基于CATIA的几何模型库设计

吕超　刘学杰

摘 要：设计工作中频繁使用一些常用件、标准件、非标准件以及成品设备等几何模型，几何模型库可以实现对分散存储的常用模型进行集中索引管理，提高管理和使用效率。文章对几何模型库设计进行了探讨，通过分析实例对几何模型库的建库过程进行了说明。

关键词：CATIA；几何模型库；参数化

引言

在使用CATIA軟件进行设计工作中，会经常用到一些常用件、标准件、非标准件以及成品设备等几何模型，且随着设计工作的增长而不断积累增多，这些积累的设计数模成为了设计资源，将为以后的设计工作提供极大的便利，提高设计效率和质量。但是随着设计数模规模的不断扩大，仅仅在计算机上进行的简单分类和存放管理已经不能满足模型管理和使用的效率需求。使用CATIA可以建立几何模型库，实现对计算机上分散存储的常用模型进行集中索引管理，自动实现参数化模型的实例化，提高管理和使用效率。

1 几何模型库设计分析

几何模型库对几何模型进行集中管理。从使用角度出发，几何模型库管理的模型别类，可以是成品设备、电气元件、机械零件、标准件等。从管理对象出发，管理对象都是几何模型。因此，几何模型库的建立必须满足使用和管理的需求，同时又要兼顾管理对象的基本特性。入库的几何模型可以分为单一几何模型和系列化几何模型。单一几何模型是在库中独立的、与其它模型不存在一致几何特征的几何模型。系列化几何模型是在库中存在的一系列的具有相同几何特征而几何尺寸不同的一类几何模型。

在建库方法方面，CATIA几何模型库通常以下两种方法建立。

（1）用CATIA提供的二次开发工具和库函数的接口，在VC开发环境中创建库应用程序。

（2）使用CATIA软件提供的目录编辑器模块建立。

第二种方法无需使用其他软件工具，使用CATIA自身就可以完成，在单机和网络环境中均可使用，实现简单，通用性强，文章采用第二种方法进行几何模型库的设计。

2 几何模型库建立过程

2.1 几何模型库构架建立

几何模型库的建立首先完成对管理的几何模型按照使用需求进行分类，综合考虑业务范围及使用管理的便利性，完成几何模型库构架的设计，构架的合理性直接决定的了几何模型库的使用和管理效率，应该认真进行分析设计。

几何模型库构架设计完成后，在CATIA中进行几何模型库构架的建立。在CATIA的目录编辑器模块中建立catalog文件，使用章节工具栏中的“添加章节”和“添加系列”命令建立章节和系列，可以建立多层子章节以满足几何模型库分类需要，章节和系列按照几何模型库设计构架进行建立，几何模型库构架示意图见图1。

2.2 单一模型建模及入库

对于单一模型，如果存在已有模型则可以直接使用，如果不存在已有模型，就需进行几何建模后使用。几何建模可以在CATIA的零件设计、创成式曲面设计等模块下采用常用的CATIA造型工具进行建模。在catalog文件使用“添加部件”命令，选择几何模型文档，该几何模型就完成了入库（详细见图2）。

2.3 参数化模型建模及入库

对于系列化模型则需要进行参数化建模，这样可以减少建模工作量，同时也便于后期改系列模型的扩展。以垫环形件为例，对参数化建模过程进行说明。首先在CATIA中建立环形件的几何模型，根据模型几何特征创建参数，关联参数与相关几何特征。建立一个EXCEL或者TXT文档格式的设计表，在设计表文件中编写几何模型各参数数据列表。使用知识工程工具栏中“设计表”命令将建立的设计表文件插入到模型文件当中，并且关联相关参数，参数化建模过程完成（详细见图3）。

3 结束语

文章对几何模型库设计进行了探讨，从使用和几何模型对象角度对几何模型库进行设计分析，通过实例对几何模型库的建库过程进行了说明，对几何模型库的设计工作具有很好的借鉴意义。

参考文献

[1]彭春雷.基于CATIA飞机工装零件库的建立[J].航空制造技术，2010（21）：79-80.

[2]史丰荣，韩华伟，史丰智.基于CATIA的标准件库的设计及应用[J].机械工程与自动化，2011（1）：181-185.

[3]李新红，蒋德云，孔晓玲，等.基于CATIA的典型夹具案例库的设计与研究[J].安徽农业大学学报，2014，41（3）：513-516.

作者简介：吕超（1984-），男，工程师，硕士研究生，从事试验机改装设计与研究工作。

刘学杰（1982-），男，工程师，硕士研究生，从事试验机改装设计与研究工作。