
(3)在弹出的如图1-13所示的“文件选择”对话框中,选择需要插入的文件。
(4)单击“打开”按钮,完成部件的插入。
图1-13
1.2.3插入已有部件并定位
插入已有部件并定位(ExistingComponentwithPositioning)
,是以1.2.2节中所述的方法插入已经存储在计算机中的产品或部件,并通过与当前产品中部件的相互约束条件对插入部件进行定位。
(1)在产品结构工具栏中单击“插入已有部件并定位”按钮
。
(2)选择插入的位置,可以是当前产品或者部件。
(3)在“文件选择”对话框中选择所需的文件,单击“打开”按钮。
(4)系统弹出SmartMove对话框,显示了所插入产品的缩略图,下方的QuickConstraint列出了可以进行约束的关系类型,如图1-14所示。
(5)按照QuickConstraint中约束关系,对要插入的部件和当前产品中的部件设置约束关系,具体的约束操作详见1.4节。
1.2.4从目录浏览器中插入部件
可以从目录浏览器
中复制保存在其中的部件,插入到当前的产品中。
(1)在CatalogBrowser工具栏中单击CatalogBrowser图标
,或者在菜单Tools中选择CatalogBrowser,弹出如图1-15所示的对话框。
图1-14图1-15
(2)单击对话框中的
按钮,打开所需部件所在的目录。
上面列表罗列出当前目录所包含的产品,下面列表列出目录中所包含产品的详细参数。
在对话框中单击
按钮,弹出“过滤(Filter)”对话框,如图1-16所示,可以设定所需条件,单击Apply按钮,在CatalogBrowser对话框中列出满足要求的产品。
(3)在列表中双击需要插入的产品,弹出所选产品的“缩略图”对话框,如图1-17所示。
图1-16图1-17
(4)单击OK按钮完成部件的插入。
(5)如果需要复制当前产品中的某个部件,可以选择需要复制的部件,在Standard工具栏中单击“复制”按钮
,选择需要插入的部件,在工具栏中单击“粘贴”按钮
,完成复制,特征树中出现新的部件,其部件序号(PartNumber)与被复制的部件相同。
1.2.5插入部件实例
本例子综合练习部件插入的方法。
例子数据在本书附带光盘的“目录1.1”中。
详细步骤如下:
(1)新建一个Product文件,把它命名为AddingComponent,如图1-18所示。
图1-18
(2)在产品结构工具栏(ProductStructureTools)中单击“插入新产品(Product)”按钮
,在AddingComponent中插入,名称为SubProduct,如图1-19所示。
同样方法在AddingComponent中插入一个名称为Standard的新产品。
(3)在SubComponent中插入一个新部件(Component),名称为Component1,如图1-20所示。
同样的方法在AddingComponent中插入一个Component2。
图1-19图1-20
(4)在Component1中插入已存在的部件。
路径是附带光盘中的“例1.1\Plate.CATPart”,结果如图1-21所示。
图1-21
(5)用CatalogBrowser插入标准库中的零件。
双击特征树中的Standard(Standard.1),单击CatalogBrowser按钮
,打开标准件存放的位置,CATIAV5附带了标准件库。
假如CATIAV5的安装目录是“D:
\CATIAV5R12”,那么打开标准库目录“D:
\CATIAV5R12\intel_a\startup\components\MechanicalStandardParts\JIS_Standards\JIS.catalog”,如图1-22所示。
在列表中双击选择“ISO_Bolts”,双击选择列表中的“JIS_B_1180_GRADE_A_HEXAGON_HEAD_BOLT”,双击选择“JISB1180BOLTM10×45STEELGRADEAHEXAGONHEAD”,如图1-23所示。
单击OK按钮,完成插入,如图1-24所示。
图1-22图1-23
图1-24
(6)在Standard中,单击“复制”按钮
和“粘贴”按钮
,复制已插入的螺栓,重复3次,用移动操作(Manipulation)
,详见1.3节。
移动结果如图1-25所示。
附带光盘中的例1.1目录下的AddingComponent.CATProduct是操作的结果。
图1-25
1.2.6替换部件
替换部件(ReplaceComponent)
,是指用已存在于计算机中的部件替换当前产品中的部件,其功能相当于删除当前部件,并在该位置添加一个新的部件。
操作方法如下:
(1)选择需要替换的部件。
打开附带光盘中“第1章装配设计\替换部件”目录中的ReplaceComponent.CATProduct文件。
选择Standard中的Crew(Crew.1)。
(2)在产品结构工具栏中单击“替换部件”按钮
,弹出“文件选择”对话框,打开附带光盘中本目录下的文件“NewCrew.CATPart”,单击“打开”按钮。
(3)系统弹出如图1-26所示的ImpactsOnReplace对话框,列表框下方的两个单选项,选中Yes,表示替换当前所有与被替换部件相同的其他部件,如图1-27所示;选中No则只替换选中的被替换部件,如图1-28所示,光标所指的是被替换的部件。
图1-26图1-27
图1-28
1.2.7结点排序
结点排序(GraphTreeReordering)
,是将特征树中所选结点的子结点重新进行排列。
操作方法如下:
(1)选择需要排序的结点。
打开1.2.6节中的产品文件ReplaceComponent.CATProduct,特征树如图1-29所示,选择最大的结点ReplaceComponent.CATProduct。
(2)在产品结构工具栏中单击“结点排序”按钮
,弹出如图1-30所示的对话框。
图1-29图1-30
(3)在列表中选择需要调整顺序的子结点,调整其次序。
在列表右侧的3个按钮中,向上的箭头每单击一次,所选子结点向上移动一个位置。
向下箭头每单击一次,所选子结点向下移动一个位置。
最下方的按钮是把所选的子结点移动到指定的子结点的下方,其做法是,先选择需要调整的子结点,继而单击该按钮,再选择存放位置的结点。
(4)如果需要调整Standard中部件的次序,按照上述方法,先选择Standard(Standard.1),再单击“结点排序”按钮进行排序。
1.2.8多重插入
多重插入(DefineMultiInstantiation)
,就是将选定的部件按照设定的方式进行复制,其功能类似于复制功能。
其操作方法如下:
(1)选择需要复制的部件。
在附带的光盘中,打开目录“第1章装配设计\多重插入”文件夹,打开MultiInstance.CATProduct,如图1-31所示,选择Crew(Crew.1)。
(2)在产品结构工具栏中单击“多重插入”按钮
,弹出如图1-32所示的对话框。
在对话框中设置复件摆放的相关参数,包括NewInstance(复件个数)、Spacing(复件的间距)和Length(间距总长度,等于附件个数×复件间距)。
确定3个参数的任意两个即可。
ReferenceDirection(参考方向)是确定复件排列的方向,可以是3个坐标轴中的一个,或者用户指定的方向,可以是直线、边等。
图1-31图1-32
(3)在对话框中,设置Parameters为Instance&Spacing,Newinstance=2,Spacing=25,选择Z轴为排列方向。
结果如图1-33所示。
可以单击Reverse按钮改变排序的方向。
(4)设置Parameters为Instance&Length,Newinstance=2,Length=60,在SelectedElement输入栏中单击,激活输入,选择图中实体的一条边为排列方向。
结果如图1-34所示。
图1-33图1-34
(5)快捷多重插入(FastMultiInstantiation)
,是多重插入的改进形式,它可以通过在如图1-32所示的多重插入的定义对话框中设置多重插入的参数,然后只需选择被复制的物体,以及单击快捷多重插入的图标,便完成插入操作。
首先在“多重插入”对话框中设置Instance=2,Length=30,选择图中直线为方向,单击Close按钮返回。
选择Crew(Crew.1),单击
按钮,完成多重插入,结果如图1-35所示。
1.2.9部件属性
装配设计模块的部件属性(Properties)与零件设计模块的特征属性有差别,部件属性具有Product、Graph、Mechanical和Drafting4个属性。
(1)打开1.2.5节中的例子AddingComponent.CATProduct。
在特征树上,右键单击需要修改属性的部件,选择
,或者选择需要修改属性的部件,按Alt+Enter键,如图1-36所示。
弹出如图1-37所示的“属性(Properties)”对话框。
图1-35图1-36
(2)如图1-38所示,
中的
表示该结点的属性。
❑
:
产品(Product)或者作为产品的一个部件的子产品(SubProduct)。
❑
:
部件(Component)。
❑
:
零件的一个实例(PartofInstance),
表示该零件是被激活的。
❑
:
零件(Part)。
图1-37图1-38
属性符号后面的部分“Crew”表示零件的序号(PartNumber),一个零件的所有实例(Instance)都具有相同的零件序号。
图1-36中Standard所示的4个Crew,它们是一个零件的4个实例。
“(Crew)”表示零件实例的名称(InstanceName)。
(3)在Properties对话框中可以修改部件的PartNumber和InstanceName。
在Product选项页,Component属性页中的InstanceName及Description都可以进行修改,对其进行修改仅仅是改变所选部件的属性,对Product属性页中的PartNumber进行修改将同时修改该零件的其他实例。
(4)可以修改特征树中部件的表示方法。
选择菜单Tools|Options,在弹出的Options对话框中选择Infrastructure|ProductStructure,选择NodesCustomization,如图1-39所示。
在“NodeDisplay”下有两个单选项,“DefaultDisplay”表示按照默认状态显示特征树中的结点,如上所述;“CustomizedDisplay”是按照用户的要求显示特征树中的结点,用户只需选择需要显示的内容,在DisplayFormat中便显示用户定制的显示方式,例如,设定格式为
,那么特征树的显示如图1-40所示。
图1-39图1-40
图1-43
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