CATIA是法国Dassault公司的3D CAD/CAM/CAE一体化软件，是世界上一种主流的CAD/CAE/CAM 一体化软件，被广泛用于电子、通信、机械、模具、汽车、自行车、航天、家电、玩具等各制造行业的产品设计。CATIA V5-6R 2013中文版是该软件推出的新的中文版本。本书从实用的角度介绍了CATIA V5-6R 2013中文版的曲面设计方法，详细介绍了CATIA V5-6R 2013中文版的曲线创建、创建常规曲面、曲线和常规曲面编辑、自由曲面设计、自由曲面编辑、曲线曲面分析、数字化曲面设计、曲面优化和渲染等内容。另外，本书还配备了交互式多媒体教学光盘，将案例制作过程制作为多媒体进行讲解，讲解形式活泼，方便实用，便于读者学习使用。

本书结构严谨，内容翔实，知识全面，可读性强，设计实例实用性强，专业性强，步骤明确，多媒体教学光盘方便实用，主要针对使用CATIA V5-6R 2013中文版进行曲面设计的广大初、中级用户，是广大读者快速掌握CATIA V5-6R 2013曲面设计的自学实用指导书，也可作为大专院校计算机辅助设计课程的指导教材。

前    言

　　CATIA是法国Dassault公司于1975 年开始发展的一套完整的3D CAD/CAM/CAE一体化软件，是世界上一种主流的CAD/CAE/CAM 一体化软件，它的内容涵盖了产品从概念设计、工业设计、三维建模、分析计算、动态模拟与仿真、工程图的生成到生产加工成产品的全过程，其中还包括了大量的电缆和管道布线、各种模具设计与分析以及人机交换等实用模块。CATIA在三维设计方面有很多方法，其曲面功能尤为强大。正因此，CATIA 广泛用于航空航天、汽车/摩托车行业、机械、电子、家电与3C 产业等各方面。Dassault公司发布确切消息称一如既往地坚持V5版本，继续在所有领域与产业里向客户提供生产支持并提高产品质量，目前最新推出了CATIA V5-6 R2013版本，众多优秀功能让用户感到惊喜，感受到现代3D技术革命的速度。

　　为了使大家尽快掌握CATIA V5-6 R2013在曲面设计方面的使用和设计方法，笔者集多年使用CATIA的设计经验，从而编写了本书，本书以最新版本CATIA V5-6 R2013中文版为平台，通过大量的实例讲解，诠释应用CATIA V5-6 R2013中文版进行曲面设计的方法和技巧。全书共分为11章，主要包括以下内容：曲线创建、创建常规曲面、曲线和常规曲面编辑、自由曲面设计、自由曲面编辑、曲线曲面分析、数字化曲面设计、曲面优化和渲染，在每章中结合了设计范例进行讲解，并在最后介绍了综合设计范例，以此来说明CATIA V5-6 R2013曲面设计的实际应用。笔者希望能够以点带面，展现出CATIA V5-6 R2013的精髓，使用户看到完整的曲面设计过程，体会CATIA V5-6 R2013中文版优秀的曲面设计思想和设计功能，从而能够在以后的工程项目中进行熟练的应用。

　　本书还提供了网络的免费技术支持，欢迎大家登录云杰漫步多媒体科技的网上技术论坛进行交流：http://www.yunjiework.com/bbs。论坛分为多个专业的设计板块，其中有CAX设计教研室最新书籍的出版和培训信息；还可以为读者提供实时的软件技术支持，解答读者在使用本书及相关软件时遇到的问题；同时论坛提供了强大的资料下载，大家需要的东西都可以在这里找到，相信广大读者在论坛免费学习到的知识一定会更多。

　　本书由云杰漫步科技CAX设计教研室策划编著，由张云杰、乔建军、张云静主编，参加编写工作的还有靳翔、尚蕾、郝利剑、贺安、董闯、宋志刚、李海霞、贺秀亭、彭勇、周益斌、杨婷、马永健等，书中的设计范例和光盘效果均由云杰漫步多媒体科技公司设计制作，同时感谢出版社的编辑和老师们的大力协助。

　　由于本书编写时间紧张，编写人员的水平有限，因此在编写过程中难免有不足之处，在此，编写人员对广大用户表示歉意，望广大用户不吝赐教，对书中的不足之处给予指正。

　　

　　                                                        编  者

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

目    录

第1章  CATIA简介 1

1.1  CATIA发展阶段 2

1.1.1  CATIA的历史 2

1.1.2  CATIA核心技术和主要功能 3

1.1.3  CATIA的应用 6

1.2  CATIA 模型概念介绍 9

1.2.1  曲线连续性 10

1.2.2  曲线阶次 10

1.2.3  曲面的组成 11

1.2.4  逆向工程的曲面设计 12

1.3  CATIA软件介绍 14

1.3.1  CATIA软件界面 14

1.3.2  软件基本操作 18

1.4  软件操作范例 24

1.4.1  实例介绍与展示 24

1.4.2  零件操作 25

1.4.3  窗口布局 26

1.4.4  视图操作 28

1.5  本章小结 32

第2章  曲线创建 33

2.1  创成式曲面设计模块 34

2.2  创建线框 36

2.2.1  创建点 36

2.2.2  创建直线 40

2.3  创建其他形式曲线 42

2.3.1  创建样条曲线 42

2.3.2  创建曲线圆角 51

2.3.3  创建曲线桥接 52

2.3.4  创建投影曲线 53

2.3.5  创建相交曲线 53

2.3.6  创建平行曲线 54

2.3.7  创建二次曲线 56

2.4  设计范例——创建空间曲线 57

2.4.1  实例介绍与展示 57

2.4.2  创建圆 58

2.4.3  创建曲线 60

2.4.4  创建几何曲线 63

2.5  本章小结 64

第3章  创建常规曲面 65

3.1  创建普通曲面 66

3.1.1  创建拉伸曲面 66

3.1.2  创建旋转曲面 67

3.1.3  创建球面曲面 68

3.1.4  创建圆柱曲面 70

3.2  创建其他形式曲面 71

3.2.1  创建偏移曲面 71

3.2.2  创建扫掠曲面 73

3.2.3  创建填充曲面 82

3.2.4  创建桥接曲面 82

3.2.5  多截面曲面 85

3.3  优盘外观设计范例 87

3.3.1  实例介绍与展示 87

3.3.2  创建插头 87

3.3.3  创建主体部分 90

3.4  本章小结 96

第4章  曲线和常规曲面编辑 97

4.1  曲线的编辑 98

4.1.1  合并 98

4.1.2  缝补 99

4.1.3  分解 101

4.1.4  曲线光顺 101

4.1.5  裁剪 102

4.1.6  提取元素 104

4.2  曲面的编辑 106

4.2.1  曲面圆角 106

4.2.2  几何变形 112

4.2.3  曲面延伸 115

4.3  编辑曲面基础特征 117

4.3.1  曲面分割实体 117

4.3.2  增厚曲面成实体 117

4.3.3  闭合曲面实体 118

4.3.4  缝合曲面实体 119

4.4  曲面展开 119

4.4.1  展开曲面 119

4.4.2  转移 121

4.4.3  展开 121

4.5  BiW样板工具操作 122

4.5.1  创建交接曲面 122

4.5.2  创建拔模凸面 123

4.5.3  创建孔 124

4.5.4  创建对应轮缘 126

4.5.5  创建滴面 126

4.6  充电器模型设计范例 127

4.6.1  实例介绍与展示 127

4.6.2  创建插头 128

4.6.3  创建壳体 131

4.7  本章小结 136

第5章  自由曲面设计 137

5.1  CATIA自由造型模块介绍 138

5.1.1  自由曲面设计平台 138

5.1.2  自由曲面的工具栏 139

5.2  创建曲线 140

5.2.1  创建空间曲线 140

5.2.2  在曲面上创建曲线 142

5.2.3  曲线投影 144

5.2.4  曲线桥接 144

5.2.5  曲线圆角 145

5.3  创建曲面 145

5.3.1  面片创建 145

5.3.2  拉伸曲面 147

5.3.3  偏移曲面 147

5.3.4  外插造型 149

5.3.5  桥接曲面 149

5.3.6  圆角曲面 150

5.3.7  填充曲面 151

5.3.8  网状曲面 153

5.4  喷头模型设计范例 154

5.4.1  实例介绍与展示 154

5.4.2  创建基础特征 154

5.4.3  创建接头 157

5.4.4  创建把手 161

5.5  本章小结 162

第6章  自由曲面编辑 163

6.1  曲面编辑 164

6.1.1  曲面分割 164

6.1.2  取消修剪曲面 165

6.1.3  连接曲面 166

6.1.4  分解曲面 167

6.1.5  转换和参数复制 168

6.2  修改外形 170

6.2.1  对称 170

6.2.2  通过控制点修改曲线/曲面 171

6.2.3  曲面匹配 172

6.2.4  外形拟合 174

6.2.5  整体变形 174

6.2.6  延伸曲面 175

6.3  双阀龙头曲面设计范例 176

6.3.1  范例介绍与展示 176

6.3.2  创建底座 176

6.3.3  创建开关(阀门) 186

6.3.4  创建出水口 191

6.4  本章小结 193

第7章  曲线曲面分析 195

7.1  曲线分析 196

7.1.1  曲线连续性分析 196

7.1.2  曲线曲率梳分析 197

7.2  曲面外形分析 200

7.2.1  截面曲率分析 200

7.2.2  反射分析 203

7.2.3  拐点曲线分析 203

7.2.4  高亮分析 203

7.2.5  环境映射 204

7.2.6  斑马线分析 205

7.3  喷头模型分析范例 206

7.3.1  实例介绍与展示 206

7.3.2  曲线分析 206

7.3.3  曲面分析 208

7.4  本章小结 211

第8章  数字化曲面设计基础 213

8.1  数字化曲面编辑模块 214

8.1.1  进入点群编辑模块 214

8.1.2  点群编辑工具 215

8.2  点云数据处理 216

8.2.1  点云基本操作 216

8.2.2  编辑点云 219

8.2.3  对齐点云 223

8.2.4  操作点云 230

8.2.5  分析点云 234

8.3  网格化处理 237

8.3.1  创建网格 237

8.3.2  编辑网格面 248

8.4  绘制交线 249

8.4.1  创建曲线投影 249

8.4.2  创建平面交线 251

8.4.3  创建扫描曲线 253

8.4.4  创建网格面边线 254

8.4.5  创建离散曲线 254

8.4.6  编辑扫描曲线 255

8.5  玩具海豚模型设计范例 256

8.6  本章小结 260

第9章  数字化曲线/曲面设计进阶 261

9.1  绘制曲线 262

9.1.1  绘制3D曲线 262

9.1.2  绘制网格曲线 263

9.1.3  通过扫描绘制曲线 264

9.1.4  通过扫描生成草图 265

9.1.5  创建相交 266

9.1.6  创建投影 267

9.1.7  清理外形 268

9.1.8  曲线网格化 269

9.2  创建曲面 272

9.2.1  创建识别曲面 273

9.2.2  创建拟合曲面 274

9.2.3  创建多截面曲面 276

9.2.4  网格化曲面 277

9.2.5  自动曲面 279

9.3  鼓风机盖设计范例 280

9.4  本章小结 283

第10章  曲面优化和渲染 285

10.1  曲面优化设计 286

10.1.1  创建中心凹凸曲面 286

10.1.2  基于曲线的曲面变形 287

10.1.3  基于曲面的曲面变形 289

10.1.4  外形渐变 290

10.2  实时渲染 292

10.2.1  应用材料 292

10.2.2  场景编辑器 294

10.2.3  制作动画 299

10.3  优盘渲染范例 302

10.3.1  实例介绍与展示 302

10.3.2  添加材质 302

10.3.3  模型渲染 305

10.4  本章小结 307

第11章  曲面综合设计范例 309

11.1  范例介绍和展示 310

11.2  范例制作 310

11.2.1  新建文件 310

11.2.2  创建主体曲面 311

11.2.3  创建水嘴面曲面 312

11.2.4  创建底座曲面 320

11.2.5  创建头部曲面造型 323

11.2.6  修饰曲面 326

11.2.7  创建零件特征 327

11.3  本章小结 332