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CATIA V5 工程应用精解丛书 CATIA V5R20 工程图教程 詹熙达 主编 机 械 工 业 出 版 社 本书系统、全面地介绍了 CATIA V5R20 的工程图设计的一般过程、方法和技巧，内容包括工程图的 概念及发展、CATIA 工程图的特点、CATIA V5R20 工程图基本设置及工作界面，工程图视图，工程图中 的二维草图，工程图的标注，工程图图标表格与标题栏，材料清单的制作及应用，钣金工程图以及工程图 的高级应用等。 本书是根据北京兆迪科技有限公司给国内外几十家不同行业的著名公司（含国外独资和合资公司）的 培训教案整理而成的，具有很强的实用性和广泛的适用性。本书附带两张多媒体 DVD 学习光盘，制作了 167 个知识点、设计技巧和具有针对性实例的教学视频并进行了详细的语音讲解，长达 430 分钟；另外， 光盘还包含本书所有的教案文件、范例文件、练习素材文件及 CATIA V5R20 软件的配置文件（两张 DVD 光盘教学文件容量共计 6.5GB） 本书在内容安排上，紧密结合大量范例对 CATIA V5R20 工程图设计进行讲解和说明，这些范例在实 际工程设计中具有代表性；在写作方式上，紧贴软件的实际操作界面，采用软件中真实的对话框、操控板 和按钮等进行讲解，使初学者能够直观、准确地操作软件，从而尽快地上手，提高学习效率。本书内容全 面，条理清晰，范例丰富，讲解详细，图文并茂，可作为工程技术人员学习 CATIA 工程图的自学教程和 参考书，也可作为大中专院校学生和各类培训学校学员的 CAD/CAM 课程上课及上机练习教材。 图书在版编目（CIP）数据 CATIA V5 R20 工程图教程/詹熙达主编.—2 版.—北京： 机械工业出版社，2012.6 （CATIA V5 工程应用精解丛书） ISBN 978-7-111-38505-9 Ⅰ.①C… Ⅱ.①詹… Ⅲ.①机械制图——计算机制图— 应用软件—教材 Ⅳ.①TH126 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2012）第 106444 号 机械工业出版社（北京市百万庄大街 22 号 邮政编码 100037） 策划编辑：管晓伟 责任编辑：孙 鹏 责任印制：乔 宇 北京铭成印刷有限公司印刷 2012 年 7 月第 2 版第 1 次印刷 184mm×260mm · 21.5 印张 · 527 千字 0001—3000册 标准书号：ISBN 978-7-111-38505-9 ISBN 978-7-89433-459-6（光盘） 定价： 元（含多媒体 DVD 光盘 2 张） 凡购本书，如有缺页、倒页、脱页，由本社发行部调换 电话服务 网络服务 社 服 务 中 心：（010）88361066 销 售 一 部：（010）68326294 销 售 二 部：（010）88379649 读者购书热线：（010）88379203 门户网：http：// 教材网：http：// 封面无防伪标均为盗版 目 录 III 出 版 说 明 制造业是一个国家经济发展的基础，当今世界任何经济实力强大的国家都拥有发达的 制造业，美、日、德、英、法等国家之所以被称为发达国家，很大程度上是由于它们拥有 世界上最发达的制造业。我国在大力推进国民经济信息化的同时，必须清醒地认识到，制 造业是现代国民经济的支柱，提高制造业科技水平是一项长期而艰巨的任务。发展信息产 业，首先要把信息技术应用到制造业中。 众所周知，制造业信息化是企业发展的必要手段，国家已将制造业信息化提到关系到 国家生存的高度上来。信息化是当今时代现代化的突出标志。以信息化带动工业化，使信 息化与工业化融为一体，互相促进，共同发展，是具有中国特色的跨越式发展之路。信息 化主导着新时期工业化的方向，使工业朝着高附加值的方向发展；工业化是信息化的基础， 为信息化的发展提供物资、能源、资金、人才以及市场，只有用信息化武装起来的自主和 完整的工业体系，才能为信息化提供坚实的物质基础。 制造业信息化集成平台通过并行工程、网络技术和数据库技术等先进技术，将 CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM/ERP 等为制造业服务的软件个体有机地集成起来，采用统一的 架构体系和统一的基础数据平台，涵盖目前常用的 CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM/ERP 软件， 使软件交互和信息传递顺畅，从而有效提高产品开发、制造等各个领域的数据集成管理和 共享水平，提高产品开发、生产和销售全过程中的数据整合、流程的组织管理水平以及企 业的综合实力，为打造一流的企业提供现代化的技术保证。 机械工业出版社作为全国优秀出版社，在出版制造业信息化技术类图书方面有着独特 的优势，一直致力于 CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM/ERP 等领域相关技术的跟踪，出版了大量 学习这些领域的软件（如 CATIA、Ansys、Adams 等）的优秀图书，同时也积累了许多宝贵 的经验。 北京兆迪科技有限公司位于中关村软件园，专门从事 CAD/CAM/CAE 技术的开发、咨 询及产品设计与制造等服务，并提供专业的 CATIA、Ansys、Adams 等软件的培训，该系列 丛书是根据北京兆迪科技有限公司给国内外一些著名公司（含国外独资和合资公司）的培 训教案整理而成的，具有很强的实用性。中关村软件园是北京市科技、智力、人才和信息 资源最密集的区域，园区内有清华大学、北京大学和中国科学院等著名大学和科研机构， 同时聚集了一些国内外著名公司，如西门子、联想集团、清华紫光和清华同方等。近年来， 北京兆迪科技有限公司充分依托中关村软件园的人才优势，在机械工业出版社的大力支持 下，已经推出了或将陆续推出 CATIA、Ansys、Adams 等软件的“工程应用精解”系列图书， 包括： ● CATIA V5 R20 工程应用精解丛书 ● CATIA V5 工程应用精解丛书 CATIA V5R20 工程图教程 IV ● MasterCAM 工程应用精解丛书 ● Cimatron 工程应用精解丛书 “工程应用精解”系列图书具有以下特色： ● 注重实用，讲解详细，条理清晰。由于作者和顾问均是来自一线的专业工程师和 高校教师，所以图书既注重解决产品设计、制造中的实际问题，同时又将软件的 使用方法和技巧进行全面、系统、有条不紊、由浅入深的讲解。 ● 实例来源于实际，丰富而经典。对软件中的主要命令和功能，先结合简单的实例 进行讲解，然后安排一些较复杂的综合实例帮助读者深入理解、灵活应用。 ● 写法独特，易于上手。图书全部采用软件中真实的菜单、对话框和按钮等进行讲 解，使初学者能够直观、准确地操作软件，从而大大提高学习效率。 ● 随书光盘配有视频录像。随书光盘中制作了超长时间的操作视频文件，帮助读者 轻松、高效地学习。 ● 网站技术支持。读者购买“工程应用精解”系列图书，可以通过北京兆迪科技有 限公司的网站（http：// ）获得技术支持。 我们真诚地希望广大读者通过学习“工程应用精解”系列图书，能够高效地掌握有关 制造业信息化软件的功能和使用技巧，并将学到的知识运用到实际工作中，也期待您给我 们提出宝贵的意见，以便今后为大家提供更优秀的图书作品，共同为我国制造业的发展尽 一份力量。 机械工业出版社机械工业出版社 北京兆迪科技有限公司北京兆迪科技有限公司 第第 4 4 章章 草绘模块草绘模块 V 前 言 CATIA 是法国达索（Dassault）系统公司的大型高端 CAD/CAE/CAM 一体化应用软件， 在世界 CAD/CAE/CAM 领域中处于领导地位，其内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设 计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图输出，到生产加工成产品的全过 程，应用范围涉及航空航天、汽车、机械、造船、通用机械、数控（NC）加工、医疗器械 和电子等诸多领域。CATIA V5 是达索公司在为数字化企业服务过程中不断探索的结晶，代 表着当今这一领域的高水平，包含了众多先进的技术和全新的概念，指明了企业未来发展 的方向，与其他同类软件相比具有领先地位。CATIA V5 是围绕数字化产品和电子商务集成 概念进行系统设计的解决方案，可为数字化企业建立一个针对产品整个开发过程的工作环 境。在这个环境中，可对产品开发过程的各方面进行仿真，并能够实现工程人员和非工程 人员之间的高效沟通和交流。本书系统、全面地介绍了 CATIA V5R20 的工程图设计的一般 过程、方法和技巧，本书特色如下： ● 内容全面。与其他的同类书籍相比，包括更多的 CATIA 工程图设计内容。 ● 讲解详细，由浅入深，条理清晰，图文并茂，本书是快速学习 CATIA V5R20 工程 图有效指南。 ● 写法独特，紧贴 CATIA V5R20 的实际操作界面，采用软件中真实的对话框、按钮 和图标等进行讲解，使读者能够直观、准确地操作软件进行学习。 ● 附加值高，本书附带两张多媒体 DVD 学习光盘，制作了 167 个知识点、设计技 巧和具有针对性实例的教学视频并进行了详细的语音讲解，长达 450 分钟，两张 DVD 光盘教学文件容量共计 6.5GB，可以帮助读者轻松、高效地学习。 本书是根据北京兆迪科技有限公司给国内外一些著名公司（含国外独资和合资公司） 的培训案例整理而成的，具有很强的实用性，其主编和参编人员主要来自北京兆迪科技有限 公司，该公司专门从事 CAD/CAM/CAE 技术的研究、开发、咨询及产品设计与制造服务，并 提供 CATIA、Ansys、Adams 等软件的专业培训及技术咨询，在编写过程中得到了该公司的 大力帮助，在此衷心表示感谢。读者在学习本书的过程中如果遇到问题，可通过访问该公司 的网站 http：// 来获得帮助。 本书由詹熙达主编，参加编写的人员还有王焕田、刘静、詹路、冯元超、刘海起、黄红 霞、刘江波、詹超、高政、孙润、周涛、李倩倩、高宾、赵枫、雷保珍、魏俊岭、任慧华、 高彦军、詹棋、段进敏、尹泉、李行、尹佩文、赵磊、王晓萍、周顺鹏、施志杰、白云飞、 陈淑童、周攀、王海波、吴伟、周思思、党辉、龙宇、邵为龙、侯俊飞、高佩东。 本书已经多次校对，如有疏漏之处，恳请广大读者予以指正。 电子邮箱：zhanygjames@ 编 者 第第 4 4 章章 草绘模块草绘模块 1 丛 书 导 读 （一）产品设计工程师学习流程 1. 《CATIA V5R20 快速入门教程》 2. 《CATIA V5R20 高级应用教程》 3. 《CATIA V5R20 曲面设计教程》 4. 《CATIA V5R20 钣金设计教程》 5. 《CATIA V5R20 产品设计实例教程》 6. 《CATIA V5R20 曲面设计实例精解》 7. 《CATIA V5R20 钣金设计实例精解》 8. 《CATIA V5R20 工程图教程》 9. 《CATIA V5R20 管道设计教程》 10. 《CATIA V5R20 电缆布线设计教程》 （二）模具设计工程师学习流程 1. 《CATIA V5R20 快速入门教程》 2. 《CATIA V5R20 高级应用教程》 3. 《CATIA V5R20 工程图教程》 4. 《CATIA V5R20 模具设计教程》 5. 《CATIA V5R20 模具设计实例精解》 （三）数控加工工程师学习流程 1. 《CATIA V5R20 快速入门教程》 2. 《CATIA V5R20 高级应用教程》 3. 《CATIA V5R20 钣金设计教程》 4. 《CATIA V5R20 数控加工教程》 5. 《CATIA V5R20 数控加工实例教程》 （四）产品分析工程师学习流程 1. 《CATIA V5R20 快速入门教程》 2. 《CATIA V5R20 高级应用教程》 3. 《CATIA V5R20 运动分析教程》 4. 《CATIA V5R20 结构分析教程》 目 录 VII 本 书 导 读 为了能更好地学习本书的知识，请您仔细阅读下面的内容。 读者对象 本书可作为工程技术人员 CATIA 工程图的学习教程和参考书， 也可作为大中专院校的学 生和各类培训学校学员的 CAD/CAM 课程上课或上机练习教材。 写作环境 本书使用的操作系统为 Windows XP，本书采用的写作蓝本是 CATIA V5R20 中文版。 光盘使用 为方便读者练习，特将本书所有已完成的实例、配置文件等放入随书附赠的光盘中， 读者在学习过程中可以打开这些实例文件进行操作和练习。 本书附赠多媒体 DVD 光盘两张，建议读者在学习本书前，先将两张 DVD 光盘中的所 有文件复制到计算机硬盘的 D 盘中，然后再将第二张光盘 video2 文件夹中的所有文件复制 到第一张光盘的 video 文件夹中。在 D 盘上 cat20.7 目录下共有三个子目录： （1）drafting 子目录：包含系统配置文件。 （2）work 子目录：包含本书的全部已完成的实例文件。 （3）video 子目录：包含本书讲解中的视频录像文件（含语音讲解） 。读者学习时，可 在该子目录中按顺序查找所需的视频文件。 光盘中带有“ok”扩展名的文件或文件夹表示已完成的范例。 建议读者在学习本书前，先将随书光盘中的所有文件复制到计算机硬盘的 D 盘中。 本书约定 ● 本书中有关鼠标操作的简略表述说明如下： ☑ 单击：将鼠标指针移至某位置处，然后按一下鼠标的左键。 ☑ 双击：将鼠标指针移至某位置处，然后连续快速地按两次鼠标的左键。 ☑ 右击：将鼠标指针移至某位置处，然后按一下鼠标的右键。 ☑ 单击中键：将鼠标指针移至某位置处，然后按一下鼠标的中键。 ☑ 滚动中键：只是滚动鼠标的中键，而不能按中键。 ☑ 选择（选取）某对象：将鼠标指针移至某对象上，单击以选取该对象。 ☑ 拖移某对象：将鼠标指针移至某对象上，然后按下鼠标的左键不放，同时移动 鼠标，将该对象移动到指定的位置后再松开鼠标的左键。 ● 本书中的操作步骤分为 Task、Stage 和 Step 三个级别，说明如下： CATIA V5R20 工程图教程 VIII ☑ 对于一般的软件操作，每个操作步骤以 Step 字符开始。 ☑ 每个 Step 操作视其复杂程度，其下面可含有多级子操作，例如 Step1 下可能包 含（1） 、 （2） 、 （3）等子操作， （1）子操作下可能包含①、②、③等子操作， ①子操作下可能包含 a） 、b） 、c）等子操作。 ☑ 如果操作较复杂，需要几个大的操作步骤才能完成，则每个大的操作冠以 Stage1、Stage2、Stage3 等，Stage 级别的操作下再分 Step1、Step2、Step3 等操 作。 ☑ 对于多个任务的操作，则每个任务冠以 Task1、Task2、Task3 等，每个 Task 操 作下则可包含 Stage 和 Step 级别的操作。 ● 由于已建议读者将随书光盘中的所有文件复制到计算机硬盘的 D 盘中，所以书中 在要求设置工作目录或打开光盘文件时，所述的路径均以“D： ”开始。 技术支持 本书是根据北京兆迪科技有限公司给国内外一些著名公司（含国外独资和合资公司） 的培训案例整理而成的，具有很强的实用性，其主编和参编人员均来自北京兆迪科技有限 公司，该公司专门从事 CAD/CAM/CAE 技术的研究、开发、咨询及产品设计与制造服务， 并提供 CATIA、Ansys、Adams 等软件的专业培训及技术咨询，读者在学习本书的过程中如 果遇到问题，可通过访问该公司的网站 http：// 来获得技术支持。咨询电话： 010-82176248，010-82176249。 目 录 出版说明 前言 丛书导读 本书导读 第 1 章 CATIA 工程图概述 . 1 1.1 工程图的概念及发展 1 1.2 工程图的重要性 1 1.3 工程图的制图标准 2 1.4 CATIA 工程图的特点 7 第 2 章 CATIA V5 工程图基本设置及工作界面. 9 2.1 CATIA V5 工程图的基本设置 . 9 2.1.1 进入管理模式 . 9 2.1.2 自定义制图标准配置文件 . 12 2.1.3 设置工程图的默认制图标准 . 18 2.2 CATIA V5 工程图的工作界面 . 21 第 3 章 工程图视图 . 26 3.1 概述 26 3.2 新建工程图 27 3.3 创建基本工程图视图 29 3.3.1 正视图 . 29 3.3.2 投影视图 . 32 3.3.3 轴测图 . 33 3.3.4 视图创建向导 . 34 3.4 视图的操作 37 3.4.1 新建图纸 . 37 3.4.2 视图的移动 . 37 3.4.3 视图的对齐 . 39 3.4.4 视图的旋转 . 40 3.4.5 视图的隐藏、显示和删除 . 40 3.4.6 视图的复制与粘贴 . 41 3.4.7 视图的显示模式 . 42 3.4.8 更新视图 . 43 3.5 创建工程图高级视图 45 3.5.1 全剖视图 . 45 3.5.2 半剖视图与半视图 . 47 CATIA V5R20 工程图教程 X 3.5.3 局部剖视图与局部视图 . 49 3.5.4 阶梯剖视图 . 51 3.5.5 旋转剖视图与旋转视图 . 51 3.5.6 放大视图 . 53 3.5.7 破断视图 . 56 3.5.8 移出断面 . 57 3.5.9 辅助视图 . 58 3.5.10 多模型工程图 . 59 3.5.11 在视图中添加 3D 裁剪 60 3.6 修改剖面线 63 3.7 创建装配体工程图视图 67 3.7.1 创建基本视图 . 67 3.7.2 创建全剖视图 . 70 3.7.3 创建局部剖视图 . 71 3.7.4 创建爆炸视图 . 72 3.8 视图属性 76 3.8.1 修改视图名称 . 76 3.8.2 显示视图名称 . 78 3.8.3 修改缩放比例 . 79 3.8.4 修改视图投影平面 . 81 3.8.5 修改箭头的显示 . 81 3.8.6 修改剖切线 . 84 3.8.7 修改局部放大视图的范围 . 86 3.8.8 修改辅助视图剖切方向 . 87 3.8.9 隔离视图 . 88 3.9 工程图视图范例 89 3.9.1 范例 1——创建基本视图 . 89 3.9.2 范例 2——创建全剖和半剖视图 . 92 3.9.3 范例 3——创建阶梯剖视图 . 94 3.9.4 范例 4——创建装配体工程图视图 . 97 第 4 章 工程图中的二维草图 101 4.1 概述 101 4.2 显示网格线和标尺 102 4.3 修改二维草图的图形属性 104 4.3.1 修改二维草图的线型和线宽 . 104 4.3.2 复制对象格式 . 104 4.4 区域填充 105 4.4.1 创建区域填充 . 105 4.4.2 修改区域填充 . 107 4.5 使用空白视图 108 4.6 将工程图中的二维草图用作零件草图 109 目 录 XI 第 5 章 工程图标注 . 110 5.1 概述 110 5.2 中心线和轴线 110 5.2.1 自动显示中心线和轴线 110 5.2.2 标注一般中心线 112 5.2.3 标注圆形中心线 113 5.2.4 标注线性中心线 113 5.2.5 标注轴线 114 5.3 尺寸标注 114 5.3.1 尺寸标注的特点与要求 115 5.3.2 自动生成尺寸 115 5.3.3 手动标注尺寸 119 5.3.4 整理尺寸 . 128 5.3.5 隐藏与删除尺寸 . 132 5.3.6 中断与剪裁尺寸 . 133 5.3.7 编辑尺寸 . 136 5.3.8 显示双值尺寸 . 144 5.3.9 尺寸公差标注与修改 . 145 5.4 标注基准符号 148 5.5 标注形位公差 149 5.5.1 形状公差 . 149 5.5.2 位置公差 . 153 5.6 表面粗糙度的标注 158 5.6.1 创建表面粗糙度符号 . 158 5.6.2 编辑表面粗糙度符号 . 159 5.7 螺纹修饰线的显示与创建 160 5.7.1 显示螺纹修饰线 . 160 5.7.2 创建螺纹修饰线 . 161 5.8 注释文本的标注 162 5.8.1 创建注释文本 . 162 5.8.2 文本的编辑 . 165 5.8.3 文本的位置链接和方向链接 . 166 5.9 焊接符号的标注 168 5.9.1 标注焊接点 . 169 5.9.2 标注焊接符号 . 169 5.10 工程图标注综合范例 170 5.10.1 范例 1 170 5.10.2 范例 2 179 第 6 章 工程图图框、表格与标题栏 . 189 6.1 概述 189 6.2 创建图框 189 6.3 创建表格及填写表格内容 191 CATIA V5R20 工程图教程 XII 6.3.1 创建表格 . 191 6.3.2 填写表格内容 . 192 6.4 编辑表格 194 6.4.1 移动和旋转表格 . 194 6.4.2 选取和删除表格 . 195 6.4.3 编辑表格内容 . 197 6.4.4 插入行、列 . 197 6.4.5 单元格合并与取消 . 199 6.4.6 反转行或列 . 200 6.4.7 调整行高和列宽 . 201 6.5 创建与插入标题栏 203 6.5.1 创建标题栏 . 203 6.5.2 插入标题栏 . 207 6.6 图纸页面设置 208 6.6.1 更改页面格式 . 208 6.6.2 更改制图标准 . 209 第 7 章 材料清单的制作及应用 211 7.1 添加零件自定义信息 211 7.2 在装配体中定义物料清单 219 7.2.1 定义物料清单的属性 . 219 7.2.2 更改显示属性的顺序 . 221 7.3 在工程图中插入物料清单 222 7.4 插入高级物料清单 223 7.5 创建零件的序号 232 7.5.1 自动生成零件序号 . 232 7.5.2 手动生成零件序号 . 240 7.6 物料清单制作范例 241 第 8 章 钣金工程图 . 258 8.1 概述 258 8.2 范例 . 258 第 9 章 工程图综合范例 . 262 9.1 范例 1──简单零件的工程图 262 9.2 范例 2——复杂零件的工程图 272 9.3 范例 3——装配体的工程图 . 289 第 10 章 工程图的高级应用 309 10.1 图形文件转换 309 10.1.1 导出 DWG/DXF 文件 309 10.1.2 导出 PDF 文件 . 310 10.2 编辑工程图文档与参考模型的关联性 311 目 录 XIII 10.3 层的应用 314 10.3.1 层的概念 . 314 10.3.2 将对象分配到图层 . 315 10.3.3 使用可视化过滤器 . 315 10.4 使用 3D 查看器查看视图中的元素 . 317 10.5 OLE 对象 . 318 10.5.1 插入新建的 OLE 对象 . 318 10.5.2 插入链接的 OLE 对象 . 320 10.5.3 插入图标形式的 OLE 对象 . 321 10.5.4 插入图片 . 321 10.6 工程图打印 323 第 1 章 CATIA 工程图概述 1 本章提要 第 1 章 CATIA 工程图概述 本章简要地介绍了工程图的概念及其发展，还概述了 CATIA 工程图的 特点，并强调遵循国家制图标准的重要性。 1.1 工程图的概念及发展 工程图是指以投影原理为基础，用多个视图清晰详尽地表达出设计产品的几何形状、 结构以及加工参数的图样。工程图严格遵守国家标准的要求，它实现了设计者与制造者之 间的有效沟通，使设计者的设计意图能够简单明了地展现在图样上。从某种意义上说，工 程图是一门设计者与制造者沟通交流的语言，它在现代制造业中占据着极其重要的位置。 在很早以前类似工程图的建筑图与施工图就已经出现过，而工程图的快速发展是从第 一次工业革命开始的。当时的机械设计师为了表达自己的设计思想，也像画家一样把设计 内容画在图纸上。但是要在图纸上绘出脑海里构建好的复杂零件并将其形状、大小等要素 表达清楚，对于没有坚实绘画功底的机械工程师来说几乎是件不可能的事情。再者，用立 体图形表达零件的结构、尺寸及加工误差等要素，费时且不合理。毕竟画零件图的目的只 是为了将设计目的传达给制造者，使其加工出零件来，而不是为了追求实体美观，于是人 们不断地寻求更好的表达方式。随着数学、几何学的发展，人们想出了利用零件的投影来 表达零件的结构与形状的方法，并开始研究视图投影之间的关系，逐步形成了一门工程图 学。经过时间的验证，人们发现利用视图的投影关系就可以表达出任何复杂的零件，也就 是说利用平面图纸总可以表达出三维立体模型。于是学会识图与绘图成了机械工程师与制 造工人必备的技能。 1.2 工程图的重要性 相信很多人都已经察觉到，如今的时代俨然是一个 3D 时代。游戏世界里早就出现了 3D 游戏，动画也成了 3D 动画，就连电影里的特技都离不开 3D 制作与渲染。机械设计软 件行列里更是出现了众多优秀的 3D 设计软件，比如 CATIA、Pro/ENGINEER、UG、 SolidWorks、AutoCAD 以及 CAXA（国产软件）等。随着这些优秀软件相继进入我国市场 CATIA V5R20 工程图教程 2 并得以迅速推广，以及我国自主研发的 3D 设计软件， “三维设计”概念已逐渐深入人心， 并成为一种潮流。许多高等院校也相继开设了三维设计的课程，并采用了相应的软件来辅 助教学。 由于使用这些软件设计三维的实体零件，复杂的空间曲面造型已经成为比较容易的事 情，甚至有些现代化制造企业已经实现了设计、加工、生产无纸化的目标，因而很多人开 始认为 2D 设计与 2D 图样将成为历史，我们不需要再学习这些烦人的绘图方法、难解的投 影关系与枯燥无味的各种标准了。 不错，这是个与时俱进的观念，它改变着人们传统的机械设计观念，也指导我们追求 更好、更高的技术。但是，只要我们认清中国的国情，了解我国机械设计、制造行业的现 状，就会发现仍旧有大量的工厂使用着 2D 工程图，许多员工可以轻易地读懂工程图而不能 从 3D 模型里面读出加工所需要的参数。 国家标准对整个工程制图以及加工工艺等做了详细 的规定，却未对“3D 图样”做过多的标准制定。可以看出，几乎整个机械设计制造业都在 遵循着国家标准，都在使用 2D 工程图来进行交流，3D 潮流显然还没有动摇传统的 2D 观 念。虽然使用 3D 设计软件设计的零件模型的形状和结构很容易为人们所读懂，但是“3D 图纸”也具有其本身的不足之处而无法替代 2D 工程图的地位。其理由有以下几个方面： ● 立体模型（ “3D 图样” ）无法像 2D 工程图那样可以标注完整的加工参数，如尺寸、 几何公差、加工精度、基准、表面粗糙度符号和焊接符号等。 ● 不是所有零件都需要采用 CNC 或 NC 等数控机床加工，因而需要出示工程图在普 通机床上进行传统加工。 ● 立体模型（ “3D 图样” ）仍然存在无法表达清楚的局部结构，如零件中的斜槽和凹 孔等，这时可以在 2D 工程图中通过不同方位的视图来表达局部细节。 ● 通常把零件交给第三方厂家加工生产时，需要出示工程图。 所以，我们应该要保持对 2D 工程图的重视，纠正 3D 淘汰 2D 的错误观点。当然我们 也不能过分强调 2D 工程图的重要性，毕竟使用 3D 软件进行机械设计可以大大提高工作的 效率和节省生产成本。要成为一个优秀的机械工程师或机械设计师，我们不仅要具备强硬 的机械制图基础，也需要具备先进的三维设计观念。 1.3 工程图的制图标准 作为指导生产的技术文件，工程图必须具备统一的标准。若没有统一的机械制图标准， 则整个机械制造业都将陷入一片混乱。因此每一位设计师与制造者都必须严格遵守机械制 图标准。 我国于 1959 年首次颁布了机械制图国家标准， 此后又经过多次修改。 改革开放后， 第 1 章 CATIA 工程图概述 3 国际间的经济与技术交流日渐增多，新国标也吸取了国际标准中的优秀成果，丰富了标准 的内容，使其更加科学合理。 读者在学习使用 CATIA 制作工程图时可以先不考虑国家标准，但是在日后的工作使用 中，必须重视遵循国家制图标准，否则将会遇到许多不必要的问题与困难。 国家标准对制图的许多方面都有相关的规定。具体规定请读者参考《机械制图标准》 、 《机械制图手册》等书籍，在此仅进行一些简要的介绍。 1.图纸幅面尺寸 GB/T 14689-2008 规定：绘制工程图样时应优先选择表 1.3.1 所示的基本幅面，如有必 要可以选择表 1.3.2 所示的加长幅面。每张图幅内一般都要求绘制图框，并且在图框的右下 角绘制标题栏。图框的大小和标题栏的尺寸都有统一的规定。图纸还可分为留有装订边和 不留装订边两种格式。 表 1.3.1 图纸基本幅面 （单位：mm） 表 1.3.2 图纸加长幅面 （单位：mm） 2.比例 图形与其反映的实物相应要素的线性尺寸之比称为比例。通常工程图中最好采用 1：1 的比例，这样图样中零件的大小即是实物的大小。但零件有的很细小，有的又非常巨大， 不宜根据零件大小而采用相同大小的图纸，而要根据情况选择合适的绘图比例。根据 GB/T 14690-1993 的规定，绘制工程图时一般优先选择表 1.3.3 所示的绘图比例，如未能满足要 求，也允许使用表 1.3.4 所示的绘图比例。 幅面代号 尺寸 B×L a c e A0 841×1 189 25 10 5 A1 594×841 A2 420×594 10 A3 297×420 5 A4 210×297 幅面代号 A3×3 A3×4 A4×3 A4×4 A4×5 尺寸 B×L 420×891 420×1 189 297×630 297×841 297×1 051 注：a、c、e 为留边宽度。 CATIA V5R20 工程图教程 4 表 1.3.3 优先选用的绘图比例 表 1.3.4 允许选用的绘图比例 3.字体 在完整的工程图中除了图形之外，还有文本注释、尺寸标注、基准标注、表格内容及 其他文字说明等内容，这要求我们在不同情况下使用合适的字体。GB/T 14691-1993 中规 定了工程图中书写的汉字、字母、数字的结构形式和基本尺寸。下面对这些规定作简要的 介绍。 ● 字高（用 h 表示）的公称尺寸系列（mm） ：1.8，2.5，3.5，5，7，10，14，20。字 体的高度决定了该字体的号数。如字高为 7mm 的文字表示为 7 号字。 ● 字母及数字分 A 型和 B 型，并且在同一张图纸上只允许采用同一种字母及数字字 体。 A 型字体的笔画宽度 （d） 为字高 （h） 的十四分之一； B 型字体的笔画宽度 （d） 为字高（h）的十分之一。 ● 字母和数字可写成斜体或直体。斜体字头应向右倾斜，与水平基准线成 75°。 ● 工程图中的汉字应写成长仿宋体，汉字的高度（h）不应小于 3.5mm，其字宽一般 为 h/2（约为字高的三分之二） 。 ● 用作极限偏差、分数、脚注或指数等的数字与字母应采用小一号的字体。 如果用户希望按公司企业的要求使用特定的字体，则可以在 CATIA 文本库中选择所需 的字体。但是 CATIA 文本库中所包含的字体十分有限，尤其是缺乏中文字体。而 Windows 字体库中包含了大量的字体，用户也可以购买字体软件或从网上下载丰富的中文字体类型。 在此介绍一种让读者在 CATIA 工程图模块中使用 Windows 自带的字体的简便方法。 Step1. 先启动 CATIA V5 软件， 选择下拉菜单命令， 系统弹出 “选项” 对话框。 种 类 比 例 原值比例 1：1 放大比例 2：1 5 ：1 10：1 n 102 ×：1 n 105×：1 n 101×：1 缩小比例 1：2 1 ：5 1：10 1： n 102 × 1： n 105× 1： n 101× 种 类 比 例 放大比例 4：1 2.5 ：1 n 104×：1 n 105 . 2×：1 缩小比例 1：1.5 1 ：2.5 1：3 1：4 1：6 1： n 105 . 1× 1： n 105 . 2× 1： n 103× 1： n 104× 1： n 106× 注：n 为正整数。 第 1 章 CATIA 工程图概述 5 Step2. 在“选项”对话框左侧的选项区中选择节点，然后单击 选项卡，此时对话框如图 1.3.1 所示。 Step3. 在对话框的区域确认选中复选框； 最后单击 按钮，完成设置。 这样就可以在 CATIA 软件中使用 Windows 自带的字体了，具体如何修改文本样式，将 在后面的章节中讲到。 4.线型 工程图是由各式各样的线条组成的。 GB/T 17450-1998 中规定了 15 种基本线型及多种 基本线型的变形和图线的组合，它们适用于机械、建筑、土木工程及电气图等领域。在机 械制图方面，常用线条的名称、线型、宽度及一般用途如表 1.3.5 所示。 制图所用线条大致分为粗线、中粗线与细线三种，其宽度比率为 4：2：1。具体的线条宽 度（b/mm）由图面类型和尺寸在如下给出的宽度值中选择（公式比为 1：2） ：0.13、0.18、 0.25、 0.35、 0.5、 0.7、 1、 1.4、 2。 为了保证制图清晰易读， 不推荐使用过细的线条， 如 0.13mm 和 0.18mm。 绘制图线时，需要注意以下几点。 ● 两条平行线间的最小间隙不应小于 0.7mm。 ● 点画线、双点画线、虚线以及实线之间彼此相交时应交于画线处，不应留有空隙。 ● 在同一处绘制图线有重合时应按以下优先顺序只绘制一种：可见轮廓线，不可见 轮廓线，对称中心线、尺寸界线等。 ● 在绘制较小图形时，如果绘制点画线有困难，可用细实线代替。 图 1.3.1 “选项”对话框 CATIA V5R20 工程图教程 6 表 1.3.5 常用的图线、线型 5.尺寸标注 工程图视图主要用来表达零件的结构与形状，具体大小由所标注的尺寸来确定。无论 工程图视图是以何种绘图比例绘制，标注的尺寸都要求反映实物的真实大小，即以真实尺 寸来标注。尺寸标注是工程图中非常重要的组成部分，GB/T 4458.4—2003 规定了尺寸标注 的方法。 a.尺寸标注的规则 ● 零件的大小应以视图上所标注的尺寸数值为依据，与图形的大小及绘制的准确性 无关。 ● 视图中的尺寸默认为零件加工完成之后的尺寸，如果不是，则应另加说明。 ● 若标注的尺寸以毫米（mm）为单位时，不必标注尺寸计量单位的名称与符号；若 采用了其他单位，则应标注相应单位的名称与符号。 ● 尺寸的标注不允许重复，并且要求标注在最能反映零件结构的视图上。 代 码 名 称 线 型 一般用途 01.1 细实线 尺寸线、尺寸界线、指引 线、弯折线、剖面线、过 渡线、辅助线等 01.2 粗实线 可见轮廓线 基本线型 的变形 波浪线 断裂处的边界线、剖视图 与视图的分界线 图线的组 合 双折线 断裂处的边界线、剖视图 与视图的分界线 02.1 细虚线 不可见轮廓线 02.2 粗虚线 允许表面处理的表示线 04.1 细点画线 轴线、对称中心线、孔系 分布中心线、剖切线、齿 轮分度圆等 04.2 粗点画线 限定范围表示线 05 细双点画线 相邻辅助零件的轮廓线、 极 限位置的轮廓线、 轨迹线假 想投影轮廓线、中断线等 第 1 章 CATIA 工程图概述 7 b.尺寸的三要素 尺寸由尺寸数字、尺