CATIA V5零件设计实例教程

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出版者:清华大学
作者:胡海龙
出品人:
页数:350
译者:
出版时间:2007-9
价格:35.00元
装帧:
isbn号码:9787302160649
丛书系列:
图书标签:
  • 随笔
  • CATIA V5
  • 零件设计
  • 机械设计
  • CAD
  • 教程
  • 实例
  • 工程制图
  • 三维建模
  • 数字化设计
  • 工业设计
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具体描述

CATIA是一款深受欢迎的CAD/CAE/CAM一体化软件,居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位,广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子电器、消费品行业。本书通过实例讲解,详细介绍了CATIAV5草图设计、零件设计、曲面设计、装配设计、运动仿真等模块功能的综合应用。本书实例包括发动机部件,汽车内饰,汽车前面板储物箱,LCD显示器,常用曲面应用和打孔机等内容。

本书操作步骤清晰,实例典型,应用性强,是从事相关行业工作人员学习的理想参考书,本书也可以作为相关院校CAD辅助教材。

工程制图与三维建模基础实践:从二维到三维的设计飞跃 本书旨在为工程技术人员、机械设计初学者以及希望提升专业技能的在校学生,提供一套全面且深入的、侧重于工程制图规范与现代三维建模思维的实践指南。全书摒弃特定软件操作的冗余细节,聚焦于工程设计的基础理论、制图逻辑、以及如何在不同的数字化环境中实现高效、准确的设计意图表达。 第一部分:工程制图的基石——理解与规范 本部分深入探讨现代制造业中不可或缺的工程图纸语言。我们不仅仅停留在“画什么”的层面,更侧重于“为什么这样画”的底层逻辑。 第一章:制图原理与标准体系的构建 本章系统梳理国家标准(如GB/T系列)与国际标准(如ISO)在视图、尺寸标注、表面粗糙度、形位公差(GD&T)等核心要素上的异同及应用场合。重点分析标准背后的逻辑,即如何通过有限的线条和符号,实现信息传递的无歧义性。 视图选择与投影理论: 深入剖析第一角法与第三角法的应用场景,讲解如何根据零件的复杂程度和装配关系,合理选择主视图、俯视图、侧视图及局部放大图,确保零件实体特征的完整表达。 标准件与常用件的图示规范: 详细阐述螺纹、键槽、轴承安装面、倒角和圆角的标准表示法,强调规范化对后续加工和装配的重要性。 第二章:精确的度量艺术——尺寸标注的艺术与科学 本章强调尺寸的“目的性”而非“记录性”。尺寸标注是连接设计意图与制造实现的桥梁,其标注方式直接影响产品的可制造性和测量效率。 基准的选择与链式标注的规避: 讲解如何科学地选择基准面对零件的定位和公差的分配,深入分析链式尺寸链可能导致的累积误差,并提供链式标注的优化替代方案,如基准先行法。 形位公差(GD&T)的深度解析: 这是本部分的核心难点。我们摒弃简单的符号罗列,转而从几何特性(如平面度、垂直度、同轴度、定位度)的物理含义出发,结合“最大实体要求(MMC)”与“最小实体要求(LMC)”的实际应用,阐述GD&T如何精确控制功能要求,而非仅仅是几何形状。通过案例分析,展示如何利用GD&T提高零件的批量生产良率。 表面粗糙度与表面完整性: 讨论不同加工方式(铣削、磨削、电火花等)对应的粗糙度符号选择,以及表面完整性(如残余应力、表面损伤)在重要承载零件设计中的考量。 第二部分:从二维思维到三维建模的逻辑转换 本部分旨在帮助读者建立起与现代参数化/直接建模软件相适应的思维模式,理解三维数据的内在结构和逻辑关系。 第三章:参数化建模的核心理念与约束驱动 本章着重于参数化建模的思维模式,而非特定软件的操作。成功的参数化设计依赖于对模型“关系”的预判。 设计意图的特征化表达: 讲解如何将一个复杂的工程结构分解为一系列可控的、逻辑明确的二维草图和三维特征(拉伸、旋转、扫掠、倒角/圆角)。强调特征的顺序和依赖关系是模型“可编辑性”的关键。 约束逻辑的建立与管理: 深入分析几何约束(如平行、垂直、相切)和尺寸约束在草图环境中的作用。讨论在复杂装配体中如何使用装配约束来定义零件间的相对位置和运动关系,确保设计修改时模型的稳定性。 参数化变量的应用: 如何通过定义关键尺寸参数和公式,实现“一改全变”的设计修改效率。探讨如何建立合理的参数命名规范和层级结构,以应对大型复杂项目。 第四章:曲面建模与逆向工程的初步概念 本章为有进阶需求的设计师提供曲面基础知识的入门。曲面设计是实现流线型、仿生或复杂结构外壳设计的关键。 参数化曲面基础: 介绍NURBS(非均匀有理B样条)曲线和曲面的基本概念,理解曲面的数学描述。重点讲解如何利用曲线的控制点、节点矢量和权重的变化来精细控制曲面的光顺性(G0、G1、G2连续性)。 关键曲面工具的逻辑: 讲解“放样(Loft)”、“边界曲面(Boundary Surface)”、“倒圆角曲面”等核心工具背后的数学原理及其在工业设计中的应用。 逆向思维的引入: 初步探讨如何从扫描数据或物理模型出发,构建参数化曲面模型的基本流程,为涉及外部造型设计的工程师打下基础。 第三部分:面向制造的设计(DFM)与协同工作流 本部分将理论与实践相结合,关注设计成果如何高效、低成本地转化为物理产品,并融入现代项目管理流程。 第五章:公差配合与可制造性分析(DFM) 本章探讨如何设计出不仅满足功能要求,而且易于加工和装配的零件。 标准配合系统的选择: 系统学习孔系和轴系的基本配合制度(间隙配合、过渡配合、过盈配合),并结合实际应用场景,指导读者如何根据精度要求和装配/拆卸需求选择合适的公差带。 典型特征的可制造性评估: 分析铣削、车削、铸造、钣金等不同制造工艺对零件几何形状的限制。例如,内腔的曲率半径、底切的限制、拔模斜度的设置等,如何直接影响加工时间和成本。 应力集中点的识别与优化: 讲解如何通过剖视图和应力分析的初步概念,识别转角、孔洞边缘等应力敏感区域,并通过合理的圆角过渡来优化结构强度。 第六章:工程数据的管理与下游应用 本章关注设计成果的数据生命周期,确保设计模型能够无缝对接仿真分析(CAE)和数控加工(CAM)。 装配体管理与轻量化策略: 针对包含数百个零件的复杂机构,讨论如何使用简化表示、替代项和简化装配体来提高软件运行效率。强调在装配设计中保持结构清晰的原则。 数据交换格式与完整性: 介绍STEP、IGES等中性文件格式的差异,以及在数据导出时如何确保几何信息的准确传递。 模型在仿真中的准备: 讨论在将三维模型导入有限元分析软件前,需要对模型进行的清理工作,如去除小倒角、缝合曲面、简化特征等,以保证分析的准确性和效率。 本书特色: 本书内容侧重于工程领域通用的设计哲学和底层原理,帮助读者建立坚实的机械设计思维框架,从而能够快速适应和精通任何主流的三维建模或工程制图软件。通过对标准、逻辑和制造限制的深入理解,确保设计成果既符合规范,又具备卓越的可制造性。

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读后感

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用户评价

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坦率地说,我是一个对细节有近乎苛刻要求的人,尤其是在软件学习资料上。我对那种只会教你做出“一个漂亮模型”但无法解释“为什么这么做”的书籍嗤之以鼻。这本书最大的价值点在于它对“设计意图”的深度挖掘。在讲解拔模、倒角、筋板加强等传统特征时,作者并没有仅仅停留在如何应用命令上,而是穿插了大量的质量控制(QC)和可制造性设计(DFM)的考量。例如,在介绍如何创建内腔时,它会对比不同填充策略在后续铸造或注塑过程中的流动性差异,这种跨学科的知识融合,让这本书的厚度远超一本单纯的CAD操作手册。我甚至觉得,这本书更像是一份浓缩的“产品开发流程指导书”。它促使我思考,我设计的这个零件,在后续的材料选择、模具设计,乃至最终的装配公差控制中,会产生什么样的连锁反应。这种系统性的训练,远比死记硬背快捷键来得重要得多,它培养的是一种全局观和责任感。

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这本书的排版和图文配比简直是业界良心。很多技术书籍,为了节省成本或者图省事,把图注搞得密密麻麻,阅读起来非常吃力,眼睛得在文字和图示之间来回切换,效率低下。然而,这本教程在这方面做得极为考究。每一个关键步骤,作者都会用高清晰度的截图来辅助说明,而且截图上的标注(比如高亮显示激活的工具、圈出的关键参数输入框)都非常精准和醒目。更绝的是,当涉及到一些三维操作的视角变化时,它没有采用单一的视图来解释,而是通过多张连续的、带有清晰序号的小图,模拟了鼠标在三维空间中的旋转、平移过程,让读者能够完全跟上操作者的思路,不会产生“我的屏幕和你屏幕不一样”的困惑。这种对细节的极致追求,极大地降低了自学过程中的挫败感,让学习曲线变得平滑许多。我甚至可以把它当作一本“视觉词典”来使用,需要回顾某个特定操作时,翻到对应页面,一看图就能瞬间回忆起完整的操作流程,而不需要重新阅读大段文字。

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说实话,我本来对手册类的书籍期望值不高,总觉得它们要么过于学院派,要么就是简单的功能罗列,缺乏实际操作的灵魂。但这本书完全打破了我的固有印象。它的叙述节奏掌握得恰到好处,既有足够的篇幅去解释每一个命令背后的设计意图,又严格控制了不必要的冗长描述,保证了阅读的效率。我特别欣赏作者在处理复杂装配体和运动仿真模块时的手法。很多教程在讲解装配时,只会告诉你“拖动零件到指定位置即可”,但这本书却深入探讨了不同约束条件(如连接器、接触面等)对后续修改和出图的影响,这种前瞻性的指导对于未来维护模型至关重要。我清晰地记得,书中有专门一节在讲参数化设计的重要性,作者用一个实际的例子展示了如何通过修改少数几个关键尺寸,带动整个复杂机构的自动更新,那简直是打开了我对V5模块化设计的全新认知大门。阅读过程中,我发现自己不仅仅是在学习“如何操作”,更是在学习“如何思考”,如何以一种更高效、更符合工程实践的思维模式去驾驭这个强大的软件工具。

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这本书在语言风格上透露着一种成熟的、毫不矫揉造作的务实精神。它的遣词造句非常精炼,没有多余的形容词堆砌,直奔主题,这对于时间宝贵的专业人士来说是极大的福音。阅读过程中,你几乎感受不到作者试图去“推销”自己的知识,而更像是与一位经验丰富的同事进行技术交流。我尤其喜欢它在介绍高级功能时所采用的“对比分析法”。比如,在讲解如何处理复杂边界曲面时,它会清晰地对比“使用边界曲面工具”和“使用填充曲面工具”在计算量、曲率连续性以及后续修补难度上的优劣,然后给出明确的推荐场景。这种基于性能和效率的权衡建议,是书本知识与实际工程经验结合的最好体现。这本书真正做到了“授人以渔”,它提供的不仅仅是工具的使用方法,更是一种优化设计流程、提升产品质量的内在逻辑,读完之后,我感觉自己对V5的掌控力提升了一个层次,不再是简单的“点点鼠标”,而是真正开始“驾驭”软件了。

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这本书的封面设计相当吸引人,那种硬朗又不失科技感的蓝色调,配上清晰的软件界面截图,一下子就能让人感受到它的专业性和实用性。初次翻阅时,我最直观的感受是它在结构组织上的用心良苦。不同于市面上那些堆砌理论概念的教材,它似乎更像一位经验丰富的老工程师手把手在教你“干活”。每一个章节的引入都非常自然,仿佛是带着你一步步进入一个真实的、需要解决问题的项目场景中。比如,在讲解基础的草图绘制逻辑时,作者没有停留在工具栏的简单介绍,而是结合了如何快速构建一个符合工程规范的二维基准,这种教学方式极大地提升了学习的代入感。尤其是它对于一些高级曲面造型的切入点,没有直接抛出复杂的数学公式,而是先从最终产品的外观需求出发,反推所需的技术路径,让初学者在看到复杂图形时不至于望而却步,而是充满了“原来是这么回事”的豁然开朗。我对其中关于特征重建和修复那一块印象尤为深刻,那部分内容的处理非常细腻,很多在实际工作中经常遇到的、但教材里往往一带而过的小“坑”,都被作者用非常口语化的方式给点破了,读起来让人感觉非常亲切和可靠。

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