catia曲面设计
CATIA自由曲面设计
以平面对称调整
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匹配曲面
曲面之间的联系可以是: 1- Point continuity (曲面边界被选择的新边界代替） 2- Tangent continuity 曲面沿选定的边界与另一曲面相切 3- Curvature 曲率连续 首先选需要调整的边界, 再选匹配的曲线 • 曲面将自动修改并显示信息 约束类型可被显示 (dashboard 内定义) 和被调整
3 种类型: • Basic = Analytic • Advanced = Approximated • Auto
步骤同前
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3D空间曲线
显示 在 dashboard 两种显示模式可以使用: - Contact points: 显示接触点. - U,V orders: 显示控制段落
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匹配类型 Analytic或 Approximated : • Analytic； • Approximated； • 选 Auto 模式让系统自动定义
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显示 : • 通过Quick connect Checker显示
距离、角度和曲率。 • Control Points to check/ modify
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平行曲面
Offset Surface
可以显示信息；并且是将曲面偏置，不是重新做一 个曲面
定义结果特性:
• 误差值 • 或控制点的值
Variable offset: 对每个角单独进行编辑
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如果是一个被裁切的曲面，其将按 照原始曲面进行偏置
Catia曲面设计
2、修复曲面
修复曲面是指将这两个独立存在的有间隙的曲面之间的间隙通过修复命令填补起来，
使两个曲面连接在一起。例如，地形面存在孔洞可以用修复命令来批量填补。
Confidential Information
编辑线框和曲面
3、分割曲面
行剪切。
和修剪曲面
；
分割命令可以对两个相交的曲面或是曲线进行分割，修剪是在两个元素之间互相进
Confidential Information
实体化曲面模型
切换到实体设计工作台后，可以使用基于曲面的实体操作工具条对曲面模型实体化。 在曲面特征被创建好以后，可以： 一、将曲面造型转换为实体特征——创建封闭曲面特征； 二、用曲面特征修剪实体特征——创建分割实体特征； 三、直接将曲面特征变成薄壳状态的实体特征——创建加厚曲面特征； 分别介绍如下： 一、创建封闭曲面特征
Confidential Information
创建三维线框几何特征
在曲面设计中，常用的线框几何特征罗列如下： 1、创建点 2、创建多点和多面 3、创建直线 4、创建基准平面
5、创建圆
6、创建投影曲线 7、创建相交曲线 8、创建样条曲线 分别介绍如下：
Confidential Information
a) 点-点：通过直线段的两个端点创建直线；
b) 点-方向：通过制定起点和方向来创建直线； c) 曲线的切线：通过曲线上的点、方向、相切类型来创建直线。 4、创建基准平面 可以通过以下方法来创建基准平面： a) 偏移平面：通过所选取的参考平面偏移一定的距离创建平面； b) 通过两条直线：通过选取两条直线来创建平面（注意：当选中“不允 许非共面曲线”复选框时，所选择的两条直线必须共面才能创建平面； c) 曲线的法线\切线：通过选取曲线以及曲线上的点，可以创建曲线上通 过该点的法线\切线面。
CATIA A级曲面基本设计
CATIA A级曲面基本设计示意图一、A级曲面基本设计意图：A级曲面通常是围绕造型师的设计意图，为了实现所需要的三维数字模型，来验证造型要求是否成立。
为了弥补手工模型制作缺陷，所以使用当今最先进的计算机辅助设计工具，进行数字化高精度处理，可直接定义所需的设计参数，可直接在计算机进行光顺品质检查。
所谓的A级曲面通常是指有规律性曲面，它可以定义单个曲面，也可以定义整体曲面的完整性，A级曲面严格定义就是完美表达形体，精度要求非常高。
二、A级曲面评价原则A级曲面: 所谓的A级曲面通常是指有规律性曲面，它可以定义单个曲面，也可以定义整体曲面的完整性，A级曲面严格定义就是完美表达形体，精度要求非常高。
对于单一A级曲面，其控制顶点排列必须有规律，最高阶数通常在5~6阶，最高一般不超过8阶。
曲面边界延伸后一般不会出现卷曲自交现象。
总之单一曲面要简单漂亮，曲率一般单凸，斑马纹一般均匀分布，并有规律性变化。
对于整体A级曲面，所有曲面控制顶点一般排列整齐，相关特征流动方向均匀一致，对于汽车高可见区零件及仪表板表面，门内饰板上部等，曲面的质量达到95%以上的大的特征面达到2阶曲率连续或2阶曲率以上连续, 5%的局部少可见区小面或过渡圆角达到1阶连续或1阶曲率以上连续. 特征面在分块线（分缝线）处在高可见区要2阶或以上曲率连续，少可见区或不特别重要的零件分块线（缝隙处）区可小区域1阶曲率连续（如果是造型因素不连续也可以例外）。
特征性不连续属正常造型设计可以不连续，对于大曲面特征最好采用单一特征曲面，个别不能用一个面而必须用两个特征面拼接的高可见区大面，要2阶或2阶以上的连续，以使曲面质量达到较高水平。
三、A级曲面光顺基本要求外表面所有区域及内饰的高可见区表面都属于A级曲面。
A面中95%大面和明显区域特征面间拼接处位置偏差小于0.005mm, 角度偏差小于0.05度，且必须为单片面（v和u 方向均为单patch 面），阶数小于等于6阶，个别不超过8阶。
(CATIA逆向设计基础)第4章自由曲面设计模块
03 Catia自由曲面设计模块 介绍
Catia的自由曲面设计工具
Catia的自由曲面设计工具提供了强大的建模能力，可以创建复杂的曲面和形状，满 足各种设计需求。
该工具集成了多种建模技术，如曲线、曲面和实体建模，使得用户能够灵活地创建 和编辑自由曲面。
用户可以通过交互式界面轻松地调整曲面的形状和参数，实现高效的设计和修改。
曲面质量评估与优化
Catia提供了曲面质量评估工具，可以帮助用户检 查曲面的连续性、几何误差和其他质量指标。
通过分析曲面的质量，用户可以识别和解决潜在 的问题，提高曲面的准确性和美观度。
优化工具可以帮助用户改善曲面的形状、光顺性 和其他属性，提高设计效率和质量。
曲面数据的管理与导
Catia提供了强大的数据管理 功能，允许用户组织和存储曲 面数据，方便后续的编辑和引
Catia软件将进一步集成更 多的设计和分析工具，以 提供更全面的解决方案。
智能化
借助人工智能和机器学习 技术，Catia软件将实现智 能化的设计和优化，提高 设计效率和质量。
云化
Catia软件将加强与云计算 的结合，实现数据共享、 远程协作等功能，提升用 户体验和工作效率。
自由曲面设计的未来应用场景
Catia的自由曲面设计模块提供了多种曲线和曲面的创建、编 辑和分析工具，支持设计师进行复杂曲面造型和优化。同时 ，Catia还支持与其他CAD软件的集成，方便设计师进行数据 交换和协同工作。
02 自由曲面设计基础
曲面几何基础
曲面的定义
曲面是一组点在三维空间中的集合，这些点由连续的参数 曲线定义。曲面可以由一个或多个参数方程表示，其中参 数可以是二维平面上的一个点或角度。
编辑曲面
编辑曲面包括调整曲面的形状、修改曲面的参数方程、分割曲面等操作。 在Catia中，可以使用多种工具来编辑曲面，如移动、旋转、缩放等。
CATIA曲面设计实例分析
CATIA曲面设计实例分析CATIA（Computer Aided Three-dimensional Interactive Application）是一种广泛应用于机械设计和CAD/CAM领域的三维建模软件。
在CATIA中，曲面设计是一项重要的功能，可以用于创建各种复杂形状的曲面。
本文将通过分析一个CATIA曲面设计的实例来探讨其应用和技巧。
一、实例背景我们以设计一款汽车车身为例来进行CATIA曲面设计的实例分析。
汽车车身在外观设计中起到重要的作用，曲面造型的设计关乎整体外观的美观与流线型。
通过CATIA曲面设计，设计师可以精确控制曲面的形状和曲率，实现高质量的外观效果。
二、曲面建模基础在进行曲面设计前，我们需要先了解曲面建模的基本概念和技术。
1. B样条曲线和曲面：B样条曲线和曲面是CATIA中常用的曲线和曲面建模方法。
B样条曲线由一系列控制点和权重函数定义，可以通过调整控制点的位置和权重来调整曲线形状。
曲面则是在二维平面上通过多个B样条曲线的组合而成。
2. 控制点和权重：控制点是曲线或曲面形状塑造的关键。
通过调整控制点的位置和权重，可以改变曲线和曲面的形状。
权重用于调整控制点对曲线或曲面形状的影响程度，不同权重值会产生不同效果。
3. 曲面属性：曲面的属性包括曲率、凸度、对称性等。
通过调整曲面的属性，可以实现不同的外观效果和设计要求。
三、CATIA曲面设计实例在CATIA中，曲面设计是一个迭代的过程，需要不断调整和优化曲面形状。
下面是一个简化的CATIA曲面设计实例：1. 创建基准曲线：首先，在XY平面上创建汽车车身的基准曲线。
通过绘制多个B样条曲线，并设置控制点和权重来实现曲线的形状。
2. 创建曲面：根据基准曲线，使用CATIA的曲面命令创建车身的曲面。
通过调整曲面的控制点和属性，不断优化曲面的形状，使之符合设计要求。
3. 确定剖面位置：根据设计要求，确定车身的不同剖面位置，如前轮拱、后轮拱、车顶等。
CATIA逆向设计基础-自由曲面设计模块
5 转换
Converter Wizard
6 复制几何参数
Copy Geometric Parameters
4.3.2 形状修改
对称
扩展 Extend
控制点
单边匹配 Match Surface
全局变形 Global Deformation
外形拟合 Fit to Geometry
4.3.2 形状修改
4.1 曲线创建
曲线投影
4.1 曲线创建
曲线圆角匹配 （基本不用）
曲线匹配（Match Curve）命令可按照定义的连续性，在空间上将一条 曲线连接到另一条曲线上。
4.2 曲面创建（重点）
自由曲面工作台为用户提供了多种曲线创建方法
网状曲面 样式扫略
直线—曲率半径无穷大，曲率为0mm-1； 圆—曲率半径即圆的半径，曲率为半径
的倒数！（均匀一致）
01 Curvature analysis.CATPart
4.4.1 曲线的分析
曲线的连续性分析
G0—分析两曲线/曲面之间的 间隙；(0 mm) G1—分析两曲线/曲面之间的 相切情况；(0°) G2—分析曲线/曲面的曲率; (0，A级曲面应当达到的级别) G3—分析曲线/曲面曲率的变 化率；(0°)
G0：保持位置连续； G1：保持切线连续； G2：保持曲率连续； G3：保持曲率变化率连续。
10Styling R.CATPart
4.2 曲面创建
4.2.9样式圆角
无修剪
1修剪 G0
G2
4.2 曲面创建
• 4.2.10 网状曲面
11Net Surface.CATPart
11 Multi-sections surface.CATPart
(整理)Catia--曲面设计.
第一章曲面设计概要1、曲面造型的数学概念：（1）、贝塞尔（Bezier）曲线与曲面：法国雷诺的Bezier在1962年提出的，是三次曲线的形成原理。
这是由四个位置矢量Q0、Q1、Q2、Q3定义的曲线。
通常将Q0，Q1，…，Qn组成的多边形折线称为Bezier控制多边形，多边形的第一条折线与最后一条折线代表曲线起点和终点的切线方向，其他折线用于定义曲线的阶次与形状。
（2）、B样条曲线与曲面：与Bezier曲线不同的是权函数不采用伯恩斯坦基函数，而采用B样条基函数。
（3）、非均匀有利B样条（NURBS）曲线与曲面：NURBS是Non-Uniform Rational B-Splines的缩写。
Non-Uniform（非统一）指一个控制顶点的影响力的范围能够改变。
当创建一个不规则曲面的时候，这一点非常有用。
同样，统一的曲线和曲面在透视投影下也不是无变化的，对于交互的3D建模来说，这是一个严重的缺陷。
Rational（有理）指每个NURBS物体都可以用数学表达式来定义。
B-Spline（B样条）指用路线来构建一条曲线，在一个或更多的点之间以内差值替换。
（4）NURBS曲面的特性及曲面连续性定义：NURBS曲面的特性：NURBS用数学方法来描述形体，采用解析几何图形，曲线或曲面上任何一点都有其对应的坐标（x,y,z），据有高度的精确性。
曲面G1与G2连续性定义：Gn表示两个几何对象间的实际连续程度。
●G0：两个对象相连或两个对象的位置是连续的。
●G1：两个对象光滑连接，一阶微分连续，或者是相切连续的。
●G2：两个对象光滑连接，二阶微分连续，或者两个对象的曲率是连续的。
●G3：两个对象光滑连接，三阶微分连续。
●Gn的连续性是独立于表示（参数化）的。
2、检查曲面光滑的方法：①、对构造的曲面进行渲染处理，可通过透视、透明度和多重光源等处理手段产生高清晰度的、逼真的彩色图像，再根据处理后的图像光亮度的分布规律来判断出曲面的光滑度。
CATIA软件曲面建模方法
CATIA软件曲面建模方法CATIA是一种广泛应用于工程设计领域的软件，它具备强大的曲面建模功能，能够帮助用户在设计过程中轻松创建各种复杂的曲面形状。
本文将介绍CATIA软件中常用的曲面建模方法，帮助读者更好地了解和应用这一工具。
一、概述曲面建模是指根据给定的点、线或曲线来创建平滑曲面的过程。
CATIA软件提供了多种方法和工具来实现曲面建模，涵盖了从简单曲面到复杂曲面的创建和编辑。
二、基本曲面建模方法1. 简单曲面：在CATIA软件中，我们可以使用基本的形状生成命令来创建简单的曲面，例如：平面、球体、圆柱和锥体等。
这些形状可以通过参数化调整来满足设计需求。
2. 曲线生成曲面：CATIA软件中的曲线工具可以帮助用户创建各种曲线，例如：直线、圆弧、样条曲线等。
通过选择并连接这些曲线，可以生成平滑的曲面。
3. 曲面修剪：当曲面模型需要进行修剪时，CATIA软件提供了修剪工具，该工具可以根据指定的边界曲线来修剪曲面。
4. 曲面融合：曲面融合是将不同曲面连接成整体的过程。
CATIA软件中的融合面功能可以帮助用户在曲面之间创建平滑过渡。
5. 曲面分割：曲面分割是将曲面按照指定的几何形状进行分割的过程。
CATIA软件中的分割功能可以帮助用户按照要求的形状将曲面分割成多个部分。
三、高级曲面建模方法除了基本的曲面建模方法外，CATIA软件还提供了一些高级曲面建模工具，用于创建更复杂的曲面形状。
1. 曲线投影：CATIA软件中的曲线投影功能可以通过选择曲线及其投影方向，将曲线投影到平面或曲面上，从而生成新的曲面。
2. 曲面偏移：曲面偏移是指在给定曲面上创建一个相似但具有不同大小或位置的新曲面。
CATIA软件的曲面偏移功能可以帮助用户进行此操作。
3. 曲面增强：在CATIA软件中，我们可以使用曲面增强工具来对现有曲面进行修饰和增强，例如添加细分曲线、细节和模型边缘等。
四、应用案例以下是一些CATIA软件曲面建模方法在实际工程设计中的应用案例：1. 汽车外观设计：CATIA的曲面建模功能可以帮助汽车设计师创建车身表面的复杂曲线和曲面，从而实现独特且流线型的外观设计。
catia曲面设计
曲面设计适应性扫琼（可变截面扫琼）：（一) 在一条引导线上由不同截面控制适应性扫掠(二) 由关联的父特征线控制的适应性扫掠1．参数出现的前提是要将曲面定义约束（没有约束不能出现参数）2．点2就是两个截面扫琼的端点（当然可以增加点3或点4，最后一个点是扫琼的端点面）3．增加点的方法是：在“点1”处右击——增加点4．创建草图时，点药创建道指引曲线和脊线上、多截面曲面有时选择引导线进行多截面的曲面创建时会创建不成功，此时可通过脊线来实现，注意闭合点和截面轮廓要相对应扫略中脊线和引导线的区别1）脊线用来约束曲面形成的路径 引导线通过约束边线来控制脊线法面上截面的形状和位置 举个例子 有这样一个多截曲面 截面1和2都是正方形 但是大小不一样如果脊线采用的是1和2的中心连线 那这个形成的曲面就是‘直’的脊线采用曲线或者空间曲线 那形成的曲面就是‘弯’的如果引导线采用1和2的顶点连线 形成曲面的边界是‘直’的 换成曲线的 那边界不是直的 这改变了形状如果引导线采用1和2上两个错位的顶点连线或者通过这两个错位顶点的曲线 那么形成的曲面就是螺旋的 这改变了位置2）脊线,就是在扫略过程中,截面永远和它垂直的曲线,永远垂直的意思就是用这个脊线来控制扫略的方向. 脊线不要求和截面线有相交.它只是指示了一个生成特征的方向而已.引导线则不同,引导线不控制扫略的截面方向,但是扫略截面必须和引导线有交点(重定位截面例外).也就是说,扫略截面上的某点必须在引导线上.下图中1图是在多截面实体中脊线命令下，但是没有引用脊线；下图2是在多截面实体中脊线命令下，但是引用脊线注意，此图不用利用引导线，因为曲线与曲面没有相交下图中2 是运用引导线的作用结果扫掠时，若选择直线为轮廓线，多边形为引导线，则出现下图，扫掠时，若选择多边形为轮廓线，直线为引导线，则出现下图投影该命令可以方便快速的创建复杂曲面。
该命令使用的关键是要理解“可选构造元素”的含意，和一般扫描命令不同的就是，关联元素特征线其实也起到了引导线的作用。
CATIA曲面设计详解
3．在平面上取点 ．
选择图7-3所示对话框 域的On plane项， 对话框 选择图 所示对话框Point type域的 所示对话框 域的 项 改变为图7-6的形式 的形式。 改变为图 的形式。 分别在对话框的Plane、 H、 V、 Reference Point域输入 分别在对话框的 、 、 、 域输入 平面、 、 坐标值 平面、H、V坐标值 以及参考点，单击OK 以及参考点，单击 按钮，即可得到该点， 按钮，即可得到该点， 也可以直接用鼠标在 平面上取点。 平面上取点。参考点 可以是平面上的任意 点，默认的参考点是 坐标原点。 坐标原点。 图7-6 在平面上取点的对话框
4 . 在曲面上取点
选择图7-3所示对话框 域的On surface项，对话框 选择图 所示对话框Point type域的 所示对话框 域的 项 改变为图7-7的形式 的形式。 改变为图 的形式。
图7-7在曲面上曲点的对话框 在曲面上曲点的对话框
分 别 在 对 话 框 的 Surface 、 Direction 、 Distance 、 Reference Point域输入曲面、方向 、 距离值以及参考点， 单 域输入曲面、 域输入曲面 方向、距离值以及参考点， 按钮， 击OK按钮，即可得到该点，也可以直接用鼠标在曲面上取点。 按钮 即可得到该点，也可以直接用鼠标在曲面上取点。 参考点可以是曲面上的任意点，默认的参考点是曲面中心。 参考点可以是曲面上的任意点，默认的参考点是曲面中心。
图7-1
7.2 生成线框元素的工具 所示为生成线框元素工具的【 图 7-2所示为生成线框元素工具的 【Wireframe】 所示为生成线框元素工具的 】 及其下级工具栏。 及其下级工具栏。
图7-2【Wireframe】及其下级工具栏 【 】
Catia--曲面设计
Catia--曲⾯设计第⼀章曲⾯设计概要1、曲⾯造型的数学概念：（1）、贝塞尔（Bezier）曲线与曲⾯：法国雷诺的Bezier在1962年提出的，是三次曲线的形成原理。
这是由四个位置⽮量Q0、Q1、Q2、Q3定义的曲线。
通常将Q0，Q1，…，Qn组成的多边形折线称为Bezier控制多边形，多边形的第⼀条折线与最后⼀条折线代表曲线起点和终点的切线⽅向，其他折线⽤于定义曲线的阶次与形状。
（2）、B样条曲线与曲⾯：与Bezier曲线不同的是权函数不采⽤伯恩斯坦基函数，⽽采⽤B样条基函数。
（3）、⾮均匀有利B样条（NURBS）曲线与曲⾯：NURBS是Non-Uniform Rational B-Splines的缩写。
Non-Uniform（⾮统⼀）指⼀个控制顶点的影响⼒的范围能够改变。
当创建⼀个不规则曲⾯的时候，这⼀点⾮常有⽤。
同样，统⼀的曲线和曲⾯在透视投影下也不是⽆变化的，对于交互的3D建模来说，这是⼀个严重的缺陷。
Rational（有理）指每个NURBS物体都可以⽤数学表达式来定义。
B-Spline（B样条）指⽤路线来构建⼀条曲线，在⼀个或更多的点之间以内差值替换。
（4）NURBS曲⾯的特性及曲⾯连续性定义：NURBS曲⾯的特性：NURBS⽤数学⽅法来描述形体，采⽤解析⼏何图形，曲线或曲⾯上任何⼀点都有其对应的坐标（x,y,z），据有⾼度的精确性。
曲⾯G1与G2连续性定义：Gn表⽰两个⼏何对象间的实际连续程度。
●G0：两个对象相连或两个对象的位置是连续的。
●G1：两个对象光滑连接，⼀阶微分连续，或者是相切连续的。
●G2：两个对象光滑连接，⼆阶微分连续，或者两个对象的曲率是连续的。
●G3：两个对象光滑连接，三阶微分连续。
●Gn的连续性是独⽴于表⽰（参数化）的。
2、检查曲⾯光滑的⽅法：①、对构造的曲⾯进⾏渲染处理，可通过透视、透明度和多重光源等处理⼿段产⽣⾼清晰度的、逼真的彩⾊图像，再根据处理后的图像光亮度的分布规律来判断出曲⾯的光滑度。
CATIA曲面设计
CATIA曲面设计CATIA是一款由法国达索系统公司开发的三维设计软件，它提供了丰富的工具和功能，使用户能够进行各种设计任务。
其中，曲面设计是CATIA的一个重要功能，它在汽车、飞机、船舶等领域的设计中起着至关重要的作用。
本文将介绍CATIA曲面设计的基本原理和应用。
一、CATIA曲面设计的基本原理曲面是由许多曲线构成的，而曲线是通过连接不同的点所得到的。
在CATIA中，曲线和曲面的创建是基于数学模型的，具体来说，是基于贝塞尔曲线和贝塞尔曲面的原理。
贝塞尔曲线是一种通过给定的控制点，通过插值运算得到的曲线。
在CATIA中，用户可以通过调整控制点的位置、权重和个数，来控制曲线的形状。
通过将多个贝塞尔曲线连接起来，就可以创建复杂的曲面。
贝塞尔曲面则是由多个贝塞尔曲线构成的。
在CATIA中，用户可以通过将贝塞尔曲线进行连接和调整，来创建曲面。
CATIA还提供了多种曲面操作工具，如修剪、切割、偏移等，使用户能够对曲面进行进一步的编辑和优化。
二、CATIA曲面设计的应用CATIA曲面设计在许多领域都有广泛的应用。
以下将介绍其中几个典型的应用案例。
1. 汽车设计在汽车设计中，曲面设计是非常重要的一部分。
汽车外观的美观性和空气动力学性能都与曲面设计密切相关。
CATIA提供了丰富的曲面设计工具，使汽车设计师能够创建出流线型的车身曲面，以提高汽车的空气动力学效果和燃油效率。
同时，CATIA还支持对车身曲面进行模拟和分析，以确保其在不同工况下的稳定性和安全性。
2. 飞机设计在飞机设计中，曲面设计同样具有重要的作用。
飞机外形的流线型设计不仅能减少气动阻力，提高飞行速度，还能提高飞行稳定性和安全性。
CATIA提供了丰富的飞机曲面设计工具，使飞机设计师能够创建出符合气动原理和结构强度要求的曲面结构。
同时，CATIA还支持对飞机曲面进行分析和仿真，以确保其在各种飞行工况下的性能和安全性。
3. 船舶设计在船舶设计中，曲面设计同样扮演着非常重要的角色。
catia复杂曲面设计技巧
catia复杂曲面设计技巧
1.理解并掌握基础操作：熟练掌握CATIA的基本操作是设计复杂曲面的基
础，包括但不限于草图绘制、几何建模、曲面构建等。
2.考虑曲面的连续性：在设计复杂曲面时，要考虑曲面的连续性，包括几何
连续性和参数连续性。
这有助于保证曲面的平滑度和完整性。
3.利用曲线和曲面分析工具：CATIA提供了丰富的曲线和曲面分析工具，如
曲率分析、截面分析、高斯分析等。
这些工具可以帮助你检查曲面的质量，并及时发现和修正问题。
4.使用混合设计技术：混合设计技术是将传统设计与参数化设计相结合的一
种方法。
通过混合设计，你可以在保持设计灵活性的同时，提高设计的可预测性和可重复性。
5.学习并应用高级功能：CATIA提供了许多高级功能，如曲面重建、网格建
模、点云处理等。
学习并应用这些功能可以帮助你更高效地设计复杂曲面。
6.注重细节和美感：设计复杂曲面不仅是一项技术工作，也是一项艺术工作。
注重细节和美感可以帮助你设计出更优雅、更符合人们审美的曲面。
CATIA-V5教程-第9章--自由曲面设计-
9.2 自由曲面制定工具栏介绍
Catia V5的自由曲面制定由以下几组工具栏组成：曲线创建 工具栏〔Curve Creation〕、曲面创建工具栏〔Surface Creation〕、外形编辑工具栏〔Shape Modification〕 、几何操作工具栏〔Operations〕、外形分析工具栏〔 Shape Analysis〕和相关工具工具栏〔Tools〕。
之间的最大偏差，仅适用于“中断曲面〞选项下的“修剪曲面 〞选项。
1-31
9.6.2 恢复剪切曲面或曲线
【取消剪切】工具，是是使用了【中断曲面或曲线】工具〔 该工具是自由曲面制定平台中的工具〕、【分割】工具 对曲面或曲线修剪操作后，进行还原的工具。该工具的 使用方法与8.4.1“曲面的合并〞中相应工具使用方法相同 。
1-30
9.6.1 剪切曲面或曲线
【剪切】工具，是用于剪切曲线或曲面的工具。单击该工具按钮 ，系统弹出中断〔Break〕对话框，。该对话框的内容如下所 述：
【中断类型】选项组用于设置中断类型： 【中断报告】〔Report〕按钮：用于显示中断操作报告。 【选择】选项组用于设置以下内容： 【修剪类型】选项组用于定义中断类型： 【投影】选项组用于设置以下投影方式： 【外插延伸】选项组可以设置以下内容： 【偏差】按钮：显示对话框中和几何图形上原始曲面和结果曲面
建顺接曲线。 〔3〕右键单击点和曲率文本，在上下文菜单项选择择切线连接； 〔4〕右键单击数值1，在上下文菜单项选择择编辑张度，在对话
框中键入1； 〔5〕单击桥接曲面曲线对话框上的【确定】按钮，完成顺接曲线
创建。
1-9
9.3.6 创建圆角曲线
【造形圆角】工具，是在两条共面的曲线上创建圆角的工具。单击该工 具按钮，系统弹出样式圆角定义对话框，该对话框的内容如下所述：
CATIA航空产品设计与制造课件：曲面设计
定子叶片 ➢ 二次曲线类轮廓扫描
按照确定二次曲线轮廓的方式，它又分为四种子类型： （1）两条导线和切面控制以及一个参数值，见图7-63。 （2）三条导线和切面。 （3）四条导线和切面。 （4）五条导线。
图7-63 二次曲线类型扫描曲面实例
定子叶片
2.6 填补
图标 的功能是以选择的曲线作为边界围成一个曲面。单击该图标， 弹出图7-64所示对话框，在Boundary域连续输入曲线或已有曲面的边界， 即可生成填充曲面。对话框中各项含义如下： （1）Boundary列表框：输入曲线或已有曲面的边界。 （2）AddAfter：单击此按钮，在选取的边界后增加边界。 （3）AddBefore：单击此按钮，在选取的边界前增加边界。 （4）Replace：单击此按钮，替换选取的边界。 （5）Remove：单击此按钮，去掉选取的边界。 （6）Replace Support：单击此按键，替换选取边界的支撑曲面。
（4）一条导线、一个参考曲面、一个角度值和两个外延值。
（5）一条导线、一个和扫描面相切的参考曲面
定子叶片 ➢ 圆或圆弧类轮廓扫描
按照确定圆或圆弧轮廓的方式，它又分为四种子类型： （1）三条导线。 （2）两条导线和半径值。 （3）一条中心线和两个角度值。 （4）一条中心线和半径值，见图7-62。
图7-62圆弧类型扫描曲面（第四子类）
定子叶片
2.4 等距
图标 的功能是生成等距曲面。等距曲面是产生一个或几个和曲面对 象间距等于给定值的曲面的方法。单击该图标，弹出图7-59所示对话框。对 话框中各项含义如下： （1）Surface：输入一个曲面。 （2）Offset：输入距曲面的间距值。 （3）Reverse Dir：单击此按键，改变成在原曲面的另一侧生成等距曲面。 （4）Both sides：单击此按钮，在原曲面的两侧生成等距曲面。 （5）Repeat object after OK：单击此按钮，可以重复使用等距曲面命令， 产生间距相同的几个等距曲面，在特征树上产生一个新的Openbody,存放产 生的等距曲面。
catia创成式曲面设计实例
Catia创成式曲面设计实例1. 概述Catia是一款广泛应用于制造业的三维设计软件，其中的曲面设计功能十分强大。
曲面设计在产品设计中占据着重要地位，能够满足复杂曲面形状的设计需求。
本文将以Catia软件为工具，结合实际案例，介绍创成式曲面设计的基本原理和具体实例。
2. 曲面设计的基本原理曲面设计是对物体表面形状的设计和加工。
创成式曲面设计是指通过定义曲线和曲面边界条件，来生成复杂曲面的过程。
在Catia软件中，创成式曲面设计主要包括以下几个步骤：2.1 曲线设计在进行曲面设计之前，需要先设计出满足要求的曲线。
在Catia中，可以通过曲线工具绘制各种类型的曲线，如直线、圆弧、样条曲线等。
这些曲线将成为后续曲面设计的基础。
2.2 曲面创建在获得了满意的曲线后，可以利用Catia中的曲面创建工具来生成曲面。
通过定义曲线的边界条件，可以创建出各种形状的曲面，如圆柱、球面、双曲面等。
2.3 曲面编辑生成曲面后，可能需要对曲面进行进一步编辑和调整，以满足设计要求。
Catia提供了丰富的曲面编辑工具，可以对曲面进行平移、旋转、拉伸等操作，使得曲面的形状更加精确。
2.4 曲面连接在实际的产品设计中，往往需要将多个曲面进行连接，形成完整的产品外形。
Catia提供了丰富的曲面连接工具，可以实现曲面之间的无缝连接，使得整体外形更加流畅。
3. 创成式曲面设计实例下面将通过一个实际的案例，介绍Catia中创成式曲面设计的具体应用。
3.1 案例背景某汽车设计公司需要设计一款新型轿车的车身外形。
车身外形由多个复杂曲面组成，需要使用创成式曲面设计来实现。
3.2 曲线设计设计师利用Catia中的曲线工具，绘制出轿车的侧面、前面和后面的轮廓曲线。
这些曲线将成为后续曲面设计的基础。
3.3 曲面创建利用绘制的曲线，设计师使用Catia中的曲面创建工具，生成了轿车的车身曲面。
在创建过程中，需要根据曲线的边界条件和设计要求，定义曲面的形状和参数。
CATIA 曲面
样条曲线：
创建一条依次通过你所选点的 曲线。
将点添加到你所选点之后
将点添加到你所选点之前
替换你所选点
自动封闭曲线
删除你所选点
CATIA的曲面设计模块
螺旋曲线：
螺旋曲线的起点 螺旋曲线的旋转轴 螺旋曲线的螺距 螺旋曲线总的高度 螺旋曲线旋转的方向
自定义螺旋曲线的外轮廓，此时 起点必须在此轮廓线上
CATIA的曲面设计模块
CATIA的曲面设计模块
旋转 可以将点、线、面绕指定的旋 转轴旋转，相应的生成线、面、 体。 注意：旋转过程轮廓线不能自 相交或不能与旋转轴相交。 指定旋转对象 指定旋转轴 指定旋转角度
CATIA的曲面设计模块
创建球面 通过指定圆心和半径 来创建球 面或是部分球面（角度可以设 定-需要选择参考坐标系） 指定球心 指定参考坐标系，主要用来创建局部球面 指定半径
CATIA的曲面设计模块
With draft direction
指定轮廓线 指定方向 指定角度 扫掠2 沿指定轮廓线拉伸 面，使面与指定的 方向成指定的角度， 也就是使做出的面 有指定的拔模角度 （此时指定方向为 拔模方向）。
调整拉伸面的长度
CATIA的曲面设计模块
Center and radius
CATIA的曲面设计模块
选取被剪切对象 选取剪切对象
剪切：用一个元素去剪切另 外一个元素，注意这两个元 素必须相交，但剪切元素不 必比被剪切元素大。 注意：选择保留双侧时，被 切割元素只能选择一个。两 元素之间的交线只能由一个， 否则会报错。
选取保留边
在选择要保留或移除元素时 注意不要直接选面，要选要 当被剪结果有几种的 保留或移除元素上的点或线， 时候可通过此选项来 若选择的是线，则线不能同 时属于多个区域。 确定要保留的部分
CATIA曲面设计实例
CATIA曲面设计实例CATIA（Computer-Aided Three-Dimensional Interactive Application）是一款功能强大的三维建模软件，广泛应用于航空航天、汽车、工业设计等领域。
本文将介绍一些CATIA曲面设计的实例，帮助读者更好地理解和应用CATIA软件。
一、简介CATIA曲面设计是基于NURBS曲面理论，通过控制曲线和面的形状进行曲面建模。
NURBS曲线是一种数学公式，具有灵活性和精确性，非常适合用于创建复杂的曲面。
二、实例1：汽车车身设计在汽车设计领域，曲面设计是至关重要的环节。
CATIA可以帮助设计师通过曲面构建模块来创建车身曲面。
首先，设计师可以使用曲线工具创建车身的主要曲线轮廓，如车顶线和车身侧面线。
然后，通过曲面工具将这些曲线连接起来，形成完整的车身曲面。
设计师可以根据需要调整曲面的形状和光滑度，以满足美学和工程要求。
三、实例2：飞机机身设计在航空航天领域，CATIA的曲面设计功能也发挥着重要作用。
例如在飞机机身设计中，设计师可以利用CATIA的曲面工具创建机身曲面，并特别关注飞机的气动外形和结构强度。
设计师可以通过控制曲面的形状和光滑度来优化机身外形，以减少阻力和提高飞行性能。
此外，CATIA还可以帮助设计师进行机身的结构分析和飞行模拟，以确保飞机的安全和性能。
四、实例3：产品外观设计CATIA还广泛应用于产品外观设计领域。
无论是汽车、手机还是家电产品，外观设计是吸引消费者的重要因素。
通过CATIA的曲面设计工具，设计师可以快速创建产品的流线型曲面，并进行实时渲染和观察。
设计师可以根据市场需求和用户偏好，灵活调整产品的曲面形状和色彩，实现最佳的外观效果。
五、总结CATIA曲面设计是一项重要的工程技术，广泛应用于各个行业。
在汽车、航空航天和产品设计领域，CATIA的曲面设计工具为设计师提供了强大的功能和灵活性，帮助他们创造出优秀的产品和解决方案。
CATIA曲面设计
38
5.2 线框创建
平行曲线
平行曲线就是在某个支持面上作3D曲线的平行线。 C_5_PPT_1_SourceFile_29
沿不同支持面得到平行线不同
在平行中运用法则曲线，能得到一些复杂曲线。其概念就是平行偏 移量不再是一个常数，而是一个随法则线变化的变量。
39
5.2 线框创建
3D曲线偏移
46
5.3 曲面创建
偏置曲面（1/4）
C_5_PPT_1_SourceFile_35
曲面的偏置用于创建一个或者多个现有面的偏置曲面，方向是沿着曲面的法线方向。偏置有三
个工具他们有不同的功能。
一般偏置
可变偏移
粗略偏移
47
5.3 曲面创建
偏置曲面（2/4）
一般偏置
当有些曲率变化复杂的曲面会出现用偏移工具无法偏移的情况，可 以在偏移中要移除的子元素中加入无法进行偏移的子面 。
48
5.3 曲面创建
偏置曲面（3/4）
可变偏置
49
5.3 曲面创建
偏置曲面（4/4）
粗略偏置，对于曲面进行大致的偏移，创建与初始曲面近似的曲面。
给定偏差值越大，曲面变形也越大。
50
5.3 曲面创建
扫掠曲面（1/23）
沿着一条或者多条引导线移动一条轮廓线而成的曲面。其中引导线可以使开放曲线也可以是闭
一般点的创建（3/7）
点在平面上 C_5_PPT_1_SourceFile_2
9
5.2 线框创建
一般点的创建（4/7）
点在曲面上 C_5_PPT_1_SourceFile_2
右键可 选择方 向类型
依附曲面
默认为中间点
10
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在构造扫描曲面时，轮廓线 （Profile）只能有一条， 且必须是平面曲线
用一条或两条引导曲线（Guide Curve）控制扫描曲面的生成 ，可以是平面曲线或空间曲线
10
扫描曲面（Sweep）（2/4）
用直线轮廓线（Implicit Line）生成扫描曲面
直线轮廓类型示例
二条限制线类型
限制线与中间线类型
在曲线上显示最大的不连续值
48
Line tangent to curve
Bisecting line
Line Angle/Normal to curve
Line Normal to surface
23
三面相切倒圆（Tritangent Fillet）
生成一个倒圆面的同时，将其中的一个支撑面去掉。系统自动计算倒圆半径，以去掉其 中的一个面
7
通过边界创建面
选择曲线或曲面的边界形成封闭 边界。也可以为每条曲线选择支 撑曲面，这样能保证待生成填充 面与支撑面相切
生成两元素之间的过渡曲面
8
从其他曲面创建曲面
给定一个偏置值和一个方向 ，从以存面生成偏置面 。 偏置面与初始面平行
可以同时创建 几个偏置面
9
扫描曲面（Sweep）（1/4）
通过平面轮廓线（Profile），沿用户定义的参数（如引导曲线或参 考元素）运动，在轮廓线运动、变化过程中，轮廓线所在的平面始终 与脊骨曲线垂直，而生成的曲面
修剪元素只可以保留每个元 素的一部分
26
从曲面提取元素
可以从一个曲面给予传播条件提取边界，曲面或曲线
Face extraction
Edge extraction
萃取一些元素
Boundary extraction with limits
27
转换 (1/2)
转换被用来修改线框或曲面元素的大小，位置，方位等
3
输入倒圆半径（Radius） 并且确认
在一些情况下，倒圆面有可能是重叠的，此时可选择Trim ribbons选 项，以修剪掉倒圆的重叠部分
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棱线倒圆（Edge Fillet）(2/2)
倒圆面端点约束示例
On plane On curve Coordinates
无约束
切矢约束
On surface Tangent on curve
某些特征无法直接用实体造型功能完成，可以先利用曲面设计平台的工具创建 出来，再利用基于曲面特征的功能得到所需的实体
1
点击合适的基于曲面特征图标 选择曲面被加工
2
3
确认特征的创建
34
通过曲面创建实体(2/2)
基于曲面创建实体的四种不同的方法 :
Split Body
Close Surface Sew Surface
1
点击Tritangent Fillet工具条 选择要倒圆的二个面（Faces to fillet） 选择端部类型（Extrimities）
2
3
选择要去除的面（Face to remove），并且确认
24
修补元素
当合并几个曲面时修补操作 可以填充间隙
用Join这个操作可以集合一个单一元 素或几个相邻的曲面，几个相邻的曲 线
Tangency Analysis
Curvature Analysis
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检查曲线间的连接(1/2)
Distance analysis
三个分析类型 : - 距离分析 - 相切分析 - 曲率分析
Tangency analysis
Curvature analysis
47
检查曲线间的连接 (2/2)
Quick 选项允许用户勾选使得不连续 不侦测 如果相切和曲率不连续都被侦测, 仅 仅相切不连续显示
注意：在生成自适应扫描曲面的草图时，虽然草图形状相同，但如果对草 图的约束方式不同，最后生成的自适应扫描曲面的形状也不同
14
创建放样曲面
几个参数能建立定义放样曲面 :
Tangency Closing point
Guide curve Coupling Spine Manual coupling Limitation
输入倒圆半径（Radius） 并且确认
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棱线倒圆（Edge Fillet）(1/2)
用于沿一个曲面的内部棱线生成一个过渡曲面
1
点击Shape Fillet工具条
2
选择要倒圆的棱线
选择过渡面端部类型（Extrimities） 可以选择外衍类型： Tangent：将倒圆面外衍到第一 条切矢不连续的棱线处。 Minimal：将倒圆面外衍到第一个 几何约束处。
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几何操作功能（1/2）
修补元素 切割和修剪元素 从曲面提取元素 适用转换 推断元素 创建接近元素 创建阵列
16
几何操作功能（2/2）
两曲面倒圆（Shape Fillet） 创建线 创建平面 创建曲线
17
两曲面倒圆（Shape Fillet）
用于在两曲面间生成倒圆面，倒圆面是一球体在两面间滚动而生成的曲面
1
点击一个转换图标
2
显示转换对话框
一个操作可以同时转换 几个元素
3
输入转换的信息在定义框并且确认
28
转换 (2/2)
Affinity
六种转换类型:
Translation
Axis to Axis
Symmetry
Rotation Scaling
29
推断元素
外推一个曲线或曲面，延伸它到其他的元素 ，为了稍后的修剪，分离或求交
熟悉创建基本曲面
通过外形创建面 通过边界创建面 通过其他面创建面 创建放样曲面 从面抽取元素
5
通过外形创建面
一个闭合或不闭合的 轮廓给定一个方向和限 制，创建一个拉伸面
一个闭合或不闭合的轮廓给定 一根导线和一个面，或两根导 线，可以创建一个扫掠面
给定一个旋转轴和角度可以创 建一个旋转面
6
创建球体
支撑面 = Extrude.1
Support plane = YZ
41
在支撑面上工作 (2/2)
从平面创建支持面
栅格是永久的, 它们被添加到规格 树.
改变栅格设置
To deactivate the current grid : With the contextual menu
or using the Working Support Activity icon 42
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操纵元素
剪切或复制一个或多个元 素
可以从规格树中删除 一个元素
or
选择欲定位剪切或复制元素 的位置，粘贴它们
39
创建数据特征
创建的几何元素不带历史记录
点击创建数据特征图标不激 活历史模式
创建数据特征元素
最后修改它的某一父特 征
40
在支撑面上工作 (1/2)
为了以后的元素创建选择一个平面或一个曲面作为支撑面
圆锥轮廓线类型的示例
二条引导线类型
三条引导线类型
四条引导线类型
五条引导线类型
13
自适应扫描曲面（Adaptative Sweep）
用于生成自适应扫描曲面 ，这种扫描曲面的轮廓线不明确指定，且沿引 导线方向有约束条件
如果还不存在引导线，可以用弹出菜单 创建一条直线或边界线作为引导线。系 统默认引导线为脊骨曲线 选择草绘曲线（Sketch），作为扫描曲面 的一条轮廓线。这时显示一个坐标系用以 表示第一个断面线所在的平面。草绘曲线 所在的平面必须与脊骨曲线相垂直
选择要延长对象的边界 , 选择要延长的几何体
选择外推模式 : 长度或限制
定义连续性和转换的类型
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创建接近元素
一些建构元素由多个几何体组成。有时需要用到几何体的一部分
从多成份元素中提取与参考对象 最近部分的几何体
从草图或曲面提取接近元素
最初的元素被转换到 隐藏空间
选择一个参考元素, 例如定义一个 接近几何体的点作为接近元素
可以不修改几何元素把它移动到另 一个OPEN BODY
元素被插入到选择作为 目的元素之前
45
检查曲面间的连接
曲面连接处允许用户检查 : • the distance (mm) • the tangency (deg) • the curvature (%) 沿一个边界缝合两个面
Distance Analysis
1
点击Shape Fillet工具条
2
分别选择两个曲面（Support1、Support2）
确定倒圆面位置。在选择的两个曲 面上分别出现一个箭头，指向待生 成倒圆曲面的圆心位置，可以将箭 头反向来确定倒圆面的位置 选择倒圆面端点约束条件（Extrimities）
3
借助于Hold Curve和Spine选项，可以实现变半径倒圆
Thicken Surface
35
修改几何元素
编辑元素
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编辑元素
编辑存在的元素去改变一些参数得到新的零件
可以修改图示曲面的旋转轴 和旋转角度
曲面依照新的参数被更 新
更改参数通过输入新的值或 进 行新的选择
37
工具运用
Manipulating Elements Creating Datum Features Working on a Support Updating a Part Selecting and Renaming an Open Body Moving an Element within an Open Body Applying Material onto a Surface
曲面造型功能
1
课程介绍
课程目标
在这个课程介绍各种曲面的造型方法