基于CATIA中core-cavity造型的应用

张 峥

（苏州大学，江苏 苏州 215325）

基于先后赴上海迅利科技有限公司和百得（苏州）科技有限公司进行CATIA培训的机会，随后承担了企业CATIA软件的培训任务，经过与企业工程师的交流和自己的教学反思，在CATIA软件的使用上有了一些心得和想法。

1 CATIA V5应用背景

CATIAV5是法国Dassault公司开发的集CAD/CAE/CAM/PLM一体化的软件，在世界范围内处于领先地位.CATIA V5从产品的概念设计到最终产品的形成，以其精确可靠的解决方案提供了完整的2D、3D参数化建模、电子样机建立及数据管理手段，同时，作为一个完全集成化的软件系统，CATIA将机械设计、工程分析仿真、工厂设计、数控加工及CAT web网上解决方案有机地结合在一起，为用户提供了严密的无纸化工作环境，从而帮助客户达到缩短设计生产周期，提高产品质量，降低生产成本的目的。随着新的CATIA个人计算机版本（V5）的推出，越来越多的世界级的汽车、航空航天、造船、电子等部门的企业广泛地采用了CATIA V5。CATIA V5已经逐渐成国内外大学院校相关专业学生的必修的专业课，也成为工程技术人员必备的技能。

2 传统的实体造型方法及过程

具有CAD绘图基础的人都受到以往绘图思路的影响，对三维实体造型往往只追求准确和快速，因此，初使用CATIA的人通过熟练操作part design命令来设计，一般只在一个body中完成参数设计。如果现在要绘制图1中的一个实体零件，这个零件是B&D公司电子水平仪的上盖实体造型。

图1 实体零件图

这个实体造型应该是比较简单的，花很短的时间就可以画出来，一般会使用CATIA的都采用通用的步骤（绘制草图——实体拉升——切除本体——倒角等命令完成），先做出这个上盖的实体本体，然后在此基础上做出中间的两个buttons部分去除，利用shell命令可得到薄壁件，最后加上两个screws和一个label就可完成实体造型。整个实体造型都在一个body里完成，参数设定之间关系非常密切。

3 CORE-CAVITY实体造型方法及过程

采用core-cavity方法实体造型其实与模具（tooling）铸造零件的概念相似，要做出上模(cavity)和下模(core)，通过上下模压铸材料最后得出实体造型,这种方法使用的关键是要熟悉掌握body与body之间的关系，也就是布尔运算。因此这种实体造型的方法所花时间比传统的实体造型要多很多，而且很麻烦。首先要创建9个body,分配关系如下：

这9个body才用的布尔运算如下：

图2 core-cavity

如图 2分别做出 materail和 tooling（core和 cavity），我们也可以看出core-cavity的效果图，最后加上label就能得出实体造型。

4 两种方法的比较

传统的实体造型方法快速简单，但随后若要做修改的话，很容易造成CATIA软件中参数运算的错误，特别是里面采用了shell命令甚至是shape模块里的命令。这是不利于企业产品开发的更新和升级，因此，每次所做的数据参数对随后的产品再次开发无利用价值，与可持续发展的理念是相悖的。

在CATIA V5的设计环境中，最左侧的当前工作文档的设计树，在设计树上，记录了产品的所有逻辑信息，同时将产品生产过程中的每一步操作都记录下来。通过CATIA软件中的树命令比较，可以看出利用core-cavity方法的步骤繁多，所花时间是很多的，但这样却弥补了传统实体造型方法的缺陷，特别是有利于后期的修改，因为body之间的布尔运算相对于shell、shape命令的参数计算要简单，不容易出现参数计算出错的现象。此外，还能为模具供应商提供有力的数据支持，而且文件中的部分数据参数还可单独取出，用于其他产品的设计中，增加了利用率，对于设计人员来说是非常有价值的。由于这种方法的设计思路是很清晰的，初级设计人员能很容易读懂它，充分体现了资源共享。虽然简单的零件不能体现出core-cavity的优点，但随着科技产品的发展，现在的实体造型都涉及到参数化曲面，因此，使用core-cavity的设计方法进行part design就是必须的了。

5 结语

Core-cavity的设计理念是非常符合企业需要，我们应该大力提倡这种理念。现在市场上有很多的CATIA的教材教程，都只是注重软件命令操作和步骤使用，很少有涉及实体造型设计方法理念的，这其实是与企业有所脱节的，因此，我们要大力加强在这方面的教学体现，鼓励Core-cavity实体造型方法的使用，使我们的职业类学生在掌握CATIA软件的同时更能与企业贴近。

所以，对于教师来说，在教学过程中不能只仅仅注重教学内容的传授，还应强调企业理念，这样才能是学生的知识学用所用，学以适用。那我们就必须切实落实好工学交替，教师应多去企业走动走动，经常与企业的工程师交流，了解企业的用人需求和技术动态，不断提升自己，才能更好地为学生服务。

[1]王锦，朱宇.无师自通CATIA V5之接触篇[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

[2]王华杰.CATIA模具设计教程[M].北京：清华大学出版社，2004.

[3]曾红江.CATIA V5从入门到精通[M].北京：中国青年出版社，2004.