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1、CATIA V5关联设计,目 录,CATIAV5关联设计,CATIAV5关联设计,关联设计是CATIA软件的一大特点，它大大减轻了设计师的设计负担，激活了设计师的主动创新思想。关联设计主要是将设计特征与设计参数和设计输入关联起来，通过关联和发布机制实现关联设计。关联设计方法建模方法，并且易于理解和应用。通过零部件模型中前后关联的特征之间的相互关系来实现关联性设计。一旦驱动特征发生设计变更将会影响与之关联的特征的变更。驱动特征可以是CATParts,CATProducts,V4数据或者其它的外部数据类型（IGES，STEP等）。,关联设计方法作为并行工程的一部分，它具有以下的一些特点：重用已有的
2、几何特征为了简化设计过程，设计人员可以重用已经存在的任何几何特征。例如，可以重用已经存在的sketch，而不是重新建立一个sketch，当然，也可以重用点、线、面或曲面等。重用其他部件中建立的参数可以在当前部件中重用在其他部件中定义的参数来建立几何特征和；装配模型的自动更新在关联设计中，一旦驱动的部件发生设计变更，与其关联的部件会自动老蚌生珠更新，从而实现装配体的自动更新。,CATIAV5关联设计,要实现CATIA关联设计，有以下几个关键要素：CATIA数模的参数化非参数化的CATIA数据是无法实现关联设计的，这是关联设计最基本的要求特征创建命令的选择在CATIA中，不是所有的命令对于关联设计
3、是有利的，为了最大限度地保证关联设计的效率，尽量使用有利于关联设计的命令驱动特征的发布在CATIA中，关联设计的本质是零部件和零部件特征之间的关联，为了实现这种关联，CATIA提供了发布机制来保证这种关联特征引用的连续性避免出现循环更新,CATIAV5关联设计,CATIAV5关联设计,简单建模层面一个模型文件中，各个几何体之间，乃至一个几何体的各个特征之间缺乏联系参数化建模层面一个模型文件中，一个几何体的各个特征之间，各个几何体之间保持联系上下文设计层面联系涉及的范围从一个模型文件扩展到子装配（部件）或整个装配（产品），而装配中各个模型（零部件），乃至不同装配之间的模型（零部件），都互相引用其
4、需要参考的参数和几何体相对于参数化建模层次，联系的数量大大增加，联系也从顺序状态变成交错状态关联设计层面按照自顶向下设计的设计方式，特征之间，几何体之间，零件之间，装配之间的各种联系从交错状态变成了树状结构，从而使联系本身也被有序地管理起来，这使整个装配（产品）模型从顶层到底层都具备一种端到端（end to end）的关联性,CATIAV5关联设计,关联是表示零部件之间仁慈几何元素，参数或位置信息的依赖关系在CATIA中关联是单向的，通常是从子元素到父元素换句话说，子元素总是知道它的父元素是什么，这是因为它需要该信息来定义其工作环境，但是，父元素不知道它是否有子元素，因为子元素对父元素的定义没
5、有影响，这种体系考虑到了在不同工作环境下父元素的重用,输入元素,中间元素,部件2,部件1,CATIAV5关联设计,通过Edit Links和File Desk命令，用户可以执行一系列管理关于产品结构的任务通过Edit Links,用户能够：快速分析断开的LinksLoad/Unload单独的部件Active/Deactivate部件Isolate部件Replace部件通过File Desk,用户能够浏览关联部件的结构观察CATProduct的关联关系Load/Unload单独的部件浏览部件的属性寻找丢失的部件，并重新建立关联,CATIAV5关联设计,CATIAV5关联设计,在CATIA中大致有
6、五种关联类型：CCP Link(as result with link)KWE Link(as result with link)-参数Instance Link 产品与零件间的装配关系ConstraintsView Link 二维视图之间的关联,CATIAV5关联设计,在装配环境之外，使用特殊粘贴中的”as result with link”来粘贴特征，则几何元素被复制，并保持了到源文件的关联关系，这种关联关系就叫作CCP关联。,CATIAV5关联设计,KWE关联设计参数之间的关联，当一个特征的参数取决于外部特征的参数时，就需要创建该关联类型；该关联类型与CCP关联在许多方面是一致的，唯一的
7、区别是所复制的对象是参数，而不是几何体；KWE关联的创建方法是：使用特殊粘贴中的”Paste special as result with link”粘贴参数。,CATIAV5关联设计,当往产品中新建或者插入一个零部件时，那么在装配中对于每一个部件都创建了一个instance关联；该关联承载了文件的名称与存放路径：Instance关联的创建方法为：将零部件插入到一个CATProduct中。,CATIAV5关联设计,当用户在产品中使用装配约束来对产品中的部件进行位置定位时，软件就会自动创建Constraints约束；Constraints关联类型不能在Edit/Links对话框中查看得到，它保存
8、在CATProduct中，应用于零部件的实例上。也就是说，装配约束应用于一特定装配中的一特定零件实例中；如果一个产品替换另外一个残品，则所有的约束就会被打破。而使用Publications会避免出现这种情况。,CATIAV5关联设计,利用创建式二维制图工具，可以从CATPart文档创建二维工程视图，这时，软件会自动生成View Link关联类型：这时不会在CATPart文档中创建任何外部关联，在CATDrawing文档中创建一个指向CATPart的View Link关联。在每一个二维创成式工程视图上都会创建一个ViewLInk关联。该关联承载了源模型的名称与存放路径。,CATIAV5关联设计,
9、CATIAV5关联设计,如果一个用户创建的几何特征需要被其他不同用户的几何特征所引用，这时就需要通过Publication机制将需要被引用的特征发布，使之在整个工作区域内用户所见；在关联设计中，发布几何特征和参数是为了帮助用户更好的控制所创建的外部参考特征；发布的特征不仅仅在关联设计中所应用，凡是需要用户控制外部参考特征的时候，可以考虑使用Publication机制。,CATIAV5关联设计,对特征进行瓢，并命名，以易于识别（特别是在公布边界线edge、特征面face时）可能更方便地在特征树中找到一些特定的特征当设定只是借用公布元素（select as external reference o
10、nly the published elements）时，公布机制可以预选可以用作外部参考的元素可以容易地实现用零部件的替换，具有相同名称的公布元素会自动连接，而没有公布机制，则需要一个个的手工连接,CATIAV5关联设计,线框元素，包括点、直线、曲线、平面草图整体Body实体设计特征，例如：Pad,Pocket,Hole等创成式设计特征，例如：拉伸曲面，偏置面，Join面等自由曲面的设计特征所有几何元素的子特征(Face,Edges等）参数、关系等,CATIAV5关联设计,发布元素在结构树上具有唯一的标识：A区域显示发布的元素B区域的绿色齿轮显示引用发布元素为发布参考元素C区域应用发布元素时
11、，在外部参考元素节点下面使用不同的颜色表示：A表示发布已经同步更新B表示发布没有同步更新,CATIAV5关联设计,下面是几何特征发布的步骤1.激活包含要发布几何特征的零件；2.点击Tools Publications；3.选择要发布的几何特征：4.所选择的几何特征添加到Publications窗口；,CATIAV5关联设计,5.重新命名发布几何特征；6.重复步骤3到5来发布其他的几何特征；7.点击OK确认；8.发布的几何特征显示在Publication节点下面。,CATIAV5关联设计,当替换装配中一个部件时，如果该部件中包含驱动其它部件的参数时，参数的发布就变得很有用了。如果导出的参数进行了
12、发布，所替换的部件中具有发布的同样名称的参数，那么它将继承对导出参数的控制。否则，被替换部件的参数将继续保持对驱动部件的控制。,CATIAV5关联设计,CATIAV5关联设计,Context是指上下文设计的零件所处的装配产品。即如果打开该产品中，将显示所有的具有Context关联子零件所对应的父元素，并解析所有的关联。在一个装配体中可包含CATParts,CATProduct,V4模型以及其它的外部模型（IGES，STEP等），这些模型之间通过装配约束来进行定位；在CATProduct文档中，可以在几个零件之间创建associative Links,这些Links可以是”外部几何参考“，也可以
13、是”外部参数参考“；如果一个零部件通过外部几何参考”或者“外部参数参考”进行创建，这就是上下文背景设计。,CATIAV5关联设计,有三种方法来创建上下文背景设计：通过“External Parameter”通过“External Reference”通过“Assembly Feature”,CATIAV5关联设计,上下文背景有助于实现企业的协同设计，其具有如下的一些优点：重用已有的几何特征：为了零部件设计上的使得，设计人员可以重用在其它上下文背景零件中定义的任何格式的几何特征。例如：用户可以重用在其它的CATPart中的Sketch，而不必重新创建具有同样特征的Sketch。当然，用户可以重用
14、大部分的CATIA的元素（点、线、曲线、平面或者曲面）；重用用户参数：用户可以重用在其它零件中定义的参数来创建上下文背景零件；在发生设计变更时，自动更新产品装配：当在上下文背景中进行设计时，当外部参考特征发生设计变更时，上下文背景零件会自动地进行设计更新中，用户不必编辑上下文背景零件来更新其设计。,CATIAV5关联设计,在上下文背景中修改一个Part时，会出现两种情况：Driving Part上下文背景零件通过外部参考元素来驱动其更新Driven Part修改Driven Part的几何特征来驱动上下文背景零件,CATIAV5关联设计,在使用上下文背景设计方法进行工程设计时，对上下文背景零部
15、件进行全约束是十分关键的，这样可以避免几何特征意想不到的“扭曲”。,CATIAV5关联设计,有时候，我们需要在Driving和Driven Part之间切断上下文背景的关联，这是因为：零部件版本已经发布，用户希望避免不必要的设计变更；零部件设计已经稳定，用户不再需要从一个零件到另外一个零件的设计驱动；用户不经意删除了定义上下文元素的上下文背景的装配或者部件。,CATIAV5关联设计,黄色齿轮图标表示该零件没有上下文，不包含Import或Context关联，但可能含有其它关联类型，例如KWE、CCP。绿色齿轮图标表示一个具有Context零件的定义实例。它具有至少一个Import关联和一个Con
16、text关联，并可以包含其它类型的关联。棕色齿轮图标表示一个具有Context的零件的实例。它具有与定义实例同样的关联。还表示在其Context装配之外打开的定义零件。将具有绿色齿轮图标的零件所在的装配环境插入到其它装配时，其图标就会变为白色齿轮图标,CATIAV5关联设计,在Context之外不可能创建Context关联。如果没载入Context，是不可能更新Context关联。在特殊的应用场合，有时可能需要强制应用特定的Context。管理Context：Components-Define Contextual Links。,CATIAV5关联设计,CATIAV5关联设计,Skeleton
17、 Design技术是一种自顶向下的设计方法。采用该方法进行工程设计时，用户可以创建和重用保存在一个模型中的设计信息，这个模型就叫作Skeleton模型。自顶向下的含义就是Skeleton中的设计信息只能从Skeleton模型中传递给其它的零部件，零部件中的设计信息不能传递到Skeleton模型中，以保证模型的柔韧性和健壮性。Skeleton技术是基于装配环境下的设计Skeleton模型作为当前装配体的第一个零件，装配中的其它零部件的设计都是重用Skeleton模型中的信息来指导其设计。Skeleton模型中的设计信息只有项目决策人员才有权限进行修改一旦Skeleton模型发布，设计人员不准对其
18、进行,CATIAV5关联设计,Skeleton Design设计方法的优点：规则驱动的设计所有重要的信息都保存在Skeleton模型中，在skeleton中一些重要的空间约束已经定义，通过这些空间约束在装配模型中来布置相应的子模型；设计变更Skeleton Design设计方法能够管理高层次的设计变更，并将这些变更自顶向下地在整个装配模型中进行传递，一旦Skeleton中的设计内容发生变更，所有与袒裼裸裎关联的子系统都会发生相应的变更，这样就能够保证设计人员对设计变更的控制；协同设计产品模型所有重要的设计信息都保存在skeleton文档中，并通过关联copy/paste传递到各个设计人员进行相
19、关设计，这样在协同设计中，各个设计人员的角色没有发生变化，但是，对于主要的设计信息却进行了更好的控制；,CATIAV5关联设计,避免循环更新如下图所示，由于装配模型中各个子系统之间进行相互的引用，而导致循环更新从而导致设计的失败，但在skeleton method设计中，所有的外部参考元素都是从skeleton传递过来的，所有关联都是指向同一个方向，从而很好的避免了大型模型设计中的循环更新的问题。,CATIAV5关联设计,当采用Skeleton Design技术进行工程设计时，上下文背景和位置关联特征只能指向Skeleton模型，这样就保证这些关联之间不会发生相互的干涉；然而，用户可以删除其中
20、的一个上下文背景零件，例如“Component2”，其将不会对其它的零部件产生任何的影响；特征传递的方向总是自顶向下的，从Skeleton模型传递给装配中的其它零部件。,CATIAV5关联设计,A.通过关联将skeleton中的设计信息传递到各个部件中，作为其设计外部参考；B.通过skeleton中的信息，对装配模型中的部件进行空间位置的约束；Skeleton文档中几何信息控制整个模型的主要尺寸和位置约束；Skeleton能够帮助设计人员来定义模型中各部件的空间布置。,CATIAV5关联设计,在skeleton模型中，可以包含几乎所有的CATIA V5特征，下表列出了在skeleton文档中可
21、以出现的几何元素：,CATIAV5关联设计,Skeleton Method方法是从产品的总体结构进行考虑的设计方法，在采用该方法进行产品设计之前，必须对所设计的产品有一个详细的认识和了解。使用Skeleton Method方法进行设计须经过如下的过程：事先拟定好设计总体规划；事先建立好装配体的结构，也就是在CATIA中建立好完整的结构村（Option）；规划Skeleton内容，建立详细的Skeleton；通过关联copy/paste将相应的Skeleton中的信息传递到相应的部件中；在相应的部件中进行设计，并通过Skeleton建立相应的空间位置约束。,CATIAV5关联设计,使用Skele
22、ton Design的流程如下图所示,定义设计内容,定义产品初始结构树,定义skeleton模型,定义publication,在模型中传递Skeleton设计信息,管理产品零部件的独立性,CATIAV5关联设计,创建Skeleton模型时，采用如下步骤：在一个新的装配中，新建一个名称为Skeleton的Part，Skeleton应当是该装配的第一个零件；使用Fix装配约束，在该装配中固定Skeleton模型；创建用来定义整个装配的几何参考特征和用户参数；发布Skeleton中定义的几何信息和用户参数。,CATIAV5关联设计,在一个产品模型中，除主Skeleton之外还可以存在多个Sub-Sk
23、eleton，在下图所示的例子中，在需要其它信息来驱动子装配时，在子装配中创建一个Sub-Skeleton，Sub-Skeleton中的信息来自于主Skeleton中和添加的新约束相对于子装配的驱动信息。,CATIAV5关联设计,CATIAV5关联设计,将一个复杂的零件，按照设计的内容将其分解成多个简单的模型，分别进行设计，通过一定的方法，将这些模型组合起来形成这个复杂的模型，这种设计方法就是Multi-Model Design；在工程设计过程中，采用Multi-Model技术能够提高模型的柔韧性和健壮性。采用Boolean操作，一个复杂的模型可以通过Adding、Removin或者Inter
24、secting多个简单的几何形状来获得；通过Multi-Model建模技术，同一个几何特征可以快速、方便地在多个零件之间进行传递，而保持良好的关联性。,CATIAV5关联设计,在协同设计过程中，Multi-Model Links使得用户能够通过从荆中重用设计特征来完成一个模型的设计，从而实现设计的协同，缩减设计周期；采用Multi-Model Links使得用户可以复制其它模型中的Body到自己设计的Part中，这样，一旦复制的Body发生设计变更，那么这种设计变更会自动地影响到自己的模型，从而实现零件设计的自动更新。,CATIAV5关联设计,采用Multi-Model Design可以使模型
25、更灵活；采用Multi-Model Design可以更好的保持模型的关联性，便于设计更新，缩短设计更新时间；采用Multi-Model Design可以在一定程度上降低模型的大小；在设计零件时可以很方便地重用其它零件中的特征；可以实现复杂零部件的多名工程师并行设计；,CATIAV5关联设计,在建立Multi-Model Design的过程中，采用如下的设计步骤：打开设计文档和元素文档；在元素引用文档中，在结构树上右键点击复制的Body节点；在出现的背景菜单中，点击Copy；在设计文档中，在结构树上右键点击PartBody；在出现的背景菜单中，点击Paste special在paste Spec
26、ial对话框中，选择As Result with Link点击OK进行确认这时，引用元素复制到设计文档中通过Boolean运算完成模型组合,CATIAV5关联设计,在Multi-Model Design中，有多种CATIA几何特征都可以用来重用。在重用的过程中，所使用的粘贴类型至关重要。CATIA提供了三种特征拷贝类型，下面对这三种分别进行介绍：如果使用通常的粘贴或特殊粘贴中的“as specified in the part document”来粘贴特征，则所复制的特征与源文件间不存在任何关联关系。如果使用特殊粘贴中的”as result with link”来粘贴特征，则几何元素被复制，并
27、保持了到源文件的关联关系。这是唯一一种创建CCP关联的复制方法。如果使用特殊粘贴中的”as result”来粘贴特征，则几何元素被复制，但所复制的几何元素与源文件之间不存在关联关系。,CATIAV5关联设计,在Multi-Model设计中，设计师通过Paste Special/As Result with Link来建立引用元素张设计文档之间的关联。这时，根据这种关联的状态，引用元素会以不同图标来显示不同的含义。,CATIAV5关联设计,用户可以通过EditLinks来检查，设计文档所以用的文档所在的位置，并通过Links对话窗口来Load,Synchronize，Active/Deactive,Isolate或者替换参考文档。,CATIAV5关联设计,在使用Multi-Model Design开始设计之前，必须对零件进行细致的分析，确认零件分解的步骤和方法；在零件后续的设计中，严禁使用引用特征作为设计参考；为了保持零件更好的关联性，在进行设计时，选择有利于关联的CATIAV5命令；以Multi-Model Links为基础，延伸出Multi-Body Design，使用该方法进行设计时，关闭Hybrid Design。,Thank You,
