基于CATIA的兩種不同水杯三維建模方法及對比

1、基于CATIA的兩種不同水杯三維建模方法及對比摘要:CATIA是一款優(yōu)秀的三維建模軟件，本文基于CATIA的凸臺命令和多截面實體命令這兩種常見基本命令，延伸出兩種不同的對于武漢理工大學(xué)水杯的三維建模方法，同時運用了CATIA的多種命令，最后進行了材料的渲染，還對兩種方法進行的對比分析比較，并給出了適用范圍。關(guān)鍵詞；CATIA 三維建模 多截面實體一、 背景介紹CATIA是法國達索公司開發(fā)的一款優(yōu)秀的三維CAD軟件，支持從項目前階段、具體的設(shè)計、分析、模擬、組裝到維護在內(nèi)的全部工業(yè)設(shè)計流程，界面直觀，操作方便，廣泛用于汽車、航空航天、船舶制造、廠房設(shè)計、建筑、電力與電子、消費品和通用機械制造等行

2、業(yè)。廣受全球好評。本文采用CATIA V5R20中文版。在學(xué)習(xí)完汽車CAD/CAE課程后，對CATIA產(chǎn)生了濃厚的興趣，自己嘗試著畫一些實例，并思考用不同的方法繪制，故決定對武漢理工大學(xué)水杯用兩種不同的方法建模。杯子如圖:二、 三維建模首先對水杯的構(gòu)成進行分析，杯子由杯體和杯蓋組成，杯蓋由分為兩層，內(nèi)層為塑料，外層為金屬合金，杯體材料與杯蓋外層相同，這個故將整個杯子分為三個零件來畫，最后再進行總體裝配。運用CATIA進行三維建模時，常用的是先用凸臺命令做出基體，再進行各項修改操作，但經(jīng)過思考，這里可以使用多截面實體操作來繪制基體，兩種方法繪制過程分別如下：1. 基于凸臺操作首先用凸臺命令做出基

3、體圓柱，設(shè)定圓柱圓半徑設(shè)為35mm，拉伸長度設(shè)為200mm,與實際大小相近，定位草圖如圖，基準(zhǔn)平面選擇為xy平面，拉伸方向默認方向，三維實體如下圖 再對基體圓柱的上部進行處理，達到實物的弧形，這里采用旋轉(zhuǎn)槽操作，命令如圖，選取的草圖平面為ZX平面，繪制的定位草圖如圖，定義的的旋轉(zhuǎn)軸線顯然應(yīng)該為圓柱的中心線，完成后的操作如圖此時再對杯子的下部進行處理，使其更加美觀，這里再次需要旋轉(zhuǎn)槽操作，定位平面還是選擇ZX平面，定位草圖如圖繪制完成后的底面如圖，但為使其更加美觀，對面連接處進行倒圓角處理，圓角命令如下圖：接下來對杯嘴進行繪制，杯嘴的繪制采用旋轉(zhuǎn)體操作，這里其實也可以用掃掠命令，這里采用旋轉(zhuǎn)體命

4、令，定位草圖如圖，顯然旋轉(zhuǎn)軸線采用Z軸,繪制效果如圖： 此時應(yīng)該對杯腔進行處理，這里采用挖槽命令，半徑34mm,深度170mm,效果如圖杯嘴與嘴部接觸的部分不能尖銳，故選擇倒2mm的圓角。這是基于凸臺的杯體繪制，下面基于多截面實體命令繪2.2基于多截面實體命令繪制的杯體使用多截面實體之前，首先要建立多個偏移平面，如圖，設(shè)計的分別相對于xy平面偏移了130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195、200、203、206、225，然后分別在每個平面上根據(jù)設(shè)計做出同心圓，然后選擇多截面實體的命令，一一選中所畫的各個平面，確認生成。但生成

5、時上部沒有弧線形，不夠美觀，仔細思考發(fā)現(xiàn)是平面設(shè)置過多，且參數(shù)設(shè)置的等差數(shù)列，使其成為了一個圓臺，后將130至200的平面之選用5個，且將其圓的直徑參數(shù)設(shè)為70、69、64、58、56，成功解決問題。效果圖如下： 而其他的細節(jié)處理如底部的處理，杯嘴的倒圓角，杯腔的生成等操作與上面相同，這里不再贅述。2.3杯蓋內(nèi)襯的繪制杯蓋塑料內(nèi)襯同樣是采用先用凸臺命令做出基體，凸臺的草圖圓直徑設(shè)定為50，拉伸長度為30，凸臺完成后，再采用凹槽命令生成蓋，而槽的深度設(shè)定為24mm,與實際情況相同，槽建好后，需要繪制杯口密封臺，密封臺的繪制先以凹槽的平面為底繪制出凸臺，拉伸長度為6mm,再使用開槽命令在密封臺的邊

6、緣開出一個槽，深度為4mm,寬度也為4mm,這里需要六個槽，但是一個個畫太繁瑣，故選擇使用圓形陣列命令。命令中槽的個數(shù)選為六個，間隔角度當(dāng)然是60度，生成過程及結(jié)果如圖。最后繪制杯蓋的外部金屬部分，也是采用先做出凸臺基體，再進行凹槽命令，過程較為簡單，先做出一個半徑為28mm,高度為30mm的凸臺，再進行凹槽操作，其生成的凹槽應(yīng)與之前做的內(nèi)襯相適應(yīng)，故凹槽的半徑與深度都應(yīng)與內(nèi)襯的半徑和高度相同，這里繪制過程就不再贅述，繪制效果如圖各個部件都繪制完成后，開始對各個部件進行材料的渲染，以期更加美觀，操作其實也很簡單，直接點擊任務(wù)欄下的應(yīng)用材料按鈕，將所選擇的材料直接拖至部件上即可，這里選擇將內(nèi)襯渲

7、染為summer sky材料，而杯體和杯蓋外部都采用Nickel材料，更加協(xié)調(diào)一致。為使材料顯示出來效果，需要將視圖模式更改為帶材料著色，材料即可正常顯示。各個部件渲染之后的效果圖如下圖：當(dāng)所有的部件的渲染完成后，就需要將各個部件裝配起來，新建一個product文件，一次將三個部件導(dǎo)入工作平面，再依次使用裝配命令中的接觸相和等命令，將三個部件裝配到一起，其裝配的最終效果圖和爆炸圖如下圖：前面用了基于凸臺對杯子進行了三維建模，這里決定用基于多界面三.分析雖然兩種方法都可以完成對水杯的三維建模，但在基于凸臺的常規(guī)方法中，要建立拖個凸臺，還要進行多次修改操作，如旋轉(zhuǎn)槽，凹槽命令，倒圓角命令等，過程較

8、為繁瑣，且使用例如旋轉(zhuǎn)槽等操作進行切割時，對弧面的處理比較生硬，而且出來的弧形不美觀，影響美感，而且弧面和其它面的過度不夠自然，雖然采用了倒圓角處理，而且使用了相切，但最終的效果還是缺乏整體感，但使用多截面實體命令做出杯體時，通過幾個偏移平面的做的草圖圓，最后直接生成整個杯體，免去了多個旋轉(zhuǎn)槽操作，而且草圖圓的半徑設(shè)定不同，生成時自動生成了弧面和許多自然圓角，大大簡化了操作，同時這些弧面和圓角顯得更加自然，不再那么生硬，整體感特別強，故顯得也更加美觀。 結(jié)束語 經(jīng)過思考和比較，雖然在水杯的建模中，基于凸臺的常規(guī)方法不如多截面實體的方法好，但是凸臺命令運用的更加廣泛，可以應(yīng)用與各種形狀的零件建模，對于弧面或者曲面其實最好的是運用CAT