Catia铰链设计：汽车门铰链三维造型教程

在复杂的零件设计中，设计零部件要考虑到该零件与周边零件的搭接配合关系。在设计时，要将有配合关系的零件组合到一个组件(Product)中，所 设计出来的零件在缺省装配位置上就处于该零件的正确位置，便于复杂组件的检查和校核。所以在我们开始设计汽车铰链零件的时候，也是调入与铰链有关的其他零 部件，有参考地进行设计。

一、设计铰链曲面

(1)新建一个组件，如图1所示；在新建的组件中装配入相关的零件，如图2所示。

(2)将与铰链相关的零件侧围外板、门内板、门铰链轴线等组装成一个Product又件，因这些零件存在统一的缺省坐标，不需要再做位置的调整，结果如图3所示。

(3)在插入菜单中，点选“new part”，并在跳出的提示窗口中选择“否(N)”，以确定用当前组件的原点位置作为新建零件的坐标原点(如图4)。

(4)在模型树上双击新件的零件名称，并进入零件设计状态。

(5)单击“start"菜单，点选“shape”→“Generativeshape Design”进入创成式曲面设计模块。为了保证设计数据之间的关联，万便以后的参数修改，在设计时将参数关联命令处于“开”的状态，如图5所示。

(6)单击“Insert”菜单，点选“Geometrical set…”，插入一个几何图形集，并命名为“SURFACE”。在“SURFACE”几何图形集上单击右键，在显示的菜单中选“Define In Work Object”，将其定义为当前工作图形集，其界面如图6所示。

(7)点选“Extract..,”命令，提取侧围外板的铰链安装平面作为铰链下合叶的下表面基准，开始铰链下合叶的曲面建模。

(8)先草绘出下合叶铰链翻边的宽度线，草绘时注意两翻边线应关于两个安装孔的连线对称，并垂直于铰链的旋转轴线。再点选“Extruded…”命令，拉伸出下合叶的两个翻边面(两翻边面应垂直于铰链的安装平面)，如图7所示。

(9)以一个翻边立面作为草绘平面，绘制下合叶的限位立面位置，与安装面成114°，距铰链的旋转中心距离为17.5mm，拉伸出该限位面。点选“Shape Fillet…”命令，将安装面于限位面之间进行R25的倒角，形成一个新的曲面。

(10)点选“Join”命令，将新生成的曲面与翻边里面进行合并，成为一个新曲面。以一个翻边立面作为草绘平面，绘制出翻边的轮廓形状，如图8所示，拉伸出裁剪面，对铰链的翻边立面进行轮廓的裁剪。

(11)采用同样的方法，在安装面上绘制出下合叶的端头形状，拉伸出面来进行裁减。

(12)点选“Shape Fillet…”命令，将安装面于翻边立面之间进行R7的倒角。隐藏不必要的草绘及曲面，显示如图9所示。

(13)单击“Extrapolate”延伸命令，对铰链旋转轴线进行延伸，延伸时要保证曲率连续，如图10所示。

(14)单击“Intersection”命令，求出铰链旋转轴线与铰链曲面之间的两个交点，即旋转孔的中心点。

(15)单击“Line”命令，用“point-point”方式在两中心点之间做线段。

(16)单击“Plane”命令，用“normal to curve”方式做一个平面垂直于两中心孔的线段，并通过线段的中点，如图11所示。

(17)以刚做的平面作为草绘平面，安装面上边作为X轴方向，进行草绘，绘制如图12所示的线段。

(18)单击“Plane”命令，用“normal to curve”方式做一个平面垂直于草绘的直线，并通过线段的端点，如图13所示。

(19)以刚建的平面作为草绘平面，轴线方向作为X 轴方向，进行草绘，如图14所示。

(20)单击“Swept”命令，以如图12所示的线段作为引导线，图15所示为截面生成曲面。

(21)单击“Trim”命令，将扫描生成的曲面与下合叶本体进行合并，如图16所示。做辅助面裁剪出下合叶限位部分的尺寸要求，并倒圆角处理，最终如图17所示。

这样铰链设计的曲面部分就算完成了。

二、设计铰链零部件

(1)单击“start”菜单，点选“Mechanical Design”→“Part Design”进入零件设计模块。

(2)在模型树上的“Part Body”零部件几何体上单击右键，在显示的菜单中选“Define In Work Object”，将其定义为当前工作几何体。

(3)单击“Insert” →“Surface-Based Features”→“Thich Surface…”，点选曲面作为增加料厚的面，输入厚度5mm，方向朝内侧，隐藏“SURFACE”几何图形集，增加料厚后的形状如图18所示。

(4)单击“Insert” →“Sketch-BasedFeatures”→“Pocket…”，进行直径为10mm铰链孔及直径为9mm的安装孔切割。命令窗口如图19所示。在草绘孔时，注意将隐藏的侧围外板及铰链孔重新显示出来作为参考。

(5)单击“Insert”→“Dress-Up Features”→“EdgeFillet…”，分别对翻边尖角处进行R5及R6的倒角，完成铰链下合叶的3D设计，如图20所示。

(6)用同样的建模思路，可以在缺省装配状态下正确完成铰链的上合叶、铰链轴、铰链衬套的3D设计。最终设计的铰链三维模型，如图21所示。

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