第1章CATIA V5R21基礎知識

1.1CATIA V5R21介紹 2

1.1.1CATIA在制造業和設計界的應用 2

1.1.2CATIA V5概貌 4

1.1.3CATIA與同類軟件產品的比較 6

1.2CATIA V5R21用戶操作界面 7

1.3CATIA V5R21基本操作 9

1.3.1文件操作 9

1.3.2視圖操作 13

1.3.3鼠標操作 17

1.3.4指南針操作 18

1.3.5選擇操作 20



第2章草圖設計

2.1草圖編輯器簡介 26

2.1.1啟動草圖編輯器 26

2.1.2草圖用戶界面 27

2.1.3草圖繪制基本流程 30

2.2設置草圖編輯器選項 32

2.3啟動草圖編輯器 33

2.3.1選擇草繪平面 33

2.3.2普通草圖和定位草圖 34

2.4草圖繪制功能 35

2.4.1草素 35

2.4.2【草圖工具】工具欄 38

2.4.3自動幾何約束 40

2.5草圖操作功能 43

2.5.1素拖動操作 44

2.5.2圓角 45

2.5.3快速修剪 46

2.6草圖約束功能 49

2.6.1草圖幾何約束 49

2.6.2草圖尺寸約束 51

2.7退出草圖編輯器 53

2.7.1草圖求解狀態 53

2.7.2退出草圖編輯器 54



第3章實體特征設計

3.1實體特征設計簡介 56

3.1.1實體特征造型方法 56

3.1.2CATIA零件設計工作臺 58

3.1.3實體特征建模方法 63

3.1.4實體建模基本流程 65

3.2基本實體特征 66

3.2.1凸臺特征（拉伸） 67

3.2.2旋轉體特征（旋轉） 74

3.3實體成形特征 76

3.3.1孔特征 77

3.3.2加強肋特征 82

3.4實體修飾特征 83

3.4.1倒圓角 84

3.4.2倒角 85

3.5實體變換特征 87

3.6保存文件 89



第4章創成式曲線和曲面設計

4.1創成式外形設計工作臺概述 91

4.1.1啟動創成式外形設計工作臺 91

4.1.2創成式外形設計工作臺界面 92

4.2創建曲線 97

4.2.1創建點 98

4.2.2創建直線 100

4.2.3創建平面 104

4.2.4創建圓弧和圓 106

4.3曲線操作 109

4.3.1曲線拆解 109

4.3.2曲線接合 114

4.3.3曲線分割和修剪 115

4.4創建曲面 118

4.4.1創建基本曲面 118

4.4.2創建多截面曲面 120

4.4.3創建填充曲面 122

4.5曲面操作 126

4.5.1接合曲面 126

4.5.2曲面圓角 127

4.6曲面創建實體特征 129



第5章裝配體設計

5.1裝配設計模塊概述 132

5.1.1進入裝配設計工作臺 132

5.1.2裝配方式 137

5.1.3自底向上裝配方法和流程 137

5.2加載零件或部件（組件） 139

5.2.1加載現有部件 140

5.2.2加載具有定位的現有部件 141

5.3移動零件或部件（組件） 144

5.3.1利用指南針（羅盤）移動零部件 144

5.3.2利用【操作】命令移動零部件 148

5.4裝配約束 151

5.4.1裝配約束概述 152

5.4.2裝配約束類型 152

5.5裝配體爆炸圖（分解） 157



第6章工程圖設計

6.1工程圖概述 162

6.1.1工程圖工作臺用戶界面 162

6.1.2CATIA工程圖設計流程 165

6.2設置工程圖環境 166

6.3創建圖紙頁 170

6.4設置圖框和標題欄 172

6.5創建工程視圖 173

6.5.1創建基本視圖 174

6.5.2創建剖視圖 176

6.6工程圖中的草圖繪制 179

6.6.1【幾何圖形創建】工具欄 179

6.6.2【幾何圖形修改】工具欄 180

6.7創建修飾特征 181

6.7.1自動顯示中心線 181

6.7.2創建和編輯修飾特征 182

6.8標注尺寸 184

6.8.1標注工程圖尺寸 184

6.8.2使用文本標注尺寸 188

6.9標注粗糙度 189

6.10基準特征和形位公差 191

6.10.1標注基準特征符號 191

6.10.2創建形位公差 192

6.11標注文本 193

6.12保存工程圖文件 195



第7章  實體特征設計實例

7.1綜合實例1——水龍頭閥體造型設計 197

7.1.1水龍頭閥體結構分析 197

7.1.2水龍頭閥體造型思路分析 198

7.1.3水龍頭閥體造型操作過程 200

7.2綜合實例2——電飯煲產品設計 208

7.2.1電飯煲結構分析 209

7.2.2電飯煲造型思路分析 210

7.2.3電飯煲設計操作過程 212

7.3綜合實例3——加油桶產品設計 228

7.3.1加油桶結構分析 228

7.3.2加油桶造型思路分析 229

7.3.3加油桶設計操作過程 230

7.4  綜合實例4——車床撥叉產品設計 243

7.4.1車床撥叉結構分析 244

7.4.2車床撥叉造型思路分析 244

7.4.3車床撥叉設計操作過程 246

7.5綜合實例5——曲軸箱泵體設計 255

7.5.1曲軸箱泵體結構分析 255

7.5.2曲軸箱泵體造型思路分析 256

7.5.3曲軸箱泵體設計操作過程 257



第8章  曲面造型設計實例

8.1  綜合實例1——風扇葉輪產品設計 274

8.1.1風扇葉輪造型思路分析 275

8.1.2風扇葉輪造型操作過程 277

8.2綜合實例2——旋轉按鈕產品設計 287

8.2.1旋轉按鈕造型思路分析 287

8.2.2旋轉按鈕造型操作過程 289

8.3綜合實例3——操作盤產品設計 301

8.3.1操作盤造型思路分析 302

8.3.2操作盤設計操作過程 304

8.4  綜合實例4——吹風機產品設計 313

8.4.1吹風機造型思路分析 314

8.4.2吹風機產品造型操作過程 316

8.5綜合實例5——臺燈產品設計 332

8.5.1臺燈造型思路分析 332

8.5.2臺燈產品造型操作過程 334



第9章  裝配體設計實例

9.1綜合實例1——定滑輪裝配體設計 347

9.1.1定滑輪裝配設計思路分析 348

9.1.2定滑輪裝配操作過程 350

9.2綜合實例2——機械手裝配體設計 360

9.2.1機械手裝配設計思路分析 360

9.2.2機械手裝配操作過程 364

9.3綜合實例3——滑動軸承座裝配體設計 380

9.3.1滑動軸承座裝配設計思路分析 380

9.3.2滑動軸承座裝配操作過程 383



第10章  工程圖設計實例

10.1盤蓋類零件工程圖設計 393

10.1.1法蘭盤工程圖分析 393

10.1.2法蘭盤工程圖繪制過程 395

10.2傳動箱體類零件工程圖實例 421

10.2.1傳動箱體工程圖分析 421

10.2.2傳動箱體工程圖繪制過程 422

10.3滑動軸承座裝配工程圖 445

10.3.1滑動軸承座裝配工程圖分析 446

10.3.2滑動軸承座裝配工程圖繪制過程 446



參考文獻  467

隨著計算機技術的高速發展，數字化設計也越來越普及。手工繪圖、計算的時代已經過去，尤其是在機械、電氣、建築、土木等需要大量繪圖、造型、校核的工程項目中，采用計算機輔助工程設計軟件進行造型設計、分析校核、動態仿真已成為先進制造業的主要手段和鮮明標志。采用計算機輔助設計軟件可以大大提高設計效率，縮短研發周期，降低研發成本，因此無論是科研單位還是中小型企業都越來越重視軟件的使用，而熟練掌握各種CAD/CAE/CAM軟件也成為現代工程師的技能。隨著“工業4.0”“中國制造2025”的相繼提出，以及傳統制造業的轉型升級，數字化制造將成為未來制造業的主流。因此，我們策劃了計算機輔助設計軟件應用繫列圖書。

CATIA軟件的全稱是Computer aided tri-dimensional interface application，是法國Dassault System公司（達索公司）的CAD/CAE/CAM一體化軟件，居世界CAD/CAE/CAM領域的領導地位。CATIA起源於航空航天業，廣泛應用於機械制造、航空航天、汽車制造、造船、電子電器、消費品等行業。

本書以CATIA V5R21中文版為基礎，詳細地講述了利用CATIA進行產品設計的方法和過程。具體內容包括：第1章介紹了CATIA基礎知識，包括CATIA應用和概貌、用戶操作界面、基本操作等。第2章介紹了CATIA草圖繪制功能，包括草圖編輯器、草圖編輯器選項、草圖繪制功能、草圖操作功能、草圖約束功能等。第3章介紹了CATIA實體特征設計功能，包括實體特征造型方法和思路、基本實體特征、實體成型特征、實體修飾和變換特征等。第4章以介紹了CATIA創成式曲線和曲面設計功能，包括創成式外形設計工作臺、曲線、曲線操作、曲面、曲面操作和曲面創建實體特征等。第5章介紹了CATIA V5R21裝配設計技術。包括裝配設計工作臺、加載零件或部件、移動零件或部件、裝配約束和裝配爆炸圖第6章介紹了CATIA工程圖技術，包括設置工程圖環境、創建圖紙頁、設置圖框和標題欄、創建工程視圖、工程圖中的草圖繪制、標注尺寸、符號標注、文本標注等。第7章講解了水龍頭閥體、電飯煲、加油桶、車床撥叉、曲軸箱泵體的CATIA實體特征建模的設計思路和設計過程。第8章講解風扇葉輪、旋轉按鈕、操作盤、吹風機、臺燈的CATIA曲面特征造型的設計思路和設計過程。第9章講解了定滑輪、機械手、滑動軸承座的CATIA裝配體的設計思路和設計過程。第10章講解了盤蓋類、箱體類和裝配體的CATIA工程圖的設計思路和設計過程。

本書具有以下幾方面特色：

1．易學實用的高級入門教程，展現數字化設計與制造全流程。

2．按照“基礎應用（功能模塊） 高級應用（思路分析）”的模式組織內容。

3．典型工程案例精析，直擊難點、痛點。

4．分享設計思路與技巧，舉一反三不再難。

5．書中配置大量二維碼，教學視頻同步精講，手機掃一掃，技能全掌握。

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本書特別適合在CATIA培訓班上使用，同時也是高等院校、高職高專等工科院校機械類相關專業學生的理想教材，還可作為工程技術人員自學機械設計的實用教程。

本書由高長銀主編，晉會傑、李萬全副主編。其中，高長銀編寫了第1章～第4章，晉會傑編寫了第7章、第8章和第10章，李萬全編寫了第5章、第6章和第9章。馬龍梅、熊加棟、周天驥、高譽瑄、石書宇、範藝橋、馬春梅、石鐵峰、劉建軍、馬玉梅、趙程、李菲、高銀花、王亞傑、馬子龍、朱鼕萍等為本書的資料收集和整理做了大量工作，在此一並表示感謝！

由於時間有限，書中難免會有一些錯誤和不足之處，歡迎廣大讀者及業內人士予以批評指正。



編者

2018.3