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CATIA V5-6R2014 Surface Design Jaecheol Koh ONSIA Inc. ONSIA CATIA V5-6R2014 Surface Design CATIA V5-6R2014 Surface Design A Step by Step Guide ISBN-13: 978-1508691501 ISBN-10: 1508691509 Author: Jaecheol Koh Publisher: ONSIA Inc. (www.e-onsia.com) E-Mail: Download Files for Exercises Visit our homepage www.e-onsia.com. You can download the fles for exercises without any limit. This textbook is written in CATIA V5-6R2014 and the fles are available in CATIA V5R20. Users of earlier releases can use this textbook with minor modifcations. v CATIA V5-6R2014 Surface Design Download Files for Exercises Visit our homepage www.e-onsia.com. You can download the fles for exercises without any limit. This textbook is written in CATIA V5-6R2014 and the fles are available in CATIA V5R20. Users of earlier releases can use this textbook with minor modifcations. vi Preface This textbook explains how to create models with freeform surfaces using CATIA V5. CATIA is a three dimensional CAD/CAM/CAE software developed by Dassault Sys- tèms, France. This textbook is based on CATIA V5-6R2014. Users of earlier releases can use this book with minor modifcations. We provide fles for exercises via our website. All fles are in CATIA V5R20 so readers can open the fles using later releases of CATIA V5. It is assumed that readers of this textbook are accustomed to the modeling tools and pro- cesses in how to construct solid models in CATIA V5. For basic modeling, assembly and drafting techniques, refer to the textbook written by the author. This textbook is suitable for anyone who are interested in learning how to create and use the freeform surface in constructing 3D models using CATIA V5. Topics covered in this textbook - Chapter 1: Introduction to Surface Design - Chapter 2: Creating a Freeform Surface in a Solid Body - Chapter 3 and 4: Creating Reference Elements and Curves - Chapter 5 through 9: Creating Freeform Surfaces with various Commands - Chapter 10: Analyzing Suface Quality - Chapter 11 through 16: Modeling Projects (Cup Holder, Router Stand, PET Bottle, Lamp Shade, Classical Handset, Bumper Surface of Audi Q5) vii CATIA V5-6R2014 Surface Design This page left blank intentionally. viii Table of Contents Chapter 1 Introduction to CATIA V5 Surface Design 1 1.1 What is the Surface Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 1.2 Workbenches and Toolbars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 1.2.1 Workbenches for Surface Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 1.2.2 Screen of Workbench . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 1.2.3 Adding Workbenches in the Start Menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 1.2.4 Toolbars for Generative Shape Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 1.3 Understanding Geometries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 1.4 Settings for Surface Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 1.4.1 Edge Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 1.4.2 Update Option . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 1.4.3 Defning a Shortcut Key . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 Chapter 2 Creating a Freeform Surface in a Solid Body 13 2.1 Guidelines for Successful Surface Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 2.2 Geometrical Sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 2.2.1 Creating a Geometrical Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 Exercise 01 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 2.2.2 Characteristics of Geometrical Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 2.2.3 Options for Geometrical Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 2.3 Ordered Geometrical Set (OGS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 2.4 Body . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 2.5 Hybrid Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 Exercise 02 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 2.6 Constructing a Free Form Surface in a Solid Body . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 2.6.1 Close Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 2.6.2 Split . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 ix CATIA V5-6R2014 Surface Design Exercise 03 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 Exercise 04 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 2.6.3 Sew Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 Exercise 05 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30 2.6.4 Thick Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30 Chapter 3 Reference Elements 31 3.1 What is a Wireframe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 3.2 Points. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 3.2.1 Coordinate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33 3.2.2 On Curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33 3.2.3 Tangent on Curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34 3.2.4 Type Lock Button . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35 Exercise 01 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36 3.3 Extremum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36 3.4 Multiple Result Management (MRM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 Exercise 02 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39 3.5 Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 Exercise 03 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 3.6 Plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44 3.6.1 Offset from plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44 3.6.2 Parallel through point . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44 3.6.3 Angle/Normal to plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 3.6.4 Through point and line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 Exercise 04 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46 3.6.5 Through planar curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46 3.7 Repeated Creation of Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 3.7.1 Object Repetition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 3.7.2 Planes Between . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 3.7.3 Duplicate Geometrical Features Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 x Chapter 4 3D Curves 51 4.1 3D Curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 4.2 Creating Curves from Points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 4.2.1 Polyline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 4.2.2 Circle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 4.2.3 Spline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 Exercise 01 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54 4.3 Creating New Curves Using Existing Curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57 4.3.1 Corner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57 4.3.2 Connect Curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 Exercise 02 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 4.3.3 Continuity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61 Exercise 03 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62 4.3.4 Combine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62 4.3.5 Parallel Curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64 4.3.6 3D Curve Offset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65 Exercise 04 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66 4.3.7 Transformation Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66 4.4 Creating New Curves from Existing Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68 4.4.1 Projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68 Exercise 05 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69 4.4.2 Intersection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72 4.5 Creating New Curves from Existing Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72 4.5.1 Boundary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72 4.5.2 Extract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73 4.6 Modifying Curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74 4.6.1 Split . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74 Exercise 06 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75 Exercise 07 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 4.6.2 Trim . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 4.6.3 Join . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77 xi