基于CATIA软件的三维建模方法研究

程寿国

摘要：本文在介绍了CATIA软件建模方法的基础上，通过案例介绍了利用CAD二维图形文件、其他软件建立的三维模型文件进行CATIA软件建模的方法。通过这些方法可以很好的利用CATIA软件对二维到三维、“三维”再到“三维”等情况进行建模或二次建模，为利用CATIA软件进行教学科研等工作的人员提供参考。

Abstract： Based on the introduction of CATIA software modeling method， this paper introduces the method of CATIA software modeling by using two-dimensional CAD graphics files and three-dimensional model files established by other software. Through these methods， CATIA software can be used to model two-dimensional to three-dimensional， "three-dimensional" to "three-dimensional" and so on， which can provide reference for teaching and research personnel using CATIA software.

关键词：二维图形;三维模型;建模;二次建模

Key words： 2D graphics;3D model;modeling;secondary modeling

中图分类号：TP391.72                                  文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2020）21-0098-02

0  引言

二维图形是工厂加工中必须使用也是最常使用的图纸。三维图纸往往是二维的辅助，毕竟尺寸标注过多无法清楚的表达。但是在动画仿真、有限元分析、空间干涉碰撞等场合三维图形的优势就可以显现出来。刘小婷[1]在AutoCAD中利用“面域”命令导入二维原图实现了零误差的三维重构。苗青[2]和孟庆建[3]等利用形体分析法在AutoCAD中通过分解零件图、各部分分别造型和布尔运算等步骤完成从二维图纸到三维实体的建模。高成慧[4]利用AutoCAD中的二维图形粘贴成SolidWorks软件的工程图、再次粘贴成草图，最后利用SolidWorks軟件的建模工具生成三维实体。本文主要介绍CATIA软件三维建模常用的几种方法供大家参考。

1  CATIA软件三维建模基本方法

1.1 基于草图的建模

将零件图的特征图形绘制成草图，然后利用基于草图特征的工具（满足命令的条件）就可以实现建模。建模的思想大致有两种：搭积木的方法或者“零件加工”的方法。图1为基于草图特征的建模过程。先建立草图，如果草图中各个元素被全约束，草图默认为绿色显示。

拉伸成型（凸台）命令条件比较容易满足，有时候不成功可以按照提示修改，或者绘制完草图后检查一下草图的完整性。

1.2 基于曲面的建模

基于曲面的建模需要从点、线、面等开始构建或者选取。可以从线框工具里面选取绘制点和线，也可以利用草图来构件一个曲线，然后利用曲面工具生成相应的曲面。最后利用基于曲面的特征工具生成实体。在过程中需要在“零件”平台和“创成式曲面”设计模块进行切换。在找不到工具的时候，可以考虑是不是要切换工作台。这一点对于初学者很重要。图2为基于曲面的建模过程，先在草图里面绘制曲线，在创成式曲面模块中利用面生成工具进行拉伸成面。再切换到零件设计模块利用基于曲面的特征工具进行曲面加厚。

2  基于CAD图形的CATIA软件建模

当已经图形的CAD文件时，可以利用CATIA软件打开图形文件，在CATIA的工程制图平台复制图形到草图模块，图形轮廓就可以直接用了，不需要另外绘制草图。这一点和SOLIDWORKS软件非常相似[4]。图3为基于CAD图形的CATIA软件建模过程，其中图3（a）为CAD零件二维图，3（b）为在CATIA工程制图模块中打开后的图形，图3（c）为粘贴到CATIA草图后的图形，图3（d）为生成的三维实体。这样省去再次绘制轮廓和约束的时间，实现“零误差”建模。

3  基于.STP等图形接口文件的建模

有些软件可以直接生成像齿轮、螺母等标准零件，而CATIA软件本身不带有这个功能，一般是利用公式进行编辑，相对比较复杂一些。但可以借助于图形接口文件*.STP、*.IGS等进行中间转换，在CATIA软件中进行二次建模。图4为从CAXA中生成的齿轮导入到CATIA软件后的二次建模。这样既可以利用其他软件的优点，又可以节省编辑公式的时间。而且操作也非常方便，只需要在CAXA建模后导出.STP文件格式，在CATIA中打开，然后进行编辑就可以二次建模。

4  结论

在掌握CATIA软件基本建模方法以后，就可以比较容易的学会利用CAD文件和*.STP文件进行二次建模，也就可以根据应用条件从图纸到三维，从草图到三维，从曲线曲面到三维，从CAD到三维以及从*.STP等接口文件到三维的自由建模。熟练应用这些方法可以增加办公效率节省人工方面的成本。

参考文献：

[1]刘小婷.在AutoCAD中实现二维图形的立体重构[J].科技展望，2015，25（25）：103-104.

[2]苗青.应用于Auto CAD三维几何造型中的形体分析法[J].江南大学学报，2005（03）：280-282.

[3]孟庆建，苏燕.在AutoCAD2000中由二维图形进行三维建模的方法[J].机械设计与制造，2003（02）：48-49.

[4]高成慧.利用SolidWorks将二维图形转化为三维模型的方法[J].机械制造，2005（07）：74-75.