创建CATIA弹簧教程（图文教程）

一  压簧的创建

1.绘制螺旋线作为扫描轨迹线

    在桌面双击图标  ，或者从【开始】|【程序】中点击CATIA软件，系统进入 CATIA软件。选择【开始】|【机械设计】|【Wireframe and Surface Design】命令，进入线框架结构与曲面设计模块设计。

单击工具栏中【Point】（点） 图标，弹出【Point Definition】对话框，提供点参数的设定。在【z=】文本框中输入4 mm ，其余坐标均为0 mm ，如图1所示。

图1 点参数设置

    单击模型树中的xy plane 基准平面，或单击绘图工作区内的基准平面，再单击工具栏中的【Sketch】（草图）图标  ，进入草图绘制模式。

    点选工具栏中【Axis】（轴）图标  ，绘制一条垂直的轴线，为下面创建螺旋线作为准备。如图2所示。

图2 中心轴线

    单击工具栏中【退出工作台】图标  ，系统退出草图模式。进入零件实体设计模式。单击工具栏中【Helix】（螺旋线）图标  ，弹出【Helix Curve Definition】（螺旋线定义）对话框，提供螺旋线参数的设定。如图3所示。

图3螺旋线参数设置

    在【Starting Point】（起始点）文本框中选择上面绘制的点；在【Axis】（轴）文本框中选择草图中的H轴；在 【Pitch】（螺距）文本框中输入2 mm ；在【Height】（高度）文本框中输入12 mm ；在【Orientation】（起始方向）下拉列表框中选择【Counterclockwise】（逆时针）选项；在【Starting Angle】文本框中输入0度；单击【Taper Angle】复选框，并在方框内输入0；单击【确定】按钮，生成的螺旋线如图4所示。

图4 螺旋线

2.绘制弹簧截面

    在螺旋线的起点先建立一个平面，在这个平面再绘制弹簧的截面。单击工具栏中的【Plane】图标  ，弹出【Plane Definition】对话框，提供创建平面的参数的设定。

    在【Plane type】下拉列表框中选择【Normal to curve】选项；在【curve】文本框中选择上面绘制的螺旋线；在【Point】文本框中从窗口中输入螺旋线的起点；预览生成的平面，如图5所示。

图5 创建基准面

    选择刚才创建的平面作为草图参考面，再单击一下工具栏中的【Sketch】（草图）图标  ，进入草图绘制模式。单击工具栏中的【Circle】（圆）图标  ，绘制一个圆，标注尺寸后如图6所示。

图6 扫描轮廓绘制

单击工具栏中【退出工作台】图标  ，系统退出草图模式，进入零件实体设计模式。

3.扫掠成形弹簧

    单击工具栏中【Rib】（扫掠成形实体）图标  ，弹出【Rib Definition】（扫掠成形定义）对话框，提供扫掠成形实体参数的设定。如图7所示。

图7扫掠成形实体参数设置

    在【Profile】（轮廓）文本框中选择圆形草图2；在【Center curve】（扫描轨迹线）文本框中选择螺旋曲线；在【Profile control】（轮廓控制）下拉列表框中选择【Keep angle】选项；其余选项均不选择；点击【OK】按钮，扫掠成形的模型如图8所示。

图8 扫掠成形模型

4.切除弹簧端部，绘制压簧

    单击模型树中的zx plane 参考平面，再单击一下工具栏中的【Sketch】（草图）图标  ，即进入草图绘制模式。

    双击工具栏中【Rectangle】（矩形）图标  ，在弹簧的两端绘制出一个矩形，在工具栏中双击【Constraint】（尺寸限制）图标  ，标注矩形的一边到弹簧端部的距离，标注尺寸和修改尺寸后的草图如图9所示。

图9 草图绘制

    单击工具栏中【退出工作台】图标  ，退出草图模式，进入实体设计模式。

    在工具栏中单击【Pocket】（拉伸切除）图标  ，弹出【Pocket Definition】对话框，提供拉伸切除参数的设定。如图10所示。

图10 拉伸切除参数设置

    在对话框中的【Type】下拉列表框中选择【Dimension】选项，在【Length】文本框中输入尺寸为20 mm；在【Profile/Surface】选项中的【Selection】文本框中选择刚才绘制的草图；再单击【Mirrored extent】复选框；单击【OK】按钮。生成的模型如图6.32所示。保存为ya huang 。

图11 弹簧模型

二  扭簧的创建

1.删除压簧中的切除特征，重建模型

    由于螺旋线的绘制方法在前面已经详细讲过，所以我们在绘制扭簧的时候就不再重新绘制螺旋线，而是继续采用压簧中的螺旋线，扭簧中螺旋线的所有参数不作改变。

    按住Ctrl键，左键选择上面绘制的压簧模型树中的切除特征【Pocket.1】及相应的草图【Sketch.3】，点击右键弹出快捷菜单，选择【删除】命令，删除切除特征。如图6.33所示。

图12删除切除特征

    左键双击模型树中扫掠成形特征中的轮廓草图【Sketch.2】，重新编辑轮廓草图。双击圆的直径尺寸，在弹出的【Constraint Definition】对话框中输入直径为1.8mm；单击【确定】按钮后，弹簧的模型重建，在重建模型时，模型的颜色暂时以鲜红色显示。修改尺寸后的草图如图12所示。

图6.34 修改尺寸后的草图

单击工具栏中【退出工作台】图标  ，退出草图模式，进入零件实体设计模式。如图13所示。

图13 重建后的模型

2.拉伸扭簧

    左键选择弹簧一端的平面作为草图参考面，再单击一下工具栏中的【Sketch】（草图）图标  ，进入草图绘制模式。

    左键选取弹簧的截面，单击工具栏中的【Project 3D Elements】（3D实体转换）图标  ，则产生与弹簧截面一样大小的圆。如图14所示。

图14 绘制圆

   单击工具栏中【退出工作台】图标  ，退出草图模式，进入实体设计模式。

    在工具栏中单击【Pad】图标  ，弹出【Pad Definition】对话框，提供拉伸成形参数的设定。在【Type】下拉列表框中选择【Dimension】，指定尺寸为20 mm ，在【Selection】文本框中选择刚才绘制的草图；点击【OK】按钮。生成的模型如图15所示。

图15 拉伸实体生成

    左键选择弹簧的另一端的平面作为草图参考面，再单击一下工具栏中的【Sketch】（草图设计）图标  ，进入草图绘制模式。

    左键选取弹簧的截面，单击工具栏中的【Project 3D Elements】（3D实体转换）图标  ，则产生与弹簧截面一样大小的圆。如图16所示。

图16 利用实体边绘制圆

    单击工具栏中【退出工作台】图标  ，退出草图模式，进入实体设计模式。

    在工具栏中单击【Pad】（拉伸成形）图标  ，弹出【Pad Definition】对话框，提供拉伸成形参数的设定。

    在【Type】下拉列表框中选择【Dimension】选项，指定尺寸为20 mm ，在【Selection】文本框中选择刚才绘制的草图；点击【OK】按钮。生成的模型如图17所示。另存为niu huang 。

图17 完整的扭簧

三  塔簧的创建

1.绘制螺旋线作为扫描轨迹线

    塔簧的创建中的难点主要在于塔形螺旋线的创建，其余的操作步骤基本跟弹簧一样。在桌面双击图标  ，或者从【开始】|【程序】中单击CATIA软件，进入 CATIA软件操作系统。选择【开始】|【机械设计】|【 Wireframe and Surface Design】命令，进入线框架结构与曲面设计模块。

    单击工具栏中【Point】（点） 图标，弹出【Point Definition】（点定义）对话框，提供点参数的设定。在【x=】文本框中输入30 mm ，其余坐标文本框均输入0 mm ，如图18所示。

图18 点参数设置

    单击模型树中的xy plane 参考平面，再单击一下工具栏中的【Sketch】（草图）图标  ，进入草图绘制模式。

单击工具栏中【Axis】（轴）图标  ，绘制一条垂直的轴线，为下面创建塔形螺旋线作为准备。如图19所示。

图19 中心轴线绘制

    单击工具栏中【退出工作台】图标  ，系统退出草图模式，进入零件实体设计模式。

    在工具栏中单击【Helix】（螺旋线）图标  ，弹出【Helix Curve Definition】（螺旋线定义）对话框。提供螺旋线的参数设置。如图20所示。

图20 塔形螺旋线参数设置

在【Starting Point】文本框中选择上面绘制的点；在【Axis】文本框中选择V轴；在【Pitch】（螺距）文本框中输入6 mm ；在【Height】（高度）文本框中输入36 mm ；在【Orientation】下拉列表框中选择【Counterclockwise】（逆时针）选项；在【Starting Angle】文本框中输入0度；选择【Taper Angle】复选框，并在文本框内输入30度；单击【确定】按钮，生成的螺旋线如图21所示。

图21 塔形螺旋线

2.绘制弹簧截面

    在螺旋线的终点先建立一个平面，在这个平面再绘制弹簧的截面。单击工具栏中的【Plane】图标  ，弹出【Plane Definition】对话框，提供创建平面的参数的设定。

    在【Plane type】下拉列表框中选择【Normal to curve】选项；在【curve】文本框中选择上面绘制的螺旋线；在【Point】文本框中从窗口中输入螺旋线的终点；预览生成的平面，如图22所示。

图22 增加基准平面

    选择刚才创建的平面作为草图参考面，再单击一下工具栏中的【Sketch】（草图设计）图标  ，进入草图绘制模式。

    单击工具栏中的【Circle】（圆）图标  ，绘制一个圆，单击【Constraint】（尺寸限制）图标  ，标注出圆的直径为3，标注尺寸后的草图如图23所示。

图23 绘制扫描轮廓

    单击工具栏中【退出工作台】图标  ，退出草图模式。

3.扫掠成形弹簧

    单击工具栏中【Rib】（扫掠成形实体）图标  ，弹出【Rib Definition】对话框，提供扫掠成形实体参数的设定。如图24所示。

图24 扫掠成形实体参数设置

    在【Profile】（轮廓）文本框中选择圆形草图2；在【Center curve】（扫描轨迹线）文本框中选择塔形螺旋曲线；在【Profile control】（轮廓控制）下拉列表框中选择【Keep angle】选项；其余选项均不选择；点击【OK】按钮，扫掠成形的模型如图25所示。

图25 扫掠成形模型

4.绘制塔簧的端部

    在塔簧的底端先建立平面，单击工具栏中的【Plane】（平面）图标  ，弹出【Plane Definition】对话框，提供创建平面的参数的设定。在【Plane type】下拉列表框中选择 【Parallel through point】（通过点且平行某平面）选项；在【Reference】文本框中选择zx plane ；在【Point】文本框中从窗口中输入螺旋线的起点；预览生成的平面，如图26所示。

图26 增加基准平面

    选择刚才创建的平面作为草图参考面，再单击一下工具栏中的【Sketch】（草图）图标  ，进入草图绘制模式。

    为方便看清草图，把塔簧模型以线框形式显示。单击工具栏中【Spline】（样条曲线）图标  ，在草图模式中绘制样条曲线。如图27所示。

图27 绘制扫描轨迹线

    单击工具栏中【退出工作台】图标  ，退出草图模式。

    左键选择塔簧的起始截面作为草图参考面，再单击一下工具栏中的【Sketch】（草图设计）图标  ，进入草图绘制模式。

    左键选取塔簧的起始截面，单击工具栏中的【Project 3D Elements】（3D实体转换）图标  ，则产生与塔簧截面一样大小的圆。如图28所示。

图28 产生扫描轮廓

    单击工具栏中【退出工作台】图标  ，退出草图模式，进入零件实体设计模式。

    单击工具栏中【Rib】（扫掠成形实体）图标  ，弹出【Rib Definition】（扫掠成形实体成形）对话框，提供扫掠成形实体参数的设定。如图29所示。

图29 扫掠成形实体参数设置

    在【Profile】（轮廓）文本框中选择圆形草图5；在【Center curve】（扫描轨迹线）文本框中选择样条曲线；在【Profile control】（轮廓控制）下拉列表框中选择【Keep angle】选项；其余选项均不选择；点击【OK】按钮，扫掠成形的模型如图30所示。

图30 完整的塔簧模型

    至此，塔簧模型已经完成。保存为ta huang 。