CATIA V5
授 講義 1
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目錄 01/4-7 操作介面及參數設定
02/8-13 草圖繪製
03/14-25 零件設計
04/26-37 3D 點線面及布林運算
05/38-47 組裝設計
06/48-91 造型設計
07/92-101 自由造型曲面
08/102-105 圖像和外形
09/106-109 整合製圖
10/110-114 其他
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01 環境簡介及常用參數設定 Catia v5
CATIA 環境簡介及常用參數設定
圖檔名稱
羅盤 (Compass) 下拉式功能表
歷程樹 (History Tree) 繪圖工具列 基準平面
標準及顯示工具列
命令輸入區
命令提示區
下拉式功能表： 由於 CATIA 是純 Windows(Windows Native) 的 CAD/CAM 軟體，故整個使用者介面與大部分 的 Windows 軟體相同。除一般的複製 (Copy)、貼上 (Paste) 外，也可以直接利用滑鼠拖放的方式， 來移動、複製特徵或是修改圖形， 具有易學易用的特質是相當人性化的軟體。分別敘述如下：
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01 環境簡介及常用參數設定 Catia v5
繪圖工具列： CATIA 大 部 分 的 繪 圖 指 令 都 在 此 區 域 中， 內 定 值 為 單 一 行。 你 可 以 自 行 調 整 工 具 列 的 位 置， 或 是在圖示上按滑鼠的右鍵，顯示或隱藏工具列。
標準及顯示工具列： CATIA 繪圖指令以外的圖示指令都在此區域中，內定值為單一行。
歷程樹 (History Tree)： 顯示 CATIA 零件建構的歷程及曲面的圖素或組裝表。可直接在歷程中修改建構的參數或圖素的 性質。也可以在特徵上按滑鼠右鍵可以顯 示輔助功能表，執行 CATIA 的指令。
基準平面： 顯示零件的基準平面 (XY 平面、YZ 平面、ZX 平面 )。在 CATIA 中， 每一個圖檔都會有一個 原點 (0,0,0)，以原點為基準建立 XY 平面、YZ 平面、ZX 平面三個基準平面。
羅盤 (Compass)： 顯 示 CATIA 目 前 的 軸 向。 也 可 以 利 用 羅 盤 頂 部 的 圓 球、3 軸 向 及 圓 弧 來 平 移 及 旋 轉 視 角。 在 自 由 造 型 (FreeStyle) 中， 利 用 羅 盤 來 改 變 繪 圖 平 面 及 指 定 方 向。 在 組 裝 設 計 (Assembly Design) 中，將羅盤移動至零件上，當羅盤變 成綠色時，可移動或是旋轉零件。
命令提示區： 顯示滑鼠目前所在位置的指令說明或是圖素的名稱。
命令輸入區： 可 在 此 直 接 輸 入 CATIA 的 指 令。 如 輸 入 ”C：PAD” 則 執 行 凸 塊 (Pad) 的 指 令， 輸 入 ”C： SEARCH”則 執行尋找 (SEARCH) 的指令。
圖檔名稱： 顯 示 目 前 作 用 視 窗 中， 圖 檔 的 名 稱。 當 同 時 開 啟 多 個 圖 檔 時， 可 由 視 窗 (Windows) 下 切 換 不 同 的檔案。
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01 環境簡介及常用參數設定 Catia v5
滑鼠按鈕操表： 按鍵
左鍵
操作
功能
按一下左鍵
選擇圖示指令及選取圖素或是在螢 幕的空白處按一下取消全部的選取
按住 Ctrl 鍵及按左鍵
多重選取圖素或取消已選擇圖素。
按住左鍵並拖動
以窗選的方式選取物件。
快按兩下
修改尺寸或鎖定指令
空白處點一下
取消目前選取的圖素
按住中鍵並拖動
平移
按一下中鍵
調整旋轉中心至滑鼠的位置
中鍵 按住中鍵再按住左鍵然後拖動
旋轉視景 縮放視景 ( 左鍵也可以用右鍵或是 Ctrl 鍵來取代 )
按住中鍵再按住一下左鍵然後 拖動 右鍵 按著然後拖動
選擇其它的輔助功能表單
客戶化 (Customize)： 在 工 具 (Tool)Æ 客 戶 化 (Customize) 可 設 定 開 始 功 能 表 或 工 作 台 (Workbenches) 工 具 列 顯 示 的 模 組 圖 示， 並 且 可 設 定 快 速 鍵。 也 可 以 自 行 定 義 工 具 列 或 工 具 列 圖 示 顯 示 的 大 小。 以 及 切 換 使 用 者介面顯示的語言。
開始功能表 (Start Menu)： 1. 點選開始功能表
3.
點選加入
2. 選取模組
5. 設定快速鍵 直接輸入 F10
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4. 被加入的模組
01 環境簡介及常用參數設定 Catia v5
CATIA 啟動時，顯示的開始功能表及模組
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02 草圖繪製 Catia v5
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Sketcher 草圖繪製
所有 3D 零件的建立都必須由 2D 的線架構開始。進入草圖繪製 (Sketcher) 的方法有下列幾種： (1) 選擇草圖繪製 (Sketcher) 的圖示 然後點選欲繪圖的參考平面 (reference plane) 或是直接在 歷程樹中指定參考平面。
(2) 選擇草圖繪製 (Sketcher) 的圖示 然後選取平曲面為繪圖平面。或是先選曲平曲面再點選指令亦 可。 (3) 快速的用滑鼠雙擊草圖的其中一個圖素，即可回到繪製修改草圖。 (4) 在曲面的 Opened Body 中，按住【Ctrl 鍵】來多重選取。選取兩個邊緣來定 義水平及垂直的 方向，然後選取平曲面再點選草圖繪製 (Sketcher) 的指令。 進入草圖繪製 (Sketcher) 後 ,CATIA 會自動將視景旋轉至正視的位置，畫面如下：
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02 草圖繪製 Catia v5
///////////////////////////////////////////////////// 瞭解幾何拘束 /////////////////////////////////////////////////////
顏色 白色 棕色 綠色
拘束的狀態 未完全拘束 圖素尚未更新 固定或完全拘 束 過度拘束 (Over Constrain) 無法求解
紫色 紅色
(1) 白色：未完全拘束 (Under-Constrained Element)，表示加入拘束或尺寸 尚無法完全限制圖素。 圖素還有一些自由度存在，必須再加入拘束來滿足它。 (2) 綠色：固定或完全拘束 (Fix/Iso-Constrained)，表示加入拘束或尺寸已 經足夠，可完全限制 圖素。圖素無法再被拖拉移動。 (3) 紫色：過度拘束 (Over Constrain)，表示加入拘束或尺寸太多，已經超 出拘束圖素的需求，必 須刪除多餘的拘束或尺寸。 (4) 紅色：無法求解 (Inconsistent)，表示加入拘束或尺寸已經足夠，但是有 些尺寸的值是不正確 的，超出幾何上合理的範圍，需修改為適當的值。 (5) 棕色：圖素尚未更新，當部份的圖素是過度定義或是無拘束，形成 問題的區域而無法計算。必須 刪除多餘的拘束或尺寸。 (6) 灰色：草圖中的建構圖素 (Construction Element)，用來輔助定位。 (7) 黃色：受保護或不須修改的圖素，一般由 3D 圖素所產生。例如投 影或相交所建立的圖素。 (8) 紅橙色：表示圖素已經被選取，再點選一次可取消選取。
智慧選取 (SmartPick)： 在 CATIA 的 草 圖 中 繪 圖 時， 提 供 的 聰 明 且 容 易 使 用 的 定 位 工 具 " 智 慧 選 取 (SmartPi ck)”， 來 協 助 使 用 者 快 速 的 繪 製 2D 草 圖。 當 滑 鼠 移 動 到 不 同 的 位 置 時， 它 會 以 水 藍 色 顯 示 各 種 不 同 的 拘 束 狀 態， 例 如 水 平、 垂 直、 相 切、 共 點、 共 線、 平 行 等， 並 且 在 繪 圖 完 成 後， 自 動 將 拘 束 加 入。 而 且 當 智 慧 選 取 的 拘 束 顯 示 時， 你 可 以 按 住 ”Ctrl 鍵 ” 鎖 定 目 前 的 拘 束 狀 態。 你 也 可 以 在 繪 圖 時 按 住”Shift 鍵”，暫時關閉智慧選取 (SmartPick)。
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02 草圖繪製 Catia v5
////////////////////////////////////////////////////// 正確的草圖 ////////////////////////////////////////////////////// 合理的草圖原則： 在 實 體 繪 圖 中 ， 建 構 的 草 圖 必 須 可 以 形 成 封 閉 的 區 域， 才 能 夠 建 立 實 體。 草 圖 中 的 點 (Point) ， 也是建立特徵的圖素之一，如果只是用來定位時，記得要改為建構圖素，否則會出現”草圖未封閉” 錯誤訊息。也不允許曲線自身交叉的草圖。合理的草圖有下列幾種： (1) 單一的封閉區域。曲線形成一封閉區域。
(2) 多重封閉的區域。曲線形成多個封閉區域。
(3) 開放曲線但與實體形成封閉區域，建立特徵時，材料邊必須指向實體。可建立高度低於實體的特 徵。
(4) 開放曲線但端點落在旋轉軸上，與旋轉軸形成封閉區域。
草圖分析 (Sketch Analysis)： 草 圖 建 構 完 成 後， 我 們 可 以 利 用 工 具 (Tools) 中 的 草 圖 分 析 (Sketch Analysis) 來 檢 查 草 圖 的 正 確 性。 10
02 草圖繪製 Catia v5
檢查時的畫面如下： 幾何圖素
正確時會顯示 Closed 表示封閉。不正確會顯示 Open 表示開放。並顯示曲線的數目及端點距離。
由 3D 產生的圖素
3D 圖素
建立的方式
狀態 (Valid 表示正確 )
診斷
狀態，Under-Constraint 表示完全拘束
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02 草圖繪製 Catia v5
//////////////////////////////////////////////////////////// 範例 //////////////////////////////////////////////////////////// 範例 1
範例 2
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02 草圖繪製 Catia v5
範例 3
範例 4
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03 零件設計 Catia v5
03
Part Design 零件設計
CATIA 零件設計 (Part Design) 提供以精確的 3D 機械相關零組件設計為主，進而應用到精細 的 組 立 設 計， 依 設 計 者 的 需 求 完 成 各 種 簡 單 到 複 雜 的 零 件 設 計。 零 件 設 計 能 與 機 械 端 的 組 立 設 計 以 及工程圖模組，整個設計流程保持一致性。 在倒圓角時，盡量遵循下列的規則： (1) 外 R 先倒再倒內 R。不管半徑值大小，先建立會移除材料的圓角，再先建立會增加材料的圓角。 (2) 大 R 先倒再倒小 R。當有不同半徑值的圓角相交在一起時，先建立半徑值大的圓角，然後再建立 半徑值小的圓角。 (3) 如果需要建立拔模角時，在倒圓角前先建立拔模角。
//////////////////////////////////////////////////////////// 指令 //////////////////////////////////////////////////////////// 凸塊 (Pad) 或長出： 草 圖 建 構 完 成 後， 點 選 指 令， 沿 指 定 的 方 向 長 出 實 體。 內 定 的 長 出 方 向 為 草 圖 的 垂 直 方 向， 你 可 以直接點選方向的箭頭來反轉方向。你也可以直接拖拉極限 1(LIM1) 及極限 2(LIM2) 來改變長出的 高度。
減重槽 (Pocket) 或挖除： 草 圖 建 構 完 成 後， 點 選 指 令， 沿 指 定 的 方 向 移 除 實 體。 內 定 的 長 出 方 向 為 草 圖 的 垂 直 方 向， 你 可 以直接點選移除方向的箭頭來反轉方向，或直接拖拉極限 1(LIM1) 及極限 2(LIM2) 來改變移除的 深度。你也可以點選移除方向的箭頭，來改變移除 材料的方向。
脫模圓角凸塊 (Drafted Filleted Pad) ： 草 圖 建 構 完 成 後， 點 選 指 令， 然 後 選 取 極 限 2(LIM2) 並 且 定 義 圓 角 (Fillets) 及 拔 模 角 (Draft)， 沿 垂 直 草 圖 的 方 向 長 出 實 體。 完 成 之 後 系 統 會 在 歷 程 樹 之 中， 加 入 凸 塊 (Pad)、 拔 模 (Draft) 及圓角 (Fillet) 的特徵。
脫模圓角減重槽 (Drafted Filleted Pocket) ： 草 圖 建 構 完 成 後， 點 選 指 令， 然 後 選 取 極 限 2(LIM2) 並 且 定 義 圓 角 (Fillets) 及 拔 模 角 (Draft)， 沿 垂 直 草 圖 的 方 向 移 除 實 體。 完 成 之 後 系 統 會 在 歷 程 樹 之 中， 加 入 挖 槽 (Pocket)、 拔 模 (Draft) 及 圓 角 (Fillet) 的 特 徵。 對 話 框、 參 數 及 操 作 步 驟 與 脫 模 圓 角 凸 塊 (Drafted Filleted Pad) 相同。你也可以像減重槽 (Pocket) 一樣，點選移除方向的箭頭，來改變移除材料的方向。
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03 零件設計 Catia v5
多重凸塊或長出 (Multi-Pad)： 建 構 具 有 多 個 封 閉 外 型 的 草 圖 後， 點 選 指 令， 對 各 個 不 同 封 閉 外 型， 指 定 長 出 的 高 度， 沿 指 定 方 向 長 出 多 個 實 體。 內 定 的 長 出 方 向 為 草 圖 的 垂 直 方 向， 你 可 以 直 接 點 選 方 向 的 箭 頭 來 反 轉 方 向。 你 也可以直接拖拉各個區域的極限 1(LIM1) 及極限 2(LIM2) 來改變各個區域長出的高度。
多重減重槽 (Pocket) 或挖除 (Multi-Pocket)： 建 構 具 有 多 個 封 閉 外 型 的 草 圖 後， 點 選 指 令， 對 各 個 不 同 封 閉 外 型， 指 定 移 除 的 深 度， 沿 指 定 的 方 向 移 除 實 體。 內 定 的 移 除 方 向 為 草 圖 的 垂 直 方 向， 你 可 以 直 接 點 選 方 向 的 箭 頭 來 反 轉 方 向。 你 也 可以直接拖拉各個區域的極限 1(LIM1) 及極限 2(LIM2) 來改變各個區域移除的深度。
軸 (Shaft) 或旋轉長出： 草 圖 建 構 完 成 後， 點 選 指 令， 然 後 選 取 旋 轉 軸 (Axis)， 繞 軸 旋 轉 草 圖 建 立 實 體。 你 可 以 在 草 圖 中 繪 製 軸 (Axis) 或 是 使 用 草 圖 中 的 直 線， 定 義 草 圖 的 旋 轉 軸。 你 也 可 以 使 用 開 放 的 草 圖 建 立 (Shaft) 實體，但是開放的端點必須落在旋轉軸上。
槽 (Groove) 或旋轉移除： 草 圖 建 構 完 成 後， 點 選 指 令， 然 後 選 取 旋 轉 軸 (Axis)， 繞 軸 旋 轉 草 圖 移 除 實 體。 對 話 框、 參 數 及 操 作 步 驟 與 軸 (Shaft) 相 同。 你 也 可 以 像 減 重 槽 (Pocket) 一 樣， 點 選 移 除 方 向 的 箭 頭， 來 改 變 移除材料的方向。
進階曲面 (Loft)： 點選指令之後，選取一個以上的平面草圖為斷面曲線 (Section)，連接斷面曲線建立實體。可再 選取脊椎線 (Spine) 指定斷面變化的方向。也可以加入多條導引曲線 (Guide) 來控制實體的外型。
移除進階曲面 (Removed Loft) ： 點 選 指 令 之 後， 選 取 一 個 以 上 的 平 面 草 圖 為 斷 面 曲 線 (Section)， 連 接 斷 面 曲 線 移 除 實 體。 可 再選取脊椎線 (Spine) 指定斷面變化的方向。也可以加入多條導引曲線 (Guide) 來控制實體 的外型。 選項及參數與進階曲面 (Loft) 相同。
加強肋 (Stiffener)： 點 選 指 令 之 後， 選 取 一 個 開 放 的 平 面 草 圖 (Profile)， 然 後 輸 入 厚 度， 沿 垂 直 草 圖 方 向 建 立 實 體。由於加強肋只允許使用開放的草圖，故材料深度 (Depth) 的方向必須指向實體。
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03 零件設計 Catia v5
邊緣圓角 (Fillet) ： 點 選 指 令 之 後， 選 取 邊 緣 (Edge) 或 面 (Face)， 在 選 取 的 邊 緣 或 面 的 邊 緣 上， 建 立 等 半 徑 值 的 圓角。可同時選取多個邊緣，建立等半徑值的圓角。
變化圓角 (Variable Edge Fillet)： 點 選 指 令 之 後， 選 取 一 個 或 一 個 以 上 邊 緣 (Edge)， 在 邊 緣 的 端 點 上 指 定 不 同 的 半 徑 值， 建 立 變 化 半 徑 值 的 圓 角。 你 可 以 在 邊 緣 上 的 任 意 位 置， 加 入 不 同 的 半 徑 值， 也 可 以 利 用 點 及 平 面， 在 點 及 平面的位置上，準確的加入不同的半徑值。
面對面倒圓角 (Face-Face Fillet)： 當 面 (Face) 與 面 之 間 並 沒 有 相 交， 或 兩 面 之 間 有 兩 個 以 上 的 尖 銳 邊 緣 時， 我 們 可 以 使 用 面 對 面 倒圓角 (Face-Face Fillet) 的指令，在兩面之間建立等半徑值的圓角。
三切圓角 (Tritangent Fillet)： 點選指令後，先選取欲倒圓角的兩塊面 (Faces to fillet)，再選取一塊欲移除的面 (Face to remove)， 在 選 取 的 三 塊 曲 面 間， 建 立 與 三 塊 曲 面 完 全 相 切 的 圓 弧 曲 面。 與 選 取 的 面 保 持 相 切 的 曲 面，也一併會建立圓弧曲面。
倒角 (Chamfer)： 點 選 指 令 之 後， 選 取 邊 緣 (Edge) 或 面 (Face)， 在 選 取 的 邊 緣 或 面 的 邊 緣 上， 產 生 斷 面 為 直 線 的曲面，建立倒角的特徵。
拔模角 (Draft Angle)： 點 選 指 令 後， 先 定 義 拔 模 角 度 (Angle)， 然 後 選 取 欲 建 立 拔 模 角 的 面 (Face to draft)， 再 指 定 分 模 面 (Neutral Element)。 以 分 模 面 為 基 準， 調 整 選 取 的 面 與 拔 模
方 向 (Pulling
Direction) 的夾角，成為指定的拔模角度。
薄殼 (Shell)： 點選指令後，選取欲移除的面 (Face to Remove) 然後指定厚度 (Thickness)，以欲移 除的面 向 內 挖 空 實 體， 依 指 定 的 厚 度 建 立 薄 殼 特 徵。 厚 度 可 以 指 向 實 體 的 內 側 或 是 外 側， 也 可 以 對 個 別 的 曲面指定不同的厚度。如果不欲選取移除的面，則可建立中空的實體。
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03 零件設計 Catia v5
加厚 (Thickness)： 選取實體上的面 (Face)，然後輸入指定的厚度，建立對曲面增加厚度的特徵。可 以對個別的曲 面指定不同的增加厚度。如果輸入的厚度值為負值時，曲面會向內 偏移便成挖除實體。
矩形陣列 (Rectangular Pattern)： 定 義 陣 列 的 物 件 ( 特 徵 或 是 目 前 的 實 體 ) 及 方 向， 依 照 指 定 的 距 離 及 數 量， 以 直 線 的 方 式 複 製 圖素。以矩形陣列複製的圖素會與原始圖素保持關連。
環形陣列 (Circular Pattern)： 定 義 陣 列 的 物 件 ( 特 徵 或 是 目 前 的 實 體 ) 及 旋 轉 中 心， 沿 旋 轉 中 心 依 照 輸 入 的 參 數 以 圓 弧 的 路 徑複製物件。
自訂陣列 (User Pattern)： 定 義 陣 列 的 物 件 ( 特 徵 或 是 目 前 的 實 體 ) 及 具 有 幾 何 點 的 草 圖， 使 用 草 圖 內 的 幾 何 點 指 定 陣 列 特徵建立的位置，建立複製的物件
移動 (Translation)： 指 定 方 向 (Direction) 及 距 離 (Distance)， 移 動 目 前 的 物 體 (Body) 至 指 定 的 位 置。 點 選 指 令時系統會顯示警告的訊息，如下圖，點選 Yes 之後，即可繼續執行指令
旋轉 (Rotation)： 指定軸 (Axis) 及角度 (Angle)，以軸為中心，旋轉目前的物體 (Body) 至指定的位置。 點選指 令時系統會顯示警告的訊息，點選 Yes 之後即可繼續執行指令
對稱 (Symmetry)： 指 定 對 稱 的 參 考 基 準， 將 目 前 的 物 體 (Body) 轉 換 成 與 其 相 對 稱 的 物 體。 完 成 之 後， 原 本 的 物 體會被隱藏起來。點選指令時系統會顯示警告的訊息，點選 Yes 之後即可繼續執行指令。
鏡射 (Mirror)： 指定鏡射的基準平面，將目前的物體 (Body) 鏡射，並且與原本的物體相結合。
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03 零件設計 Catia v5
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倒角練習
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參照範例檔 partdesign 001 打開 partdesign 001 練習檔，如何避免倒角產生不均勻的現象 ( 左圖 )
使用變化圓角，建立四個參考點，再於每個參考點定義不同半徑
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斷面混成
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參照範例檔 partdesign 002
(1) 開啟”partdesign002”，然後點選指令。選取草圖 1(Sketch1) 及草圖 3(Sketch3) 為進階曲面 (Loft) 的斷面。
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03 零件設計 Catia v5
(2) 在草圖 3 的封閉點 2(Closing Point2) 上，按滑鼠的右鍵然後點選移除 (Remove)，移除草圖 3 的封閉點。
(3) 點 選 複 合 (Coupling) 的 選 項， 將 斷 面 複 合 (Sections coupling) 的 方 式 改 為 相 切 (Tangency)。
(4) 點選 OK 之後，即可建立進階曲面 (Loft) 的 實體特徵。如下圖。
(5) 加 入 導 引 曲 線 (Guide)。 在 進 階 曲 面 (Loft) 的 特 徵 上， 以 滑 鼠 左 鍵 快 按 兩 下， 進 入 特 徵 編 輯 的 畫面。在導引曲線 (Guide) 的列示中點選一下，然後選取草圖 5(Sketch5) 為導引曲線。
(6) 點選 OK 之後，即可完成加入導引曲線，修改實體特徵。如下圖。
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03 零件設計 Catia v5
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04 3D 點線面及布林運算 Catia v5
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3D Elements & Boolean Operations 3D 點線面及布林運算
3D 點 線 面 : 可 以 不 必 依 賴 2D 的 草 圖 而 直 接 在 空 間 中 建 構， 布 林 運 算 則 可 將 兩 個 或 兩 個 以 上 的 主 體 (body) 連結起來
//////////////////////////////////////////////////////////// 指令 ////////////////////////////////////////////////////////////
建立 3D 點 (Point)
：
點 選 指 令 後， 按 照 建 立 點 的 型 式 (Type)， 給 與 適 當 的 條 件 建 立 點。 以 此 指 令 建 立 的 點 均 含 有 參 數存在，可隨時編輯或改變其型式。點的建立有下列不同的型式：
(1) 座標值 (Coordinates)：
(2) 在曲線上 (On Curve)：
輸 入 X、Y、Z 的 值， 建 立 點。 你 可 以 改 變 參 考 點 的 位 置， 內 定 值 為 原 點 (0,0,0) 基 準， 即 絕 對值的方式。選取其他的點 (Point) 或端點 (End Point) 為基準，即相對值的方式。
選 取 曲 線 (Curve) 在 曲 線 上 建 立 點。 你 可 以 改 變參考點的位置，內定值為曲線的端點，如果選 取的點不在曲線上，系統會自動將點投影到曲線 上。
( 一 ) 選取曲線外的點
( 二 ) 輸入距離
(3) 平面上 (On plane)： 選取平面 (Plane) 然後輸入座標值 (H,V)，在平面上建立點。參考點的內定值為原點 (0,0)。
(4) 曲面上 (On surface)：
(5) 圓中心 (Circle Center)：
選 取 曲 面 (Surface) 然 後 指 定 方 向 (Direction) 及距離 (Distance) 建立點。你可 以改變參考點的位置，內定值為曲面的中間點。
選 取 圓 (Circle)、 圓 弧 (Arc) 或 橢 圓 (Ellipse)，建立圓中心點。
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04 3D 點線面及布林運算 Catia v5
(6) 相切於曲線上 (Tangent on curve)： 選取一平曲線 (Curve) 然後指定方向 (Direction)，建立沿此方向與曲線相切的點。當建立的點數超 過一點時，系統會顯示警告的對話框，回答是再選取參考點，則只保留距參考點最近的點。回答否則 建立全部的點。
指定方向 ( 橘色直線 )
(7) 兩點之間 (Between)： 選取兩個點，在兩點間依照輸入的比例 (Ratio) 建立點。比例的範圍為 0 至 1 之間。中間點 (Middle point)：顯示兩點的中間點。
建立 3D 直線 (Line)
：
點 選 指 令 後， 按 照 建 立 直 線 的 型 式 (Ty pe)， 給 與 適 當 的 條 件 直 接 在 空 間 中， 建 立 直 線。 直 線 的 建 立 有下列不同的型式：
(1) 點到點 (Point –Point)： 以滑鼠選取兩個點 (Point)，定義直線的起點及終點，建立直線。
當 建 立 直 線 時， 螢 幕 上 若 沒 有 需 要 的圖素，我們可以在輸入的欄位中， 按 一 下 滑 鼠 的 右 鍵， 系 統 會 出 現 輔 助 功 能 表， 可 建 立 相 關 的 圖 素。 如 上圖。 27
04 3D 點線面及布林運算 Catia v5
(2) 點和方向 (Point –Direction)： 以滑鼠選取點 (Point)，然後定義方向 (Direction)，以選取的點為直線的起點沿定義的方向，建立 直線。定義方向可以是直線、X 軸、Y 軸、Z 軸方向或是平面，如果選取平面則為垂直平面。
(3) 角度 / 垂直曲線 (Angle/normal to curve)： 以滑鼠選取參考的曲線 (Curve) 及曲線所在的曲面，然後選取曲線上的點並且指定角度。以選取的點 為直線的起點，建立與曲線成指定夾角的直線。你可以點選依附到幾何上 (Geometry on Support) 將 直線投影至依附 (Support) 上。點選垂直曲線 (Normal to Curve) 建立與曲線成垂直的直線。
(4) 與曲線相切 (Tangent to curve)：
(5) 與面線垂直 (Normal to surface)：
以 滑 鼠 選 取 參 考 的 曲 線 (Curve) 及 點 (Point) 或另一條曲線 (Curve)，來定義相切的位置建立 直線。
以 滑 鼠 選 取 參 考 的 曲 面 (Surface) 及 點， 建 立 通過選取的點 (Point) 且與曲面成垂直的直線。
(6) 平分線 (Bisecting)： 以滑鼠選取兩直線 (Line)，建立與兩直線具有相同夾角 (Angle) 的直線。你可以再選取點 (Point)， 指定直線通過選取的點建立直線。通常系統會出現多個結果，你只需要以滑鼠直接點選圖形，即可切 換。
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04 3D 點線面及布林運算 Catia v5
平面 (Plane) ： 點選指令後，選擇建立平面的方式，給予適當的條件建立平面。平面建立完成後，可將滑鼠移動到平 面上，然後快按滑鼠兩下即可修改參數或修改建立平面的方式。建立平面的方式有下列幾種：
(1) 偏移平面 (Offset from plane)： 選 取 參 考 平 面 然 後 輸 入 偏 移 的 距 離， 建 立 與 參 考 平 面 平 行 且 有 間 隔距離的平面。你可以用反轉方向 (Reverse Direction) 反轉的 偏移方向。
(2) 平行通過點 (Parallel through point)： 選取參考平面及一點，在點的位置上建立與參考平面平行的平面。
(3) 角度或垂直平面 (Angle or normal to plane)： 選取參考平面及旋轉軸然後輸入角度值，建立通過旋轉軸與參考平 面成一夾角的平面。你可以點選與平面垂直 (Normal to Plane) 的選項，建立與參考平面垂直的平面。
(4) 通過三點 (Through three points)： 選 取 三 個 點， 建 立 通 過 此 三 點 的 平 面。 你 可 以 使 用 拖 拉 來 決 定 平 面放置的位置，內定值在第一點的位置上。
(5) 通過兩直線 (Through two lines)： 選 取 兩 條 直 線， 建 立 通 過 兩 直 線 的 平 面。 當 兩 直 線 不 在 同 一 平 面 上 時， 第 二 條 直 線 會 移 動 至 第 一 條 直 線 的 位 置 來 定 義 平 面 的 第 二 個方向 (V)。
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04 3D 點線面及布林運算 Catia v5
(6) 通過一點和一直線 (Through point and line)： 選取一個點和一條直線，建立通過點和直線的平面。
(7) 通過平面曲線 (Through planar curve)： 選取平面曲線，建立平面曲線所在的位置的平面。
(8) 垂直曲線 (Normal to curve)： 選 取 曲 線， 建 立 與 曲 線 垂 直 的 平 面。 內 定 值 平 面 建 立 在 曲 線 中 點的位置上。你可以選取曲線上的點，定義平面的位置。
(9) 與曲面相切 (Tangent to surface)： 選 取 曲 面 (Surface) 及 一 點 (Point)， 在 點 的 位 置 上 建 立 與 曲 面相切的平面。
(10) 方程式 (equation)： 輸 入 平 面 方 程 式 Ax+By+Cz=D 中，X、Y、Z 的 向 量 A、B、C 及 平 面 位 置 D， 指 定 平 面 的 法 線 向 量， 建 立 平 面。 例 如 A=0、 B=0、C=1、D=20 時 則 方 程 式 為 Z=20。 則 平 面 的 法 線 向 量 為 Z 軸，平面建立在 Z=20 位置。
(11) 點平均距離 (Mean through points)： 選 取 三 個 或 三 個 以 上 的 點 (Point)， 建 立 通 過 選 取 點 平 均 值 的 平 面。 你 可 以 使 用 移 除 (Remove) 刪 除 點， 或 是 使 用 更 換 (Replace) 替換原來的點。
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04 3D 點線面及布林運算 Catia v5
///////////////////////////////////////////////////////// 布林運算 ///////////////////////////////////////////////////////// CATIA 的 架 構 中， 零 件 可 以 包 括 零 件 主 體 (PartBody)、 物 體 (Body) 及 未 封 閉 的 物 體 (Open_ Body) {V5 版 本 稱 為 幾 何 物 件 (Geometrical Set)} 三 個 部 分， 以 零 件 主 體 為 主 要 的 基 準。 每 一 個 零 件 之 中 只 能 有 一 個 零 件 主 體， 但 是 可 以 有 多 個 物 體 或 未 封 閉 的 物 體。 當 建 構 複 雜 的 零 件 時， 我 們 可 以 將 複 雜 的 零 件， 分 結 成 數 個 簡 單 的 物 體 (Body)， 再 利 用 布 林 運 算 將 各 個 物 體 結 合 至 零 件 主 體 (PartBody)， 成 為 單 一 的 零 件， 來 完 成 複 雜 零 件 的 建 立。 或 是 在 未 封 閉 的 物 體 (Open_Body){V5 版 本 稱 為 幾 何 物 件 (Geometrical Set) } 中 建 立 點 (Point)、 直 線 (Line)、 平 面 (Plane) 及 造 型 曲 面 (Surface)，利用曲面建構實體的外型，成為我們需要的零件。
物體 (Body)
：
點選指令後即可建立物體。建立物體時 CATIA 會自動在名稱上加入編號，如物體 1(Body.1)，我們 可以在性質 (Property) 中修改名稱。
未封閉的物體 (Open_Body ) {V5 版本稱為幾何物件 (Geometrical Set)}
：
點 選 指 令 後 會 顯 示 下 圖 的 對 話 框， 選 取 (Father) 來 決 定 未 封 閉 的 物 體 (Open_Body) 插 入 的 位 置， 點 選 OK 後即可建立未封閉的物體。
定義工作物件 (Define in Work Object)： 當 零 件 中 包 括 了 元 件 主 體 (PartBody)、 物 體 (Body) 或 未 封 閉 的 物 體 (Open_Body) 時， 我 們 可 以 將 滑 鼠 移 動 至 物 體 (Body) 上， 按 滑 鼠 的 右 鍵， 使 用 " 定 義 工 作 物 件 " 或 下 拉 功 能 表 " 編 輯 " 掃 瞄 或 定 義 工 作 物 件 (Scan or Define in Work Object)” 更 換 目 前 作 用 中 的 物 體。 也可 以使 用 此 指 令 切 換 至 歷 史 樹 (History Tree) 中 某 一 個 特 徵， 在 作 用 的 特 徵 後 面 插 入 數 個 步 驟， 完 成 後 再 將 作用的特徵切換回至歷史樹的最後一個步驟。作用中的特徵或物體，其名稱會加上底線顯示。
/////////////////////////////////////////////////////// 產品樹狀圖 ///////////////////////////////////////////////////////
零件 /Part 產品 /Product
本體 /Body 零件 /Part
特徵 / 凸塊、凹槽、倒角 ... 等 本體 /Body
參數 特徵 草圖
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04 3D 點線面及布林運算 Catia v5
產品會以許多零件組合，而零件則以許多本體組合而成，本體則再以各種特徵構成。 以建模來說， 通常會將彼此之間會動 ( 旋轉、前後移動…等 ) 的物體規劃成不同零件 而彼此之間不動 ( 相對位置固定 ) 的物體則規畫在同一零件裡
//////////////////////////////////////////////////////////// 組裝 //////////////////////////////////////////////////////////// 組裝 (Assembly)
：
將物體 (Body) 依照其建立時的性質，將其與元件主體結合在一起。例如我們直接以挖槽 (Pocket) 的 指令建立物體，組裝時會將與元件主體相交的實體移除。 1. 點選組裝指令。
2. 點選欲組裝至元件主體的物體。
3. 點選 OK。
加入的特徵以及移除的材料
增加 (Add)
：
將物體 (Body) 加入元件主體中，不管其建立時的性質，依照目前的外型增加實體至元件主體中。
加入的特徵以及增加的材料
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04 3D 點線面及布林運算 Catia v5
移除 (Remove)
：
交集 (Intersect)
：
將 物 體 (Body) 加 入 元 件 主 體 中， 不 管 其 建 立 時 的 性 質， 依 照 目 前 的 外 型 移 除 元 件 主 體 中 的 實 體。
將 物 體 (Body) 加 入 元 件 主 體 中， 不 管 其 建 立 時 的 性 質， 留 下 目 前 的 外 型 與 元 件 主 體 相 交 的 實 體。
加入的特徵以及移除的材料
加入的特徵以及交集的部分
聯合修剪 (Union Trim)
：
將物體 (Body) 加入元件主體或是另一個物體中，不管其建立時的性質，依照選取的移除面 (Face to Remove) 及保留面 (Face to Keep) 移除或是加入實體。 規則 1：選取移除面 (Face to Remove)，只移除選取部分的物體。
規則 2：選取保留面 (Face to Keep)，只保留選取部分的物體。
規則 3：當保留面已經定義時，則不需要重複定義移除面。
移除區塊 (Remove Lump)
：
當物體建構之後，變成一個以上的封閉區域時，使用移除區塊 (Remove Lump) 指令依照選取的移除面 (Face to Remove) 及保留面 (Face to Keep) 將不需要的區域移除。也可以用來清除物體內部的空隙。
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04 3D 點線面及布林運算 Catia v5
點選移除區塊的零件。
分割實體 (Split)
在欲移除的面點選一下。
選取欲移除的面。
：
選 取 曲 面 (Surface)、 平 面 (Plane) 或 實 體 上 的 面 (Face) 來 切 割 實 體。 當 分 割 圖 素 為 曲 面 時， 曲 面 的大小必須等於或是超出實體的大小。 而當分割圖素為平面或是平曲面時，CATIA 會自動延伸切除的範圍至超出實體的大小。
選取曲面
縫補曲面 (Sew Surface)
點選箭頭
分割後的實體
：
將與實體上的面相交，且可構成完整封閉區域的曲面，結合箭頭方向所指的區域至實體上成為實體的 一部份，同時也移除另一個方向的實體。而分割實體 (Split) 只能夠切除實體，無法增加實體。
選取曲面
箭頭指向實體
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04 3D 點線面及布林運算 Catia v5
封閉曲面 (Close Surface)
：
將可以構成完整封閉區域的曲面，轉換成實體。如果曲面的兩個端面為平面時，CATIA 會自動在端面 建立平曲面。
選取曲面
封閉曲面後的實體
厚度曲面 (Thick Surface)
：
將曲面偏移來定義實體的厚度，轉換曲面變成實體。
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04 3D 點線面及布林運算 Catia v5
//////////////////////////////////////////////////////////// 範例 ////////////////////////////////////////////////////////////
範例 1
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04 3D 點線面及布林運算 Catia v5
範例 2
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05 組裝設計 Catia v5
05
Assembly Design 組裝設計
以 簡 易 的 滑 鼠 操 作 及 圖 像 指 令 拖 拉 方 式 進 行 組 立 工 作， 配 合 機 械 限 制 條 件 來 操 作 定 義 各 零 件 相 對 位 置。 零 件 可 重 覆 應 用 在 同 一 組 立 或 不 同 組 立 件 間， 而 不 需 要 重 新 複 製 以 節 省 硬 體 空 間 及 資 料 管 理 的便利性。並且具有自動產生組立件爆炸圖、檢驗分析干涉功能及產品備料清單 (BOM)。 零件 /Part 產品 /Product
本體 /Body 零件 /Part
特徵 / 凸塊、凹槽、倒角 ... 等 本體 /Body
參數 特徵 草圖
新產品 (New Product)
或是新組件 (New Component)
：
在 產 品 的 組 裝 歷 程 中， 建 立 一 個 新 產 品， 並 且 插 入 至 選 取 的 產 品 或 組 件 之 下。 基 本 上， 新 產 品 (New Product) 及 新 組 件 (New Component) 在 CATIA 中 的 物 件 性 質 (Property) 完 全 一 樣， 唯 一 不 同 的 是 在 組 裝 歷 程 中 顯 示 的 圖 示 不 一 樣。 一 般 用 於 區 分 零 組 件 是 否 為 一 個 實 際 的 產 品， 或 者 只 是 產品中一小部分的組件。 1. 點選圖示
2. 點選插入的位置
新零件 (New Part)
3. 輸入零件號碼
4. 插入的新組件
：
在 產 品 的 組 裝 歷 程 中， 建 立 一 個 新 零 件， 並 且 插 入 至 選 取 的 產 品 或 組 件 之 下。 新 零 件 建 立 時， CATIA 會 顯 示 是 否 改 變 新 零 件 原 點 的 訊 息， 點 選 ”Yes” 可 選 取 點 指 定 原 點 位 置， 點 選 ”No” 則 以 組裝的原點為新零件的原點。一般情況下為”No”。
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05 組裝設計 Catia v5
已存在的組件 (Exist Component)
：
在 產 品 的 組 裝 歷 程 中， 將 已 經 儲 存 的 組 件、 產 品 或 零 件， 插 入 至 選 取 的 產 品 或 組 件 之 下， 成 為 組 裝 件 中 的 一 部 份。 組 裝 歷 程 中 顯 示 的 名 稱， 會 顯 示 零 組 件 在 CATIA 中 的 零 件 號 碼 (Part Number)， 而 不 是 檔 案 名 稱。 零 件 號 碼 可 由 零 組 件 性 質 (Property) 中 的 產 品 (Product) 得 知。 如 果 擁 有 MultiCAX 的 License 還 可 以 將 其 他 CAD 的 檔 案， 以 網 格 面 形 式 插 入 至 組 裝 中 進 行 組 裝 及 干 涉 檢 查。如 Pro/E、Solidwork、I-deas 等皆可。 1. 點選圖示
2. 點選插入的位置
搬移 (Manipulation)
3. 選取檔案
：
當 零 件 插 入 組 裝 中， 其 位 置 及 方 向 並 不 一 定 是 我 們 所 需 要 的。 我 們 可 以 利 用 搬 移 將 組 件 調 整 到 適 當的角度及位置，以利於組裝操作。 單方向移動：可指定沿 X 軸、Y 軸、Z 軸或自訂的方向移動組件。 平面上移動：可指定在 XY 平面、YZ 平面、XZ 平面或自訂的平面上移動組件。 沿軸旋轉：可指定繞 X 軸、Y 軸、Z 軸或自訂的方向旋轉，來改變組件的角度。 考慮拘束 (With respect to constraints)：搬移組件時，必須參考已存在的組裝拘束，組件的搬 移 將 受 拘 束 的 限 制。 例 如 兩 個 組 件 間 已 經 有 平 行 拘 束 (Parallel Constraint) 存 在 時， 無 論 組 件 如 何移動，皆會與另一組件保持平行。或是配合碰撞時即停止搬移 (Stop Manipulate on clash) 使用。
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05 組裝設計 Catia v5
碰撞時即停止搬移 (Stop Manipulate on clash)
：
當 使 用 羅 盤 配 合 Shift 鍵 或 搬 移 (Manipulation) 的 指 令 打 開 考 慮 拘 束 (With respect to constraints) 來搬移組件時，可先點選此指令，再搬移組件。如此當組件發生干涉時，即停止搬移。 如此可查看組件避免干涉的最小移動距離。
快速定位 (Snap)
：
將 一 個 組 件 上 的 幾 何 投 影 到 另 一 組 件 上 的 幾 何， 來 改 變 組 件 的 角 度 及 位 置。 定 位 之 後 並 不 會 加 入 拘束，故組件間不會產生關連。 點選圖示
點選兩個組件的幾何
點選箭頭改變定位方向
確 定 之 後， 點 選 螢 幕 上 的 空 白，完成定位
在快速定位時，依照幾何的不同，有下列幾種組合
智慧型移動 (Smart Move)
：
智 慧 型 移 動 (Smart Move) 整 合 了 搬 移 (Manipulation) 及 快 速 定 位 (Snap) 兩 個 指 令 的 功 能， 可快速而有效率的搬移組件，在移動的過程中還可以自動加入拘束。
炸開 (Explode)
：
將 已 經 組 裝 在 一 起 的 組 件 炸 開， 使 其 重 新 分 解。 分 解 後 會 成 修 改 過 的 狀 態， 更 新 之 後， 又 可 以 依 照組裝的拘束，再次結合在一起。
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05 組裝設計 Catia v5
深度 (Depth)：定義組件炸開的程度。 全部階層 (All levels) 即全部炸開。第一層 (First levels) 只炸開第一層。 形式 (Type)：定義組件炸開的形式。形式有以下幾種 (1) 3D：以立體的方式炸開，組件成立體分佈。 (2) 2D：以 2D 的方式炸開，組件成平面分佈。 (3) 拘束 (Constrained)：依照拘束的方式炸開，組件炸開的方向與拘束相同。 選取 (Selection)：選取被炸開的組件，必須是產品 (product) 或組件 (Component)。 固定的產品 (Fixed product)：定義組件炸開時，欲保持不動的組件。 捲軸炸開 (Scroll Explode)：可利用捲軸 (Scroll) 調整炸開的程度。調整數值的從 0 至 1，0 表示 不炸開，1 表示完全炸開。
同一的拘束 (Coincidence Constraint)
：
同 一 的 拘 束 可 用 來 對 齊 選 取 的 圖 素。 依 照 選 取 圖 素 種 類 的 不 同， 可 以 建 立 同 共 點 (Concentricity)、 共 線 (Coaxialit y) 或 共 平 面 (Coplanarity) 三 種 不 同 的 拘 束。 建 立 拘 束 後， 兩個圖素間的最小距離公差為 0.001mm
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05 組裝設計 Catia v5
點選第一個組件
點選第二個組件
接觸拘束 (Contact Constraint)
點選更新
後如下圖
：
在 兩 個 曲 面 之 間 建 立 接 觸 拘 束， 使 兩 個 曲 面 貼 合 在 一 起。 貼 合 的 狀 況， 依 照 選 取 圖 素 的 不 同， 可 以是點 (Point)、線 (Line) 或面 (Face) 的接觸。 選取第一個接觸面
選取第二個接觸面
完成之後如下圖並顯示對話框
選取線接觸並將接觸方向由內部 (Internal) 改為外部 (External)
偏移拘束 (Offset Constraint)
：
在兩個零件間定義偏移拘束，使兩零件間隔指定的距離及偏移的方向。
選取第一個偏移面
選取第二個偏移面
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05 組裝設計 Catia v5
偏移方向有相同 (Same)、相反 (Opposite) 或不定義 (Undefined)
角度拘束 (Angle Constraint)
：
在 在 兩 個 零 件 間 建 立 角 度 拘 束， 使 兩 零 件 保 持 固 定 的 夾 角。 可 以 建 立 平 行 拘 束， 使 兩 零 件 相 互 平 行 (Parallelism)，即角度等於 0。也可以建立垂直拘束，使兩零件互相垂直 (Perpendicularity) ， 即 角 度 等 於 90。 角 度 值 有 四 個 象 限 (Sector) 可 以 設 定， 使 角 度 介 於 0~360 之 間。 系 統 定 義 的 角度誤差為 10 -6 弳度 (radians)。
固定拘束 (Fix Component)
：
使 組 件 在 組 裝 件 中 固 定 不 動， 成 為 組 裝 時 的 基 準。 在 每 一 個 組 裝 或 次 組 裝 中， 都 必 須 有 一 個 組 件 是以固定拘束來固定。否則組裝件將沒有依據的基準。 點選圖示
點選欲固定的組件
固定拘束
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05 組裝設計 Catia v5
固定在一起 (Fix Together)
：
當 組 裝 件 中 的 組 件 過 於 複 雜 或 是 無 法 正 確 的 加 入 拘 束， 我 們 可 以 利 用 此 指 令 將 這 些 組 件 固 定 在 一 起，成為單一的組件。如此就可以不考慮其內部拘束的正確性。當移動固定在一起的某一個組件時， 其餘的組件也會一起移動。 點選圖示
選取欲固定在一起的組件
點選 OK
新增的拘束
快速拘束 (Quick Constrain)
：
依 照 選 取 的 圖 素 類 型 及 可 以 建 立 拘 束 的 次 序， 在 兩 零 件 之 間 建 立 符 合 的 拘 束， 來 組 裝 零 件。 此 指 令 是 將 接 觸、 同 一 的、 偏 移 及 角 度 拘 束 整 合 在 一 個 指 令 中。 可 以 建 立 的 拘 束 及 次 序 如 下， 可 在 選 項 中調整優先次序： 1. 2. 3. 4. 5.
曲面接觸 (Surface Contact)。 同一的 (Coincidence)。 偏移 (Offset)。 角度 (Angle)。 平行 (Parallelism)。
導引文字 (Text With Leader)
：
可 建 立 具 有 引 導 箭 頭 的 文 字 註 解。 點 選 指 令 後， 可 選 取 端 點 (Vertex)、 邊 緣 (Edge)、 平 面 (Plane) 等 圖 素， CATIA 會 自 動 建 立 註 解 平 面 來 放 置 文 字 註 解， 文 字 的 大 小 及 字 形 可 利 用 圖 素 性 質 (Graphic Properties) 修改。
選取平面
CATIA 會自動註解平面後輸入文字 44
建 立 的 導 引 文 字。 可利用性質改變文 字大小及顏色
05 組裝設計 Catia v5
旗幟註解 (Flag Note)
：
可建立具有超鏈結 (Hyperlink) 的旗幟註解。利用旗幟註解可直接跳躍至 Excel 試算表中或是 開啟 HTML 檔。而且每個旗幟註解可關連一個以上的超鏈結。 選取平面
輸入註解名稱並可加入超鏈結
距離量測 (Measure Between)
建 立 的 旗 幟 註 解。 可 利 用 性 質改變文字大小及顏色。
：
可 量 測 兩 個 選 取 的 圖 素， 彼 此 間 的 相 對 關 係。 可 顯 示 最 短 距 離 (Minimum)、 兩 組 件 的 夾 角 (Angle)、 最 短 距 離 的 XYZ 分 量 (Component) 及 量 測 的 參 考 點 (Point)。 並 且 可 保 留 量 測 資 料 於 歷 程樹中或是建立幾何圖形量測
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05 組裝設計 Catia v5
量測的形式有以下幾種： 兩者之間 (Between)
：
使用兩圖素之間的量測。在選取的兩圖素之間量測距離及角度。每次均必須選取兩圖素，此為預設值。
鏈結 (Chain)
：
使用鏈結式的量測。在多個圖素間量測時，將最後選取的圖素成為下一次量測時的第一個圖素，量測 圖素間的距離及角度，故第二次只需要選取一個圖素。
扇形 (Fan)
：
使 用 固 定 第 一 個 圖 素 的 量 測。 在 多 個 圖 素 間 量 測 時， 固 定 以 最 先 選 取 的 圖 素 為 為 基 準， 量 測 與 其 他圖素間的距離及角度，故第二次只需要選取一個圖素。
項目量測 (Measure Item)
：
切換至項目量測，可依照需求設定量測的項目，得到選取圖素的詳細性質。如長度、角度、半徑、 名 稱、 表 面 積、 體 積、 重 心、 慣 性 矩 等。 與 慣 性 量 測 (Measure Inertia) 不 同 之 處 為 慣 性 量 測 只 能 量 測 零 件， 而 項 目 量 測 則 任 何 圖 素 皆 可 量 測 ， 結 果 較 為 詳 盡。 並 且 依 照 圖 素 的 不 同， 量 測 的 項 目 也 不一樣
Result 為測量結果
Keep Measure 為保留測量結果
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05 組裝設計 Catia v5
可設定的量測項目如下 (Customize)：
慣性量測 (Measure Inertia)
：
可 量 測 選 取 零 件 或 組 件 的 性 質。 如 名 稱、 表 面 積、 體 積、 重 心、 慣 性 矩 等。 並 且 可 將 結 果 輸 出 成 文字檔、保留量測資料於歷程樹中或是建立幾何圖形。
//////////////////////////////////////////////////////////// 範例 //////////////////////////////////////////////////////////// 練習檔 / cris
練習檔 / scissors
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06 造型設計 Catia v5
06
Generative Shape Design 造型設計
GSD 有 別 於 Part Design ， 大 部 分 的 元 素（ 點、 線、 面 ） 都 是 於 3D 空 間 中 定 義 並 生 成（Part Design 大 多 於 2D 的 草 圖 中 定 義 ） 因 此 可 創 造 出 的 造 型 更 加 多 元 自 由， 而 每 個 特 徵 都 由 嚴 謹 的 參 數 演算出來，因此修改度十分足夠；GSD 是 CATIA 產品設計中十分重要的一環。 GSD 中， 生 成 出 來 的 都 是 曲 面（surface）， 類 似 薄 殼 的 概 念， 顏 色 為 淺 黃 色， 和 Part Design 生 成 的灰色實體做區隔
//////////////////////////////////////////////////////////// 指令 ////////////////////////////////////////////////////////////
點
重複建立點或面
:
在曲線或直線上重複建立點或面，點選線後定義起始點，並輸入距離即可重複建立點
可勾選同時建立平面 (create normal planes also)
端點
與極端點
:
以極值的概念 ( 最大或最小 )，於線、面、體上產生端點，兩者之間的差別在於端點 遠或最近，而極端點 則是以距離定義點的半徑最大或最小
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是以方向的最
06 造型設計 Catia v5
端點
: 輸入主體 ( 線、面、體皆可 ) 輸入方向 ( 可以兩個以上 )
用於線
選擇主體
輸入方向
產生端點
用於面
1. 選擇主體
極端點 :
種類可選擇
2. 因為是平面，所以需要兩個或以上的方向
:
最大或最小半徑 / 最大或最小角度
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3. 產生端點
06 造型設計 Catia v5
選擇輪廓 (Contour)
若改為最大半徑
選擇依附平面 (Support)
最小角度
指定軸的起始點 (Origin) 和方向 (Reference direction) 後， 選 擇 類 型 ( 圖 中 以 最 小 半 徑 為例，則產生距離起始點最短的點 )
最大角度
線-軸 多邊線 有別於直線
: ，多邊線可以直接以空間中多個點產生多邊線，若有必要，也可直接倒 3D 圓角
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06 造型設計 Catia v5
點選需要產生多邊線的點，選取的點會顯示在空白處，需要倒圓角的點選取後，在下方 的半徑 (Radius) 輸入半徑值即可
直接產生多邊線
平面間
可加上圓角
:
以兩個平行的面為基礎，依照其間距複製出更多平面
選取兩平行的平面
輸入複製數量後即可產生
圓 - 圓錐
圓
:
直接於空間中產生平面圓
左邊 圓的形式 (Circle and radius) 可選擇產 生 圓 的 方 法， 不 同 的 形 式 有 不 同 的 輸 入 數 值 ( 圓心、半徑、相切線…等 )，依附平面 (Support) 選擇欲產生圓的平面。
右邊 前兩項選擇全圓或非全圓 ( 下方有角度可 設 定 )， 後 兩 項 為 互 補 圓 弧 的 切 換 ( 如 下 圖，用於某些形式 )。 51
06 造型設計 Catia v5
圓角
:
於空間中的兩條線產生圓角
若兩條線為交叉線則有四個圓角選項，另外也可選擇是否修剪元素
圓錐線
:
連接兩條空間中的線，藉由參數 (Parameter) 的調整來控制曲線的變化
01 選擇起始點和結束點
02 選擇相切方向 ( 注意箭頭方向 )
02 產生連接圓椎線 ( 曲度可由參數 (Parameter) 調整 )
52
06 造型設計 Catia v5
連接曲線
:
類似圓椎線，但曲度由張力 (Tension) 來控制
曲線
渦旋線
:
輸入數值後可產生平面的渦旋線 ( 類似蚊香的形狀 )
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06 造型設計 Catia v5
螺旋線
: 參照範例檔 GSD001 下 面 的 選 項 外 型 (Profile) 可 控 制 螺 旋 的 外 性， 但 須 注 意 的 是 起 始 點 (Start Point) 需含在 profile 草圖中。
依數值輸入後可產生例題的螺旋線 ( 類似彈簧 )
脊椎線
:
計算各元素間的距離和方向所產生的曲線，通常用於掃掠的引導脊椎線 ( 重要 ) 1. 面與面間的脊椎線會垂直各個面
2. 線與線間的脊椎線會計算兩線 ( 或以上 ) 的距離和方向
紅色掃掠為未啟用脊椎線，曲面為完整鋪滿導引曲線兩端，黃色掃掠則有啟用 54
06 造型設計 Catia v5
等參數曲線
: 參照範例檔 GSD002
在曲面上依照距離和方向建立等參數的曲線
交換元件 (Swapped Cells) 可改變曲線的走向
投影 - 複合
投影
:
將元素 ( 通常是點或線 ) 依照特定方向投影至依附的曲面或平面，同時也有平順 (Smoothing) 的選項 改善轉角處
平順未開啟
結合
:
將 兩 平 面 曲 線 依 投 影 的 方 式 結 合 成 空 間 的 曲 線， 投 影 的 方 式可分為一般 (Normal) 和延著方向 (Along Directions)
55
平順開啟
06 造型設計 Catia v5
一般 (Normal)
選取兩 2D 曲線
自動計算兩曲線所延伸的曲面相交
產生 3D 曲線 ( 黑色 )
延著方向 (Along Directions)
兩 2D 曲線可依方向延伸出欲相交的曲面
兩 2D 曲線和延伸方向
依方向計算兩曲線所延伸的曲面相交
產生 3D 曲線 ( 黑色 )
偏移 曲線偏移
: 下 方 的 3D 轉 角 參 數 可 以 改 善 圓 角 因 偏 移 而 變 形的問題
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06 造型設計 Catia v5
平行曲線
：
類似曲線偏移 角處的變形
，只是平行曲線需要依附的面或曲面，而打開平順 (Smoothing) 選項也可改善轉
平順未開啟
相交
平順開啟
:
選取兩物件相交的點或線或面，同時可設定是否延續
自動計算延伸相交點
若互為歪斜線，則計算最 短距離的中點
點
線 ( 未延續 )
線 ( 有延續 ) 57
面
06 造型設計 Catia v5
拉伸 - 旋轉
拉伸
:
將曲線 (2D 或 3D) 依方向延伸出曲面
旋轉
:
將曲線依定義軸旋轉出曲面
可定義旋轉的角度
58
06 造型設計 Catia v5
球體
與圓柱
:
迅速產生球體與圓柱
偏移
偏移
:
用於曲面的偏移，有時偏移量太大會導致計算錯誤
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06 造型設計 Catia v5
掃掠
掃掠曲面
:
以不同導線和斷面生成各種曲面，其中可分為四大類
1. 明確 (Explicit) 2. 以 明 確 的 斷 面 (Profile) 和 導 引 曲 線 (Guide Curve) 演算 下方脊椎線 (Spine) 的部分可以右鍵選擇脊椎線 的方式生成 ( 詳細步驟請參照本章脊椎線的部分 )；脊 椎 線 的 有 無， 會 大 大 影 響 掃 掠 曲 面 的 品 質， 建 議 各 位 學 員 只 要 有 遇 到 脊 椎 線 的 選 項， 盡 量 想 辦 法 生 成 並 套 用。
60
2. 線 (Linear) 以 直 線 ( 具 有 許 多 種 生 成 方 式 ) 作 為 斷 面， 並依照導引曲線掃掠出曲面
同樣具有脊椎線的選項，可提高曲面的品質
06 造型設計 Catia v5
3. 圓 (Implicit circular)
4. 圓錐 (Implicit conical)
以圓弧 ( 相同半徑 ) 作為斷面，並依照導引曲線掃 掠出曲面
以圓錐曲線 ( 以三條或以上的導引曲線生成 ) 作為斷面，並依照導引曲線掃掠出曲面
同樣具有脊椎線的選項，可提高曲面的品質 同樣具有脊椎線的選項，可提高曲面的品質
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06 造型設計 Catia v5
適應掃掠
: 參照範例 GSD003
在導引曲線上，依照斷面草圖的繪製拘束，適應導引線間的距離變化，並掃掠出曲面
導引曲線 ( 深藍 ) 色)
依附曲面 ( 淺藍 )
斷面 ( 黑
注意 : 斷面需與依附曲面和另一導引曲線 ( 綠色 ) 相連 點 選 掃 掠 切 面 預 覽 (Sweep Sections Preview) 可以了解各切面的形狀，藉此檢視
預覽檢視
完成後點選 OK
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06 造型設計 Catia v5
填滿
:
將數條曲線構成的空間已曲面填滿 依附 (Support) 可點選欲相切的曲面 也可設定欲通過的點 (Passing Point)
選 取 四 條 曲 線， 依 附 可 填入是否相切的曲面 ( 紫色 )
無通過點
有通過點
組合 - 修補
連接
:
將兩個或以上的幾何元素 ( 點、線、面 ) 相互連結，形成一個元素
下方 檢 查 連 接 性 (Check connexity) 檢 查 連 接 的 元 素間是否有空隙 ( 用於曲面封閉成實體時十分重要 )
檢查相切 (Check tangency) 檢查連接的元素間是否相切 63
06 造型設計 Catia v5
修補
: 參照範例檔 GSD004
修補幾何元素 ( 通常是面 ) 間的裂縫或間隙
選取愈修補元素後，可設定 修 補 的 合 併 距 離 (Merging distance)
選取欲修補的三個曲面
完成後形成一個曲面
截斷 分割
:
分割兩具有相交或重疊的幾何元素，分割後並不會合併
被切元素 (Element to cut) 點選 要被分割的幾何項目 切 元 素 (Cutting elements) 點 選切割元素，切元素不會改變形狀 ( 類似刀具的概念 )
點選另一邊 (Other side) 可挑選 其他的計算結果
被切元素為黃色的 面，切元素為線 64
06 造型設計 Catia v5
修剪
:
效果類似分割 ，但修剪後兩元素都會改變形狀，並會連接 素與被切元素的分別
成為一個新的元素，因此沒有切元
點 選 元 素 後， 另 一 個 (Other side) 可 以 切 換 不 同 計 算 結 果， 下 方 移除的元素 (Elements to remove) 和保留的元素 (Elements to keep) 可快速指定欲形成的計算結果
點選兩元素
電腦自動計算結果
按另一個選擇其他計算結果
Tips: 不管是修剪 或分割 ，兩元素的相交狀況最好不要出現如圖的情況 ( 切元素沒有完全涵蓋被切 元素 ) 雖然電腦有時能自動計算出正確的結果，但還是容易產生誤差，請各位學員特別注意。
萃取 邊界
:
萃取線、面、體的邊界，並將其獨立為一個線元素
增加形式 (Propagation type) 可選擇邊界是否延續 65
06 造型設計 Catia v5
無
連續相切
連續點
萃取
完整邊界
:
萃取平面、曲面、體的面或線，並將其獨立為線或面的幾何元素
點連續
相切連續
增加形式 (Propagation type) 可選擇是否延續
多重萃取
:
可自行選定要萃取的點、線、面，而每個選取元素都可以 設定各自的增加形式 (Propagation type)，是萃取系列 裡功能最廣的一個模式 66
即使是分開的面，也可透果多重萃取一次產生
06 造型設計 Catia v5
圓角
圓角
: 參照範例 GSD005 將兩個分開的面元素倒圓角，完成後自動連結成一個元素
點選兩個面元素
輸入半徑後形成一個新的圓角， 多餘的部分會被修剪掉
也可製作變化圓角，但需要一條脊椎線 ( 黑色 )
點 選 兩 個 面 後， 點 選 詳 細 (More) 取 得 更 多 數 值 設 定 欄， 將 黑 線 設 定 為 雲 形 線 (Spine)， 此 時 半 徑 的 欄 位 旁 的 Law 會 變 成 可 編 輯 模 式， 點 選 Law 後 開始編輯變化圓角的半徑設定
最下面的 law 形式可設 定 law 的函數模式
67
按下預覽可了解圓角情況
06 造型設計 Catia v5
邊線圓角
:
有別於圓角
，邊線圓角適用於單一具有銳角的面元素
單一面元素
變化圓角
輸入半徑即可形成
:
用法和邊線圓角
一樣，但能透過加入指定點的方式改變圓角半徑
變 異 (Variation) 下 的 點 (Points) 可 以 指 定 變 化 圓 角 的 位 置， 點 選 點 (Points) 右 邊 袋 子 的 圖 示， 跳出 點元素 的視窗，右鍵選擇建立點，之後可直接於視窗物體上改變該點的半徑
面與面圓角
:
當 面 (Face) 與 面 之 間 並 沒 有 相 交， 或 兩 面 之 間 有 兩 個 以 上 的 尖 銳 邊 緣 時， 我 們 可 以 使 用 面 對 面倒圓角 (Face-Face Fillet) 的指令，在兩面之間建立等半徑值的圓角。
三切圓角
:
點 選 指 令 後， 先 選 取 欲 倒 圓 角 的 兩 塊 面 (Faces to fillet)， 再 選 取 一 塊 欲 移 除 的 面 (Face to r emove)， 在 選 取 的 三 塊 曲 面 間， 建 立 與 三 塊 曲 面 完 全 相 切 的 圓 弧 曲 面。 與 選 取 的 面 保 持 相 切 的曲面，也一併會建立圓弧曲面。
68
06 造型設計 Catia v5
欲倒圓角的兩塊面
欲移除的面
Tips:GSD 模 組 下 的 圓 角 系 列 然 圖 示 和 零 件 設 計 模 組 (Part Design) 下 的 圖 示 一 樣， 但 兩 者 不 可 混 用，GSD 的 只 能 用 於 曲 面 ( 淡黃色 )，零件設計則只能用於實體 ( 淺灰色 )
轉換 偏移
:
將幾何元素依方向和距離移動
旋轉
:
將幾何元素依旋轉軸和角度進行旋轉
對稱
:
將幾何元素依照參考 ( 此參考必須是平面或是直線 ) 進行對稱 69
建立三切圓角
06 造型設計 Catia v5
縮放
:
將幾何物體放大或是縮小，依照參考 (Reference) 的不同 ( 點、線、面 ) 會有單軸向改變或是整體改 變的差別
參 考 平 面， 則 以 該 平 面 法向量進行縮放
相似
參考點，則是整體進行縮放
: 以 XYZ 三 個 軸 向 進 行 放 大 或 縮 小， 而 XYZ 三 軸 可 透 過 座 標 軸 系 統 (Axis system) 欄位自行設定，若無設定則以環境預設座標軸為準
X = 2, Y =1 and Z=1
X = 2, Y =1 and Z=2 70
X = 2, Y =2.5 and Z=2
06 造型設計 Catia v5
坐標軸至座標軸
:
將物體或元素由原本的參考座標軸移至另一個參考座標軸
選取元素 Tips:
延伸
點選第一座標軸
點選第二座標軸
執行此動作前要先建立新的座標軸，點選下方工具欄的軸系
完成轉換
即可創建
:
以面或曲面的邊界為斷面，依照原本的曲率進行延伸，有些 3D 曲面再進行延伸時會有長度限制 ( 超過 該長度會無法計算 )
71
陣列 矩形陣列
:
單一方向陣列
二維的矩形陣列
將 元 素 依 方 向 和 數 量 進 行 複 製， 若 加入第二個方向則可進行矩形的陣 列 選點可以取消該區的複製
圓形陣列
完成
:
選擇軸和複製角度、數量
可設定陣列地 2 圈或以上 將元素依旋轉軸和角度進行複製，也可 進行第二圈或以上的還形陣列 (Crown)
想去除的區域同樣可以點選掉 72
完成
自訂陣列
:
將元素依自行設定的位置進行複製；先在欲陣列的平面或草圖繪製 出點，然後再將其平面或草圖填入位置 (Positions)
欲陣列的元素 ( 圓環 )
點選具有點的平面，一樣可點選是否複製該點
完成
體積 此系列和零件設計 (Part Design) 的特徵十分類似，用法幾乎相同，只是他們是曲面的性質 ( 以 紫色做為區別 )，所有的特徵 ( 倒角、拔模、薄殼 ) 都須以 GSD 模組的功能來完成
//////////////////////////////////////////////////////////// 範例 //////////////////////////////////////////////////////////// ( 一 ) 圓與四方斷面混成練習 / 檔案 GSD PR
001
開啟→點選 斷面混成指令 斷面：上下，導引：四條，脊椎線：圓心垂線
完成 73
( 二 ) 特殊螺紋做法之一 / 檔案 GSD PR 002 繪製草圖
掃掠
利用旋轉複製出第二面
長出一實體圓柱並以曲面切除
挖軸孔
74
( 三 ) 特殊螺紋做法之二
斷面長度 100 距原點 50 導引線長 153
( 四 ) 迴紋針
75
( 五 ) 金箍咒 點選渦旋線 ，中心點座標值為 X=0、Y=-200、Z=0，填選各項數據後預覽如下 圖所示。
選端點指令 下圖所示。
點線指令，填選資料預覽後如下圖所示。
將下左圖多餘線段修剪，並作對稱 ，預 覽結果如下右圖所示。記得連接兩渦旋線，如相接 1
定 義 點， 點 的 形 式： 座 標 值，X=100mm， 按 確 認鍵結束。
畫 圓， 點 選 或 填 入 數 據， 如 下 圖 所 示。 注 意 依 附 xy 平面，半徑為 82mm。
選擇拉伸指令，斷面：圓，尺寸分別輸入 50 及 100mm，如下圖所示。
點選展開指令，線展開：選連接在一起的相接 .1( 即 渦旋線 )，支援曲面：選拉伸 .1，預覽後如下圖所示。
76
，填選後預覽可得一端點，如
點選 掃掠曲面指令，斷面形式：選第三 種， 次 形 式： 選 圓 心 和 半 徑， 中 心 曲 線 為 展 開 .1，半徑：3.5mm，預覽後如下圖所示：
最後縫合成實體→補洞→使用 填滿指令 ( 兩 個端面 ) → 連接 ( 三曲面 ) →切換至零件設 計模組→ 封閉面 ( 點選連接 ) →隱藏連接 ( 曲面 )，實體即告完成。
( 六 ) 排球 先 用 零 件 設 計 模 組， 繪 製 一 直 徑 為 200mm 之 圓 球 ( 或 用 曲 面 繪 製 再 封 閉 成 實 體 亦 可 )， 切 至 造 形 設計模組並插入一本體或幾何組 參考下左圖，繪製一直徑為 200mm 之半圓並 旋轉成一圓球 ( 曲面 )，如下右圖。
繪製符合下左圖之尺寸，完成後如下右圖投影至曲面上。
77
以下形狀請自行練習—其槽為圓形或混用 / 圓槽 --( 可設變 )
均為圓槽 --( 可設變 )
( 七 ) 消波塊
78
方槽與圓槽混合 --( 可設變 )
直徑 30 改成 60 有可能的狀況如下中間及右圖所示
設變條件完整時之成品如下：( 倒角也一起設變完成 ) 用旋轉或平移指令即可
79
( 八 ) 電湯匙線圈 / 檔案 GSD PR 003
先繪製線圈要環繞的中心曲線。如下圖。
定 義 線 圈 半 徑 的 變 化 法 則， 如 果 變 化 的 數 值 為 2 個 以 上 時， 就 必 須 使 用 LAW。 首 先 建 立 一 長 度 100mm 的直線為法則變化的基準線。點選直線 (Line) 的圖示，直線形式為點和方向，以原點 (0,0,0) 為起始點，方向為 X 軸方向，結束的長度為 100，然後點選確認。
1. 點選直線的圖示 3. 按右鍵建立 (0,0,0) 點
4. 按右鍵選取 X 軸
80
2. 選取點和方向
建 立 數 值 變 化 的 位 置。 點 選 點 (Point) 的 圖 示， 將 點 的 形 式 改 為 曲 線 上， 選 取 先 前 繪 製 的 基 準 線，然後點選中間點，然後點選確認。在曲線的中點建立點，成為數值變化的位置。 1. 點選直線的圖示
2. 將形式改為曲線上
3. 選取線
5. 點選確認
定 義 變 化 的 長 度。 點 選 直 線 (Line) 的 圖 示， 直 線 形 式 為 點 和 方 向， 以 先 前 繪 製 的 直 線 中 點 為 起 始點，方向為 Y 軸方向，結束的長度為 10，然後點選確認。
1. 點選直線的圖示 2. 選取點和方向
4. 按右鍵選取 Y 軸
3. 選取點
5. 輸入 10 6. 點選確認
81
建 立 數 值 變 化 的 曲 線， 可 以 使 用 直 線 或 是 雲 形 線 來 定 義 數 值 變 化 的 方 式， 在 此 用 雲 形 線 的 變 化。 點 選 雲 形 線 (Spline) 的 圖 示， 選 取 原 點 為 第 一 點， 並 且 選 直 線 為 相 切 方 向。 如 果 方 向 不 一 樣 則 點 選 箭頭改變方向。
3. 選取直線
2. 選取原點
1. 點選雲形線的圖示
選取數值變化的直線端點為第二點。
1. 選取直線的端點
82
選取基準線的另一個端點為第三點，並且選直線為相切方向。如果方向不一樣則點選箭頭改變方向。 完成後點選確認。
3. 點選確認
2. 選取直線 1. 選取原點
建立法則。點選法則 (LAW) 的圖示，選取直線為變化數值的參考，選取雲形線為變化數值的大小，完 成後點選確認。拖拉 X 可得到每一個位置的數值變化情形。
1. 點選法則 (LAW) 的圖示
3. 選取雲形線為數值變化曲線
2. 選取基準直線
拖拉 X 可得到數 值變化的情形
4. 點選確認
83
建 立 螺 旋 線 的 曲 面。 點 選 掃 掠 (Sweep) 的 圖 示， 將 斷 面 形 式 改 為 直 線， 選 取 中 心 曲 線 為 導 引 曲 線 1，再選取 xy 平面為參考曲面。 2. 點選直線斷面的圖示 1. 點選掃掠的圖示
3. 選取中心曲線 4. 選取 xy 平面
定義角度變化。點選角度後的 Law，將 Law 形式改為線性，然後在結束數值中輸入 3600，再點選關閉。
1. 點選 Law
84
定 義 環 繞 半 徑 的 變 化。 點 選 長 度 1 後 的 Law， 然 後 在 歷 程 樹 中 選 取 Law.1，Law 形 式 會 自 動 改 為 進階，再點選關閉。
1. 點選 Law
2. 選取 Law.1 3. 點選關閉 定義曲面變化的基準，選取草圖 .1 為脊椎線，使斷面的變化沿平面曲線變化。
2. 選取草圖 .1
1. 點選未選擇
85
點 選 確 認 後， 即 可 建 立 螺 旋 曲 面。 若 是 不 了 解 變 化 的 原 理， 可 以 試 著 將 角 度 或 是 長 度 1 改 為 固 定 值，觀察其中的變化即可了解。
複製螺旋曲面的邊緣，點選邊界 (Boundary) 的圖示，然後選取邊緣，將增加形式改為連續相切， 再點選確認。
1. 點選邊界
3. 改為連續相切
2. 選取邊緣
86
4. 點選確認
建立線圈的中心曲線。點選連接的圖示，然後選取欲結合曲線，然後點選確認。 1. 點選邊界
4. 選取曲線
2. 選取曲線
3. 選取曲線
5. 點選確認 建 立 線 圈 的 斷 面 曲 線。 先 建 立 平 面 ， 點 選 平 面 的 圖 示， 確 認 平 面 形 式 為 垂 直 曲 線， 選 取 線 圈 的 中 心曲線，然後選取曲線端點，最後點選確認。 1. 點選平面的圖示 4. 選取曲線端點 2. 垂直曲線
3. 選取曲線 5. 點選確認
87
建 立 圓 形 斷 面。 點 選 圓 (Circle) 的 圖 示， 選 取 曲 線 端 點 為 圓 中 心， 剛 剛 建 立 的 平 面 為 依 附， 在 半徑值中輸入 1.5，圓的極限使用全圓，最後點選確認。
2. 選取端點
3. 選取平面
5. 點選全圓
1. 點選圓
4. 輸入 1.5
6. 點選確認
建 立 管 狀 曲 面。 點 選 掃 掠 (Sweep) 的 圖 示， 將 斷 面 形 式 改 為 明 確， 選 取 圓 為 斷 面， 選 取 中 心 曲 線為導引曲線 1，最後點選確認。
1. 點選掃掠的圖示
2. 點選明確斷面的圖示
3. 圓為斷面
4. 選取中心曲線
88
完成之後如下圖。可自行修改環繞中心曲線的的外型或是其他參數，以得到不同類型的線圈。
89
( 九 ) 寶特瓶曲面 / 檔案 PET Bottle Part 1 1. 相交 : 草圖 2 和 INTERSECT 1 找交點 2. 畫一圓 ( 中心和點 ): 中心點 ( 右鍵建立點，ZX 平面 H0 V-5)；點 ( 步驟 1. 的相交點 )； 依附 ZX 平面；角度 -90 90 3. 畫一點 ( 平面上 ):ZX 平面 H-15 V-20 4. 畫一線 ( 曲線相切 ): 點到圓，形式 : 雙切 5. 對稱 : 線 6. 修剪圓弧與線 7. 掃掠 8. 旋轉草圖一 :36 ~ -36deg 9. 變化圓角 : 共 8 個點，半徑 5&3mm 10. 旋轉複製 72deg，並且重複 3 次 11. 連接曲面
Part 2 1. 平行曲線 : 草圖 4.，常數 3mm，兩側，依附 ZX 平面 2. 平行曲線 : 圓 1.，常數 1.6mm，依附平面 2. 3. 複合曲線三次 : 外圓對上和下，內圓對中 4. 三條導引曲線掃掠 5. 平移 :Z 方向，編輯公式，打開零件樹下的平面 2.，選擇偏移 =105，並加上”/5” 6. 平移勾選重複 2 次 7. 連接四個面 ( 取消檢查連接性 ) 8. 草圖 3. 旋轉 180 180 然後修剪 9. 圓角皆 2mm
Part 3 1. 建立 sketch 5. 並旋轉 360deg 2. 畫一點 ( 之間 ): 相交 2.、相交 3.，比例 0.6( 偏上 ) 3. 建立一平面 ( 通過點平行 ): 參考平面 2. 4. 製作邊界 ( 剛剛 sketch 5. 的旋轉，下緣邊界 ) 5. 畫一點 ( 曲線上 ): 剛剛產生的邊界 1.，長度比 0.125，參考 sketch 5. 的最低點 6. 拉伸；圓 1. 極限 1 :12mm 90
7. 製作邊界線 8. 圓 ( 中心和半徑 ): 依附平面 6. R35mm 9. 斷面混成 : 剛剛建立的三個圓 10. 投影 : 投影元素 點 8.，依附元素 圓 5. 11. 投影 : 下面的圓，同上 12. 畫一線 ( 角度與曲線垂直 ): 開啟“依附上的 幾何”曲線 邊界 1.；依附 斷面混成曲面 角度 -45deg；開始 500 結束 0 13. 隱藏原本上下兩個邊，建立新的邊界，設定 極限 14. 填滿 15. 旋轉 45deg，並重複 6 次 16. 連接 sketch 5. Part 4 1. 平面 ( 偏移平面 ): 分別對 平面 1. 與 2. 個偏移 2mm( 朝內 ) 2. 和瓶身建立相交線 3. 兩極限接好 4. 修剪 5. 圓角 R5
Part 5 1. 平面 ( 通過點平行 ):XY 平面，點 ( 在 曲線上，選 sketch 5. 距離 1.5mm) 2. 螺旋線 : 節距 3 高度 7 3. 畫一線 ( 角度與曲線垂直 ): 角度 90deg，開始 1.6mm，中指 20mm 4. 畫一點 ( 在曲線上 ): 距離 0.8mm 5. 連接曲線 : 並選擇 “裁減元素” 6. 圓心和半徑掃掠 :R0.8mm 7. 修剪
完成 91
07 自由造型曲面 Catia v5
07
Free Style Shaper 自由造型曲面
在 自 由 造 型 模 組 中， 提 供 以 表 面 設 計 為 基 礎 的 工 具 以 快 速 的 建 立 造 形 輪 廓 及 表 面。 關 聯 式 的 形 變 功能可以輕易的作出流線的曲線與表面。
曲線建立的方法有很多種，大致上有 曲面上的曲線 (Curve on Surface) 投影曲線 (Project Curve) 對應曲線 (Match Curve) 溶接曲線 (Freestyle Blend Curve) 3D 曲線 (3D Curve)
01. 曲面上的曲線 (Curve on Surface) 1. 2. 3. 4. 5. 6.
點取 選取曲面 顯示 Option 對話框 選取建立型式 (Creation Type) 選取模示 (Mode) ︰與平面上的曲線相同 點選顯示 (Display) 點選曲面上的位置 按 OK or Double Click 結束
92
07 自由造型曲面 Catia v5
02. 投影曲線 (Project Curve) 1. 選取曲線 2. 選取方向 3. 輸入公差 4. 選取模式 5.OK
點取 (Direction) (Tolerance) (Mode)
顯示 Project 對話框 選取曲面
03. 對應曲線 (Match Curve) 1. 選取 曲線 .1 點取 2. 選取顯示 (Display) 3.OK
選取 曲線 .2
顯示 Curve Match 對話框
04. 溶接曲線 (Freestyle Blend Curve) 1. 選取曲線 .1& 曲線 .2 點取 顯示 Blend Curve 對話框 2. 選取顯示 (Display) ︰與 Curve Match 相同 3.OK
93
07 自由造型曲面 Catia v5
5. 3D 曲線 (3D Curve) 點取 type)
彈出 3D curve creation 對話框 以羅盤定義平面 選取 建立型式 (Creation 於平面上點選數點
面的建立大致上分為 平面基本曲面 (Planar Path) 平面基本曲面
Planar Path
四點基本曲面
(4-Points Path)
幾何萃出曲面 (Geometry Extraction) 擠出曲面 (Extrude Surface) 網狀曲面 (Net Surface (FSP) 掃掠造型面 (Styling Sweep (FSP)
1. 平面基本曲面 (Planar Path) 選取任一平面
點取
於平面上任點二點 or 點取
94
以羅盤定義平面 於平面上任點二點
07 自由造型曲面 Catia v5
2. 平面基本曲面 Planar Path 點取
任意點選空間中的三點
3. 四點基本曲面 (4-Points Path) 1. 點取
任意點選幾何元件上的三點 在另外平面上點選第四點
4. 幾何萃出曲面 (Geometry Extraction) 點取
選取曲面
點選曲面上的二點
5. 擠出曲面 (Extrude Surface) 點取
彈出 Extrude Option 對話框 選取曲線 選取方向 輸入或拉動所要擠出的距離
95
07 自由造型曲面 Catia v5
6. 網狀曲面 (Net Surface (FSP) 點取 ( 可複選 )
彈出 Net Surface 對話框 選取 對話框中的 profiles
預設先選取 guide Curves 選取 guide Curves 選取 Profiles Curves ( 可複選 )
7. 掃掠造型面 (Styling Sweep (FSP) 點取 彈出 Styling Sweep 對話框 spine & guide OK
選取 掃掠型式 (Sweep type)
選取 profile &
接下來是一些修改的功能
偏移曲面 (Offset)
填滿曲面 (Fill)
鏡射對稱 (Mirror Symmetry) 對應曲面 (Match Surface)
控制點 (Control Points) 多邊對應曲面 (Multi-Side Match Surface)
幾何貼合 (Fit to Geometry(FSO) 分解 (Fragmentation) 拆散 (Disassemble)
溶接曲面 (Blend Surface)
整體變形 (Global Deformation (FSO)
串連 (Concatenate) 延伸 (Extend)
未修剪 (Untrim)
打斷 (Break)
96
07 自由造型曲面 Catia v5
1. 偏移曲面 (Offset) 點取 選取曲面 (s) 彈出 Offset Option 對話框 選取型式 (Type) 選取限制 (Limits) 輸入或拉動所要偏移的距離
2. 填滿曲面 (Fill) 點取 彈出 Fill Option 對話框 選取顯示 (Display)
選取相連的曲面邊界 ( 最少二邊，最多可達九邊 )
3. 溶接曲面 (Blend Surface) 點取 (Option)
彈出 Blend Option 對話框 選取 ( 曲面邊界 .1) & ( 曲面邊界 .2) 選取顯示 (Display)
曲面邊界 .1
曲面邊界 .2
97
選取選項
07 自由造型曲面 Catia v5
4. 鏡射對稱 (Mirror Symmetry) 選取幾何元件
點取
選取鏡射面 ( 按住 Ctrl 鍵 選取鏡射面，可鏡射複製幾何元件 )
5. 控制點 (Control Points) 選取幾何元件
點取
顯示 Control Point 對話框 選取 Support & Law
拉動控制點
6. 對應曲面 (Match Surface) 點取 顯示 Match Option 對話框 的邊界 ( 固定邊 ) OK
選取
曲面邊界 .1
曲面邊界 .2
98
曲面 .1 的邊界 (Match 邊 )
選取 曲面 .2
07 自由造型曲面 Catia v5
7. 多邊對應曲面 (Multi-Side Match Surface) 點取 顯示 Match Option 對話框 選取 選項 選取 顯示 選取 1ST Match 邊 選取 1ST 固定邊 選取 1ST 連續性 選取 2ND Match 邊 選取 2ND 固定邊 選取 2ND 連續性 …… 1ST
2ND
8. 幾何貼合 (Fit to Geometry (FSO) 選 取 曲 線 / 曲 面 (Sources) 點取 顯 示 Fit to Geometry 對 話 框 選 取 點 群 (Targets) 定義 貼合 (Fitting) 參數 Fit OK
9. 整體變形 (Global Deformation (FSO) 選取 曲面 ( 按 Ctrl 複選 ) (Type) 選取 Guide
點取
顯示
Global Deformation 對 話 框 選 取 型 式
10. 分解 (Fragmentation) 選取 曲線或曲面 留線始曲線或曲面
點取
顯示 Exact Break 對話框
99
選取型式 (Type) 決定是否保
07 自由造型曲面 Catia v5
11. 串連 (Concatenate) 點取 顯示 Concatenate 對話框 輸入 公差 複選要 Concatenate 的曲線 Apply ( 若無曲線產生，請加大公差 ) ok
12. 未修剪 (Untrim) 選取已修剪的曲線或曲面
點取
顯示 Untrim 對話框 決定是否保留原始元件
13. 打斷 (Break) 點取 選取 要被打斷的幾何元件 ( 曲線或曲面 ) 顯示 Break Option 對話框 選取打斷 邊界 ( 點或曲線 ) 決定選取邊界若不在元件上時的投影方向 選取是否要保留原始元件 選取 刪除邊 OK
100
07 自由造型曲面 Catia v5
15. 拆散 (Disassemble) 點取
顯示 Disassemble
對話框 選取要拆散的元件 決定是要保留原始元件 ok
實例練習
101
08 圖像和外型 Catia v5
08
IMA 圖像和外形
IMA 在 CATIA 當 中 相 對 於 其 他 模 組 自 由 許 多， 在 IMA 當 中 每 當 選 取 一 項 指 令 後， 都 會 有 後 續 的 細 項 作 調 整 ， 因 此 如 果 對 於 其 他 模 組 比 較 不 熟 悉 者， 在 使 用 IMA 上 會 相 對 容 易 許 多， 但 是 也 由 於 過 於自由，在往後需要詳細數值的加工也可能會遇上一些問題，這是使用者需要去考慮的。 IMA 我簡略把它分成三大項分別是建構、修改、和工具，將在以下做詳細說明。
//////////////////////////////////////////////////////////// 建構 //////////////////////////////////////////////////////////// ＊未封閉曲面（Open surface creation） 外形，可依需要ㄧ直產生
： 點選指令後，即產生曲面（平面）可拉伸為所要之
＊封閉曲面（Closed surface creation） 外形，可依需要ㄧ直產生
： 點選指令後，即產生曲面（球體）可拉伸為所要之
延伸 (Exrude) 成一曲面。
：點選指令後，出現一個作圖平面，在平面上草繪你需要的曲線，繪圖完成後即形
102
08 圖像和外型 Catia v5
＃草繪曲線（Sketch）
：
草圖曲線（Curve creation）畫好後，可用草繪曲線（Sketch）再去畫線去修改原 本畫的線，可運 用 Ctrl 鍵去選擇要改變之區域
＃調整點（Manipulation）
：
曲線用草圖曲線（Curve creation）畫好後，可用調整點（Manipulation）再去移 動線的位置，可 運用 Ctrl 鍵去選擇要改變之區域
＃平順曲線（Smoothing）
：
曲 線 用 草 圖 曲 線（Curve creation） 畫 好 後， 可 用 平 順 曲 線（Smoothing） 處 理 線， 使 曲 線 平 順， 可運用 Ctrl 鍵去選擇要改變之區域
＃圓角效應（Filler Effect）
：
曲線用草圖曲線（Curve creation）畫好後，可用圓角效應（Filler Effect）將 不規則曲線選擇 來作成圓角
＃刪除（Erasement）
：
曲線用草圖曲線（Curve creation）畫好後，可用刪除（Erasement）將不要之曲線選擇來刪除
＃曲線平面（Curve Planeity）
：
將曲線保持在他的定義平面上，不會因為草繪曲線（Sketch）、調整點（Manipulation）、平順曲線 （Smoothing）、圓角效應（Filler Effect）而離開它原本的定義曲面
103
08 圖像和外型 Catia v5
//////////////////////////////////////////////////////
曲面修改
//////////////////////////////////////////////////////
＊擠出修剪面（Extrusion of faces/face addition）
：
點選指令後，在曲面上產生凸塊，可配合 Ctrl( 新增元素選擇 ) 和 Shift( 框選選擇 ) 鍵去選取曲面
有按 Ctrl
沒按 Ctrl
＊切修剪面（Insertion of sections）
：
點選指令後，將面切割為連續的兩部分方便去拉伸、改變外形，並會增加相對應的曲面
＊細分修剪面（Subdivision of faces）
：
點選指令後，將面細分當需要較細小的面或是凸塊就需運用細分修剪面，可配合 Ctrl( 新增元素選 擇 ) 和 Shift( 框選選擇 ) 鍵去選取曲面
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08 圖像和外型 Catia v5
＊刪除修剪面（Face deletion） ： 點選指令後，將不要的面刪除以利後續步驟裁切成曲面，可配合 Ctrl( 新增元素選擇 ) 和 Shift( 框 選選擇 ) 鍵去選取曲面
//////////////////////////////////////////////////////////// 工具 //////////////////////////////////////////////////////////// ＊修改（Modifcation of curves/surface）： 選取指令後，使用工具盤中的指令配合選擇點、線、面修改物件的形狀大小外形
＊尺寸 (Dimensioning Subdivisions)
:
選取指令後，點選任一曲面即可輸入準確數值，以修改該曲面
＊鏈結細分曲面頂點至曲線（Associate curves to surface）
：
將做好的曲面用鏈結細分曲面頂點至曲線（Associate curves to surface）將畫好的曲線作鏈結， 再由改變曲線來改變曲面外形
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09 整合製圖 Catia v5
09
Generative Drafting 整合製圖 3D->2D
CATIA 的整合製圖，可從 3D 零件或組立件設計，產生關聯的 2D 圖面
定義新圖紙： 1. 2. 3. 4. 5. 6.
從標準工具列選擇新的或從檔案 -> 新的 …開始 選取 Drawing 檔案，並按確認 從新圖 對話框，選擇標準與格式，例如 : A0 ISO 選取圖紙方向 選取圖紙比例 按 “確認” 結束
建立前視圖
：
1. 先定義一個空白圖紙。 2. 從視圖工具列選擇
開始建立前視圖
3. 選取 3D Part 零件檔的平面或平面曲面。 定義參考平面，藍色箭頭符號會顯示，可以點選藍色符號調整視角 4. 點選圖紙，產生視圖
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09 整合製圖 Catia v5
作用視圖︰ 作用中的視圖外框是紅色，非作用的視圖外框是藍色。 1. 雙按左鍵視圖的外框 2. 點選視圖按右鍵。出現內文功能表 然後從內文功能表中選擇 目前視圖
建立投影視圖
：
1. 從投影工具列雙擊圖示，開始建立投影視圖 2. 以游標移動視圖的位置，出現預覽。例如：右視圖。 3. 左鍵點選空白圖紙，產生視圖
建立等角視圖 1. 2. 3. 4.
從投影工具列雙擊圖示，開始建立等角視圖 選取 3D 零件。 選取藍色箭頭，改變等角方向 左鍵點選空白圖紙，產生視圖
進階前視圖 1. 2. 3. 4. 5.
：
：
從投影工具列雙擊圖示，開始建立前視圖 對話框中，可以修改視圖名稱、縮放比例 按確認後，選取 3D 零件。 選取藍色箭頭，改變方向 左鍵點選空白圖紙，產生視圖
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09 整合製圖 Catia v5
建立偏移切面視圖 / 偏移剖面
：
1. 從剖面工具列雙擊圖示，或是偏移剖面 圖示開始建立剖面視圖 2. 開始繪製出切割線斷面 3. 左鍵雙擊結束斷面繪製，並指定剖面位置產生視圖
建立詳細視圖 / 手繪詳細斷面
：
1. 從細部工具列雙擊 圖示， 或是手繪詳細斷面 2. 選取視圖中心。 3. 左鍵指定位置產生視圖
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圖示開始建立視圖
09 整合製圖 Catia v5
建立打斷視圖 1. 2. 3. 4. 3.
：
從視圖工具列雙擊圖示，開始建立打斷視圖 選擇第一個斷面的第一點 選擇第一個斷面的第二點 選擇第二個斷面的第三點 左鍵點選空白圖紙，產生視圖
建立視圖精靈
：
1. 開啟一個空白視圖 2. 從左邊的圖紙，按右鍵 -> 性質，選擇投影的角法從投影工具列雙擊圖示，出現視圖精靈對話框
3. 從左邊選取需要的視圖排列方式。選 Next
4. 從左邊選取等角視圖增加上去，選完成 5. 在 3D 零件的空間中選擇一個參考平面 109
10 其他應用 Catia v5
10
Others 材質庫及顏色更改 / 其他
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顏色更改
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在 CATIA 內建的預設值裡 : 點、線、草圖、草繪平面為白色 實體 ( 零件設計 Part Design 所產生 ) 為淺灰色 曲面 ( 造型設計 GSD 所產生 ) 為淺黃色 次級曲面 ( 圖像和外型 IMA 所產生 ) 為灰藍色 顏色是可以更改的，步驟如下 : 1. 點選要改的部分，可單一點選視窗中的點、線、面、體，若要改整個本體或曲面，則點選左側的樹 狀圖。 2. 左上工具列
Fill color 可以改變所選物體的顏色 Opacity 為透明度，降低透明度可以看到內部的情況 Line weight 和 Line type 可以改變邊線的粗細和形式 ( 虛線或實線 ) 右邊 Painter 類似 Ps 的滴管功能，可以複製其他元素的著色、透明狀態
改色後
Tips: 顏色更改雖然方便不同零件之間的辨識，但元素的性質並不會改變，因此建議初學者最後再更 改顏色，避免製作過程搞混
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10 其他應用 Catia v5
材質庫 CATIA 提 供 簡 單 的 貼 圖 功 能， 可 以 大 略 的 模 擬 產 品 質 感， 但 其 演 算 效 能 不 如 專 業 的 軟 體 (Cinema 4D 或 Keyshot)，因此若要做產品發表，還是要輸出 STL 檔或是 WRL 檔然後再以上述軟體進行彩現 貼材質步驟如下 : 1. 先更改下側工具列的視圖模式
改成最下面打問號的自訂視窗 2. 會跳出此視窗 改成如圖 ( 勾選 materialBtn)
3. 點選應用材質 後會跳出材質庫
內 部 有 許 多 材 質 分 類 ( 纖 維、 金 屬、 漆、 石 頭 … 等 )； 可 拖 移 中 鍵 進行平移，雙點擊該材質可進行預覽，決定後將該材質拖移至左側 樹狀圖的元素上
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10 其他應用 Catia v5
此 時 會 多 出 材 質 球， 可 雙 點 擊 進 行 材 質 的 參 數設定
參數可自行調整看看，紋理大小從材質大小欄位調 整，左上的預覽小圓球，可放大縮小和旋轉 ( 操作 方式和工作視窗一樣 )
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輸出 STL
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建 模 完 成 後， 後 續 的 流 程 ( 彩 現， 影 片 動 畫， 製 作 表 板， 加 工、 包 括 時 下 流 行 的 3D 列 印 )，STL 檔 是 個 很 常 用 的 格 式， 由 於 STL 是 由 很 多 平 面 的 三 角 形 所 構 成， 因 此 格 式 很 單 純， 幾 乎 所 有 的 3D 軟 體都可以打開，但相對的也無法對檔案本身進行修改。 輸出步驟如下 : 1. 轉換至加工的 STL 快速成形模組
2. 點選網格化弧差改為 0.001( 最細緻，但也較吃效能 )
3. 點 選 欲 網 格 化 的 物 體 ( 注 意 : 一 定 從 樹 狀 圖 點 選 主 體，否則網格化的目標會不完整 )
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10 其他應用 Catia v5
4. 應用並確認，產生咖啡色的 STL 網格舖面
5. 將實體隱藏後就只剩下 STL
6. 接著要匯出，點選輸出
7.Windows 下的檔案圖示
Element 選取要輸出的 STL 舖面 File Name 輸入存檔位置和檔名 按確定後完成
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10 其他應用 Catia v5
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小技巧
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1: 如何快速定義草圖方向 ? 答 : 按 CTRL 鍵 點 選 在 草 圖 中 做 爲 X 軸的 邊 / 再 選 擇草 圖 平 面 / 然 後 選 擇草 圖 功 能 / 草 圖自 動 轉 到 所 需的方向
2: 如何再 SKETCHER 中動態調整尺寸 ? 答 : 選中已標注的實體 / 再按住 SHIFT 鍵 / 然後拖動實體 / 則實體上標注的尺寸值會動態變化 .
3: 如何在進入 CATIA sketcher workbench 的時候 , 跳過動畫 , 以加速顯示速度 ? 答 :TOOLS--->OPTIONS--->DESPLAY---->NAVIGATION--->NAVIGATION / UNCHECK"ANIMATION DURING VIEWPOINT MODIFICATION". 就可禁止動畫 .
4: 如何在特徵樹和實體之間進行切換 ? 答 : 大家所知的可能就是在特徵樹上點擊或在螢幕右下角的坐標系上點擊在這裏介紹一種方法前提是 你的滑鼠是三鍵的 ) 按住 CTRL 然後滑動滑鼠上的滾輪即可 .
5: 如果你的三鍵滑鼠突然壞了 , 家裏又只有兩鍵的 , 那怎辦 ? 答 : 打開 TOOLS--->OPTION--->DEVICES AND VIRTUAL REALITY ; 然後在 TABEL SUPPORT 裏進行編輯就行了 .
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10 其他應用 Catia v5
CATIA V5 WORKSHOP host 國立雲林科技大學 工業設計係
crew
施佑杰 Shih, Yu-Chieh 林毅豐 Lin, Yi-Feng 張格禎 Chang, Ko-chen 徐郁豪 Hsu, Yu-hao 陳翊華 Chen, Yi-hua
course 2014 2/17 至 2014 3/24 每週一、四晚上 19:00-21:30
VOD 上課及作業練習錄影檔 http://www.youtube.com/playlist?list=PLV_w5duxskdJRshirMEV3wEFjOaEKHvz&feature=edit_ok
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此教材僅用於教學 嚴禁任何商業用途
all right reserved 2014 catia v5 workshop
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// Industrial Design Depar tment National Yunlin University of Science and Technology
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