實體建模與特征建模技術

實體建模與特征建模技術第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術本章學習重點：掌握CAXA制造工程師2006“特征工具”欄中各項命令的功能和操作方法；通過本章的學習，逐步建立起靈活、高效的造型思想和實現方法。第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.1實體建模表示方法5.2特征建模技術5.3參數化設計技術5.4復雜零件的實體建模實例本章主要內容：第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.1實體建模表示方法常用的實體造型表示方法有掃描法、邊界表示法、構造立體幾何法、混合表示法等。無論那種方法，都要考慮下述的兩個問題：①表示方法蘊涵信息的完整性，即它是否唯一地描述了現實生活中的三維物體；②表示方法能表達形體的覆蓋率，即定義形體范圍的大小。第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.1.1掃描法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而成的。第五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.1.2邊界表示法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六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.1.3構造立體幾何法通過布爾運算(交、并、補)將簡單的基本體素(錐、柱、球、環(huán)等)拼合成復雜實體。圖5-4同一形體的不同CSG結構第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.1.4混合模式在一個建模系統(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據結構形式，以便相互補充或應用于不同的目的，從而充分發(fā)揮各種表示方法的優(yōu)勢，取長補短。

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CAD技術的發(fā)展建模表示方法也在不斷地發(fā)展。返回本章目錄第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.2特征建模技術產品的幾何建模不足以提供產品整個生命周期中所需要的全部信息,這就要求產品的幾何模型向產品模型發(fā)展。而特征建模技術是建立產品模型的一個重要途徑。產品特征可分為形狀特征、尺寸公差特征和技術特征等，在此主要討論與實體造型有密切關系的形狀特征。第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.2.1形狀特征的概念形狀特征指的是反映產品零件幾何形狀特點的、可按一定原則加以分類的產品描述信息。將特征引入幾何造型系統(tǒng)為的是增加幾何實體的工程意義,為各種工程應用提供更豐富的信息。不同的領域對特征的理解有所差異，如設計人員感興趣的是使用形狀特征進行設計，而制造人員感興趣的是基于特征的制造，設計特征和制造特征并不存在著一一對應的關系，而是依賴于其應用的領域。第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.2.2特征建模過程

將構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續(xù)特征的變化。采用“特征樹”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。

第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.2.3幾何特征的種類及生成方法基本形狀特征是表達一個零件總體形狀的特征。可根據二維輪廓生成三維特征，該類特征主要包括：拉伸、旋轉、掃描特征等。附加形狀特征主要包括:孔、軸、倒角、倒圓、陣列、槽、殼體特征等。返回本章目錄第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.3參數化設計技術傳統(tǒng)的CAD技術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，要修改這些元素很不方便。參數化設計使產品設計圖可以隨著某些結構尺寸的修改而自動生成相關的圖形，其主要特點是：基于特征、全尺寸約束、全數據相關、尺寸驅動設計修改。第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.3.1參數化設計一般是指設計對象的結構比較定型，可以用一組參數來約定尺寸關系。圖5-6參數化示意圖第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.3.2約束概念（見前一頁圖）角度α2~α4就是由四條邊和角度α1嚴格確定的，不能隨意取值。顯然，四邊形的形狀取決于四條邊長和一個夾角這5個參數，只要這5個參數確定了，該四邊形的形狀就確定了，因此，我們稱這5個參數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)就被破壞了，因此，必須重新調整形狀，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得滿足的過程，簡稱為約束滿足。第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.4.1草圖繪制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平面，選擇草圖狀態(tài)，圖形的繪制，圖形的編輯和草圖參數化修改等五步。5.4復雜零件的實體建模實例第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.4復雜零件的實體建模實例5.4.2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/除料，旋轉增/除料，放樣增/除料，導動增/除料。第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.4復雜零件的實體建模實例5.4.3實體造型實例（【例5-1】）

第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.4.3實體造型實例（【例5-1】）

分析過程：(1)形體分析（底板、空心圓臺、筋板）；(2)用適當增/除料方式生成各部分形體（附屬特征后做）。1)生成底板(根據俯視圖作出草圖—拉伸增料生成底板整體—拉伸除料生成內槽)2)生成空心圓臺(以底板內槽上表面為草圖基準面作出R45—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面作出φ40—拉伸除料生成空心圓臺)3)生成筋板(作出斜線草圖—生成筋板—拔模)4)作附屬特征第十九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.4復雜零件的實體建模實例5.4.3實體造型實例（【例5-2】）

第二十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五第5章實體建模與特征建模技術5.4.3實體造型實例（【例5-2】）

分析過程：(1)形體分析（底板、2個凸臺）；(2)用適當增/除料方式生成各部分形體（附屬特征后做）。1)生成底板(根據俯視圖作出草圖—帶拔模斜度拉伸增料生成底板)2)生成帶凹坑的兩個凸臺(以底板的上表面為草圖基準面作出凸臺草圖—帶拔模斜