實體建模與特征建模技術(shù)講解PPT學(xué)習(xí)教案

1、實體建模與特征建模技術(shù)講解實體建模與特征建模技術(shù)講解 本章學(xué)習(xí)重點：本章學(xué)習(xí)重點：u 掌握掌握CAXA制造工程師制造工程師2006 “特征特征工具工具”欄中各項命令的功能和操作欄中各項命令的功能和操作方法；方法；u 通過本章的學(xué)習(xí)，逐步建立起靈活、通過本章的學(xué)習(xí)，逐步建立起靈活、高效的造型思想和實現(xiàn)方法。高效的造型思想和實現(xiàn)方法。第1頁/共22頁5.1 實體建模表示方法實體建模表示方法5.2 特征建模技術(shù)特征建模技術(shù)5.3 參數(shù)化設(shè)計技術(shù)參數(shù)化設(shè)計技術(shù)5.4 復(fù)雜零件的實體建模實例復(fù)雜零件的實體建模實例 本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：第2頁/共22頁5.1 實體建模表示方法實體建模表示方法 常用

2、的實體造型表示方法有掃描法、邊界表常用的實體造型表示方法有掃描法、邊界表示法、構(gòu)造立體幾何法、混合表示法等。無論那示法、構(gòu)造立體幾何法、混合表示法等。無論那種方法，都要考慮下述的兩個問題：種方法，都要考慮下述的兩個問題： 表示方法蘊(yùn)涵信息的完整性，即它是否唯表示方法蘊(yùn)涵信息的完整性，即它是否唯一地描述了現(xiàn)實生活中的三維物體；一地描述了現(xiàn)實生活中的三維物體； 表示方法能表達(dá)形體的覆蓋率，即定義形表示方法能表達(dá)形體的覆蓋率，即定義形體范圍的大小。體范圍的大小。第3頁/共22頁5.1.1 掃描法掃描法 將二維的封閉截面沿給定的軌跡平移或繞將二維的封閉截面沿給定的軌跡平移或繞給定的軸線旋轉(zhuǎn)而成的。給定

3、的軸線旋轉(zhuǎn)而成的。第4頁/共22頁5.1.2 邊界表示法邊界表示法 通過描述形體的邊界來表示一個形體。由于通過描述形體的邊界來表示一個形體。由于形體的邊界是形體與周圍環(huán)境的分界面，完整地形體的邊界是形體與周圍環(huán)境的分界面，完整地定義了形體邊界，也就唯一地定義了形體本身的。定義了形體邊界，也就唯一地定義了形體本身的。圖5-2 邊界表示法的原理第5頁/共22頁5.1.3 構(gòu)造立體幾何法構(gòu)造立體幾何法 通過布爾運(yùn)算通過布爾運(yùn)算(交、并、補(bǔ)交、并、補(bǔ))將簡單的基本體將簡單的基本體素素(錐、柱、球、環(huán)等錐、柱、球、環(huán)等)拼合成復(fù)雜實體。拼合成復(fù)雜實體。圖5-4 同一形體的不同CSG結(jié)構(gòu)第6頁/共22頁5

4、.1.4 混合模式混合模式 在一個建模系統(tǒng)中采用幾種不同的表示方法，在一個建模系統(tǒng)中采用幾種不同的表示方法，即采用兩種或兩種以上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式，以便相即采用兩種或兩種以上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式，以便相互補(bǔ)充或應(yīng)用于不同的目的，從而充分發(fā)揮各種互補(bǔ)充或應(yīng)用于不同的目的，從而充分發(fā)揮各種表示方法的優(yōu)勢，取長補(bǔ)短。表示方法的優(yōu)勢，取長補(bǔ)短。 另外，實體建模的表示方法還有空間另外，實體建模的表示方法還有空間單元表示法、光線投影法等，隨著單元表示法、光線投影法等，隨著CAD技技術(shù)的發(fā)展建模表示方法也在不斷地發(fā)展。術(shù)的發(fā)展建模表示方法也在不斷地發(fā)展。返回本章目錄第7頁/共22頁5.2 特征建模技術(shù)特征建模技術(shù) 產(chǎn)

5、品的幾何建模不足以提供產(chǎn)品整個生命周產(chǎn)品的幾何建模不足以提供產(chǎn)品整個生命周期中所需要的全部信息期中所需要的全部信息,這就要求產(chǎn)品的幾何模這就要求產(chǎn)品的幾何模型向產(chǎn)品模型發(fā)展。而特征建模技術(shù)是建立產(chǎn)品型向產(chǎn)品模型發(fā)展。而特征建模技術(shù)是建立產(chǎn)品模型的一個重要途徑。模型的一個重要途徑。 產(chǎn)品特征可分為形狀特征、尺寸公差特征和產(chǎn)品特征可分為形狀特征、尺寸公差特征和技術(shù)特征等，在此主要討論與實體造型有密切關(guān)技術(shù)特征等，在此主要討論與實體造型有密切關(guān)系的形狀特征。系的形狀特征。第8頁/共22頁5.2.1 形狀特征的概念形狀特征的概念 形狀特征指的是反映產(chǎn)品零件幾何形狀特點形狀特征指的是反映產(chǎn)品零件幾何形狀

6、特點的、可按一定原則加以分類的產(chǎn)品描述信息。的、可按一定原則加以分類的產(chǎn)品描述信息。 將特征引入幾何造型系統(tǒng)為的是增加幾何實將特征引入幾何造型系統(tǒng)為的是增加幾何實體的工程意義體的工程意義,為各種工程應(yīng)用提供更豐富的信為各種工程應(yīng)用提供更豐富的信息。息。 不同的領(lǐng)域?qū)μ卣鞯睦斫庥兴町?，如設(shè)計不同的領(lǐng)域?qū)μ卣鞯睦斫庥兴町?，如設(shè)計人員感興趣的是使用形狀特征進(jìn)行設(shè)計，而制造人員感興趣的是使用形狀特征進(jìn)行設(shè)計，而制造人員感興趣的是基于特征的制造，設(shè)計特征和制人員感興趣的是基于特征的制造，設(shè)計特征和制造特征并不存在著一一對應(yīng)的關(guān)系，而是依賴于造特征并不存在著一一對應(yīng)的關(guān)系，而是依賴于其應(yīng)用的領(lǐng)域。其應(yīng)

7、用的領(lǐng)域。第9頁/共22頁5.2.2 特征建模過程特征建模過程 將構(gòu)成零件的特征依次加到形體上，后續(xù)特將構(gòu)成零件的特征依次加到形體上，后續(xù)特征依附于前面的特征，前面特征的變化將影響后征依附于前面的特征，前面特征的變化將影響后續(xù)特征的變化。采用續(xù)特征的變化。采用“特征樹特征樹”的方法（又稱為的方法（又稱為歷程樹方法），將特征建模的歷程一一記錄下來。歷程樹方法），將特征建模的歷程一一記錄下來。 第10頁/共22頁5.2.3 幾何特征的種類及生成方法幾何特征的種類及生成方法 基本形狀特征是表達(dá)一個零件總體形狀的基本形狀特征是表達(dá)一個零件總體形狀的特征。可根據(jù)二維輪廓生成三維特征，該類特特征?？筛鶕?jù)二

8、維輪廓生成三維特征，該類特征主要包括：拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描特征等。征主要包括：拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描特征等。 附加形狀特征主要包括附加形狀特征主要包括:孔、軸、倒角、倒孔、軸、倒角、倒圓、陣列、槽、殼體特征等。圓、陣列、槽、殼體特征等。返回本章目錄第11頁/共22頁5.3 參數(shù)化設(shè)計技術(shù)參數(shù)化設(shè)計技術(shù) 傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的CAD技術(shù)都用固定的尺寸值定義幾何技術(shù)都用固定的尺寸值定義幾何元素，所輸入的每一個幾何元素都有確定的位置，元素，所輸入的每一個幾何元素都有確定的位置，要修改這些元素很不方便。要修改這些元素很不方便。 參數(shù)化設(shè)計使產(chǎn)品設(shè)計圖可以隨著某些結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計使產(chǎn)品設(shè)計圖可以隨著某些結(jié)構(gòu)尺寸的修改而自動生

9、成相關(guān)的圖形，其主要特點尺寸的修改而自動生成相關(guān)的圖形，其主要特點是：基于特征、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸是：基于特征、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動設(shè)計修改。驅(qū)動設(shè)計修改。 第12頁/共22頁5.3.1 參數(shù)化設(shè)計參數(shù)化設(shè)計 一般是指設(shè)計對象的結(jié)構(gòu)比較定型，可以一般是指設(shè)計對象的結(jié)構(gòu)比較定型，可以用一組參數(shù)來約定尺寸關(guān)系。用一組參數(shù)來約定尺寸關(guān)系。圖5-6 參數(shù)化示意圖第13頁/共22頁5.3.2約束概念約束概念（見前一頁圖）（見前一頁圖） 角度角度24就是由四條邊和角度就是由四條邊和角度1嚴(yán)格確嚴(yán)格確定的，不能隨意取值。顯然，四邊形的形狀取決定的，不能隨意取值。顯然，四邊形的形狀取決于

10、四條邊長和一個夾角這于四條邊長和一個夾角這5個參數(shù)，只要這個參數(shù)，只要這5個參個參數(shù)確定了，該四邊形的形狀就確定了，因此，我數(shù)確定了，該四邊形的形狀就確定了，因此，我們稱這們稱這5個參數(shù)為封閉四邊形的一組尺寸約束。個參數(shù)為封閉四邊形的一組尺寸約束。改變這組尺寸約束，四邊形的原有封閉狀態(tài)就被改變這組尺寸約束，四邊形的原有封閉狀態(tài)就被破壞了，因此，必須重新調(diào)整形狀，直到四邊形破壞了，因此，必須重新調(diào)整形狀，直到四邊形重新封閉為止。這一過程就是使尺寸約束重新獲重新封閉為止。這一過程就是使尺寸約束重新獲得滿足的過程，簡稱為約束滿足。得滿足的過程，簡稱為約束滿足。第14頁/共22頁5.4.1 草圖繪制草

11、圖繪制 草圖是特征生成所依賴的曲線組合。繪制草草圖是特征生成所依賴的曲線組合。繪制草圖的過程可以分為確定草圖基準(zhǔn)平面，選擇草圖圖的過程可以分為確定草圖基準(zhǔn)平面，選擇草圖狀態(tài)，圖形的繪制，圖形的編輯和草圖參數(shù)化修狀態(tài)，圖形的繪制，圖形的編輯和草圖參數(shù)化修改等五步。改等五步。 5.4 復(fù)雜零件的實體建模實例復(fù)雜零件的實體建模實例第15頁/共22頁5.4 復(fù)雜零件的實體建模實例復(fù)雜零件的實體建模實例5.4.2 實體特征實體特征 在制造工程師中，提供了四種基本實體特征在制造工程師中，提供了四種基本實體特征工具分別是拉伸增工具分別是拉伸增/除料，旋轉(zhuǎn)增除料，旋轉(zhuǎn)增/除料，放樣增除料，放樣增/除料，導(dǎo)動增

12、除料，導(dǎo)動增/除料。除料。第16頁/共22頁5.4 復(fù)雜零件的實體建模實例復(fù)雜零件的實體建模實例5.4.3 實體造型實例（實體造型實例（【例例5-1】） 第17頁/共22頁5.4.3 實體造型實例（實體造型實例（【例例5-1】） 分析過程：分析過程： (1)形體分析（底板、空心圓臺、筋板）；形體分析（底板、空心圓臺、筋板）； (2)用適當(dāng)增用適當(dāng)增/除料方式生成各部分形體（附除料方式生成各部分形體（附屬特征后做）。屬特征后做）。1)生成底板生成底板(根據(jù)俯視圖作出草圖根據(jù)俯視圖作出草圖拉伸增料生成底板整體拉伸增料生成底板整體拉伸除料生成內(nèi)槽拉伸除料生成內(nèi)槽)2)生成空心圓臺生成空心圓臺(以底板

13、內(nèi)槽上表面為草圖基準(zhǔn)面作出以底板內(nèi)槽上表面為草圖基準(zhǔn)面作出R45帶拔模斜度拉伸增料生成圓臺帶拔模斜度拉伸增料生成圓臺以圓臺的上表面為草圖基準(zhǔn)面作出以圓臺的上表面為草圖基準(zhǔn)面作出40拉伸除料生成空心圓臺拉伸除料生成空心圓臺)3)生成筋板生成筋板(作出斜線草圖作出斜線草圖生成筋板生成筋板拔模拔模)4)作附屬特征作附屬特征第18頁/共22頁5.4 復(fù)雜零件的實體建模實例復(fù)雜零件的實體建模實例5.4.3 實體造型實例（實體造型實例（【例例5-2】 ） 第19頁/共22頁5.4.3 實體造型實例（實體造型實例（【例例5-2】） 分析過程：分析過程： (1)形體分析（底板、形體分析（底板、2個凸臺）；個凸臺）； (2)用適當(dāng)增用適當(dāng)增/除料方式生成各部分形體（附除料方式生成各部分形體（附屬特征后做）。屬特征后做）。1)生成底板生成底板(根據(jù)俯視圖作出草圖根據(jù)俯視圖作出草圖帶拔模斜度拉伸增料生成底板帶拔模斜度拉伸增料生成底板)2)生成帶凹坑的兩個凸臺生成帶凹坑的兩個凸臺