机械CAD-CAM(第6章)几何造型系统.pdf

1 几何造型系统几何造型系统几何造型系统几何造型系统 机电工程学院机电工程学院机电工程学院机电工程学院CIMSCIMS应用研究中心应用研究中心应用研究中心应用研究中心 张张张张 宇宇宇宇 Email Email zhangyu zhangyu 机械机械机械机械CAD CAMCAD CAM 第六章第六章第六章第六章 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇2 三三三三 维维维维 线线线线 框框框框 造造造造 型型型型 3D Wire Frame3D Wire Frame 由物体上的点 直线和曲线组成 表示的是物体的棱由物体上的点 直线和曲线组成 表示的是物体的棱由物体上的点 直线和曲线组成 表示的是物体的棱由物体上的点 直线和曲线组成 表示的是物体的棱 边 边 边 边 线框模型在计算机内部是以边表和点表表达和存储线框模型在计算机内部是以边表和点表表达和存储线框模型在计算机内部是以边表和点表表达和存储线框模型在计算机内部是以边表和点表表达和存储 的 实际物体是边表和点表相应的三维映象 的 实际物体是边表和点表相应的三维映象 的 实际物体是边表和点表相应的三维映象 的 实际物体是边表和点表相应的三维映象 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇3 三三三三 维维维维 线线线线 框框框框 造造造造 型型型型 3D Wire Frame3D Wire Frame P1P1 P2P2 P3P3P4P4 P5P5P6P6 P7P7P8P8 e1e1 e2e2 e3e3 e4e4 e5e5e6e6 e7e7 e8e8 e9e9 e10e10 e11e11 e12e12 顶点 XYZ P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 顶点棱边 e1 e2 e3 e4 e5 e6 棱边 顶点 e7 e8 e9 e10 e11 e12 P1P2 P3P2 P3P4 P4P5 P5P1 P2P6 P3P7 P4P8 P5P6 P6P7 P7P8 P5P8 线框模型的存储线框模型的存储线框模型的存储线框模型的存储 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇4 三维实体造型技术三维实体造型技术三维实体造型技术三维实体造型技术 60606060年代初 提出实体造型的概念 年代初 提出实体造型的概念 年代初 提出实体造型的概念 年代初 提出实体造型的概念 70707070年代初 出现了简单的具有一定实用性的基于实体年代初 出现了简单的具有一定实用性的基于实体年代初 出现了简单的具有一定实用性的基于实体年代初 出现了简单的具有一定实用性的基于实体 造型的造型的造型的造型的CAD CAMCAD CAM系统 实体造型在理论研究方面也系统 实体造型在理论研究方面也系统 实体造型在理论研究方面也系统 实体造型在理论研究方面也 相应取得了发展 相应取得了发展 相应取得了发展 相应取得了发展 70707070年代后期 实体造型技术在理论 算法和应用方面年代后期 实体造型技术在理论 算法和应用方面年代后期 实体造型技术在理论 算法和应用方面年代后期 实体造型技术在理论 算法和应用方面 逐渐成熟 逐渐成熟 逐渐成熟 逐渐成熟 进入进入进入进入80808080年代后 不断推出实用的实体造型系统 并在年代后 不断推出实用的实体造型系统 并在年代后 不断推出实用的实体造型系统 并在年代后 不断推出实用的实体造型系统 并在 各工程技术领域得到广泛的应用各工程技术领域得到广泛的应用各工程技术领域得到广泛的应用各工程技术领域得到广泛的应用 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇5 实体造型的基本原理实体造型的基本原理实体造型的基本原理实体造型的基本原理 实体造型是以立方体 圆柱体 球体 锥体 环状体实体造型是以立方体 圆柱体 球体 锥体 环状体实体造型是以立方体 圆柱体 球体 锥体 环状体实体造型是以立方体 圆柱体 球体 锥体 环状体 等多种基本体素 等多种基本体素 等多种基本体素 等多种基本体素 PrimitivesPrimitives 为单位元素 通过集合为单位元素 通过集合为单位元素 通过集合为单位元素 通过集合 运算 拼合或布尔运算 生成所需要的几何形体 运算 拼合或布尔运算 生成所需要的几何形体 运算 拼合或布尔运算 生成所需要的几何形体 运算 拼合或布尔运算 生成所需要的几何形体 实体造型包括两部分内容 实体造型包括两部分内容 实体造型包括两部分内容 实体造型包括两部分内容 体素的定义和描述体素的定义和描述体素的定义和描述体素的定义和描述 体素之间的布尔运算 交 并 差 体素之间的布尔运算 交 并 差 体素之间的布尔运算 交 并 差 体素之间的布尔运算 交 并 差 布尔运算是构造复杂实体的有效工具 布尔运算是构造复杂实体的有效工具 布尔运算是构造复杂实体的有效工具 布尔运算是构造复杂实体的有效工具 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇6 布尔运算的过程模型布尔运算的过程模型布尔运算的过程模型布尔运算的过程模型 x x y y z z D D A A B B C C 2 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇7 三维模型的布尔运算三维模型的布尔运算三维模型的布尔运算三维模型的布尔运算 A A B B C C A A B B A A B B C C Boolean OperationBoolean Operation 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇8 三维几何造型的基本体素三维几何造型的基本体素三维几何造型的基本体素三维几何造型的基本体素 基本体素 基本体素 基本体素 基本体素 PrimitivesPrimitives 方体 方体 方体 方体 BlockBlock 圆柱体 圆柱体 圆柱体 圆柱体 CylinderCylinder 球体 球体 球体 球体 SphereSphere 圆锥体 圆锥体 圆锥体 圆锥体 ConeCone BlockBlock CylinderCylinder SphereSphere ConeCone 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇9 关联特征的造型关联特征的造型关联特征的造型关联特征的造型 关联特征关联特征关联特征关联特征 Associative FeatureAssociative Feature 特征的的存在依赖于它所依附的实体表面 特征的的存在依赖于它所依附的实体表面 特征的的存在依赖于它所依附的实体表面 特征的的存在依赖于它所依附的实体表面 特征除了具有其自身的特征参数 特征除了具有其自身的特征参数 特征除了具有其自身的特征参数 特征除了具有其自身的特征参数 ParametersParameters 外 外 外 外 还具有与所依附实体的定位参数 还具有与所依附实体的定位参数 还具有与所依附实体的定位参数 还具有与所依附实体的定位参数 PositionPosition HoleHole PadPad PocketPocket GrooveGroove SlotSlot BossBoss 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇10 常用的实体造型表示方法常用的实体造型表示方法常用的实体造型表示方法常用的实体造型表示方法 边界表示法 边界表示法 边界表示法 边界表示法 B B reprep BoundaryBoundary representationrepresentation 构造实体几何法 构造实体几何法 构造实体几何法 构造实体几何法 CSGCSG Constructed Solid GeometryConstructed Solid Geometry 扫描表示法 扫描表示法 扫描表示法 扫描表示法 SweepSweep 八叉树表示法八叉树表示法八叉树表示法八叉树表示法 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇11 边界表示法 边界表示法 边界表示法 边界表示法 B B reprep 边界表示法边界表示法边界表示法边界表示法B B reprep BoundaryBoundary representationrepresentation 以物体边界为基础 定义和描述几何形体 给出物以物体边界为基础 定义和描述几何形体 给出物以物体边界为基础 定义和描述几何形体 给出物以物体边界为基础 定义和描述几何形体 给出物 体完整 显式的边界描述 体完整 显式的边界描述 体完整 显式的边界描述 体完整 显式的边界描述 边界表示法边界表示法边界表示法边界表示法B B reprep的原理是 的原理是 的原理是 的原理是 每个物体都是由有限个面构成 每个物体都是由有限个面构成 每个物体都是由有限个面构成 每个物体都是由有限个面构成 每个面 平面或曲面 由有限条边围成的有限个封每个面 平面或曲面 由有限条边围成的有限个封每个面 平面或曲面 由有限条边围成的有限个封每个面 平面或曲面 由有限条边围成的有限个封 闭域定义 闭域定义 闭域定义 闭域定义 有效表面的条件 有效表面的条件 有效表面的条件 有效表面的条件 封闭 有向 不自交 有限和相连接 并能区分实封闭 有向 不自交 有限和相连接 并能区分实封闭 有向 不自交 有限和相连接 并能区分实封闭 有向 不自交 有限和相连接 并能区分实 体边界内 边界内和边界上的点 体边界内 边界内和边界上的点 体边界内 边界内和边界上的点 体边界内 边界内和边界上的点 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇12 扫描表示法 扫描表示法 扫描表示法 扫描表示法 SweepSweep Sweep along a vectorSweep along a vector DistanceDistance Base CurveBase Curve X X Y Y Z Z Sweep SolidSweep Solid Sweep VectorSweep Vector 3 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇13 扫描表示法 扫描表示法 扫描表示法 扫描表示法 SweepSweep Sweep along a curveSweep along a curve X X Y Y Z Z Base CurveBase Curve Sweep SheetSweep Sheet Guide CurveGuide Curve 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇14 扫描表示法 扫描表示法 扫描表示法 扫描表示法 SweepSweep Revolve round a axesRevolve round a axes X X Y Y Z Z Base CurveBase Curve Sweep SolidSweep Solid Rotate AxesRotate Axes Rotate OrientationRotate Orientation 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇15 三维模型的八叉树表示法三维模型的八叉树表示法三维模型的八叉树表示法三维模型的八叉树表示法 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇16 三维模型的八叉树表示法三维模型的八叉树表示法三维模型的八叉树表示法三维模型的八叉树表示法 全空全空 全满全满 半空半空 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇17 三维模型的表达三维模型的表达三维模型的表达三维模型的表达 要完整地表达三维模型 需要两方面的信息描述 要完整地表达三维模型 需要两方面的信息描述 要完整地表达三维模型 需要两方面的信息描述 要完整地表达三维模型 需要两方面的信息描述 几何信息 几何信息 几何信息 几何信息 Geometric informationGeometric information 形体各部分形体各部分形体各部分形体各部分 的几何形状和空间位置的几何形状和空间位置的几何形状和空间位置的几何形状和空间位置 拓扑信息 拓扑信息 拓扑信息 拓扑信息 Topologic informationTopologic information 形体各部分形体各部分形体各部分形体各部分 的相互连接关系 的相互连接关系 的相互连接关系 的相互连接关系 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇18 三维实体造型的目的三维实体造型的目的三维实体造型的目的三维实体造型的目的 完整 全面地表达产品或零件的结构等设计信息 完整 全面地表达产品或零件的结构等设计信息 完整 全面地表达产品或零件的结构等设计信息 完整 全面地表达产品或零件的结构等设计信息 全面评价产品或零件的外观造型设计 全面评价产品或零件的外观造型设计 全面评价产品或零件的外观造型设计 全面评价产品或零件的外观造型设计 为后续各种为后续各种为后续各种为后续各种CAXCAX技术 技术 技术 技术 CAPPCAPP CAECAE CAMCAM CATCAT等 等 等 等 的应用提供完整的产品或零件基础信息 的应用提供完整的产品或零件基础信息 的应用提供完整的产品或零件基础信息 的应用提供完整的产品或零件基础信息 4 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇19 参数化设计技术参数化设计技术参数化设计技术参数化设计技术 参数化设计 参数化设计 参数化设计 参数化设计 Parametric DesignParametric Design 一般指设计对象的一般指设计对象的一般指设计对象的一般指设计对象的 结构比较定型 可以用一组参数来约定尺寸关系 参结构比较定型 可以用一组参数来约定尺寸关系 参结构比较定型 可以用一组参数来约定尺寸关系 参结构比较定型 可以用一组参数来约定尺寸关系 参 数与设计对象的尺寸有明显的对应关系 设计结果的数与设计对象的尺寸有明显的对应关系 设计结果的数与设计对象的尺寸有明显的对应关系 设计结果的数与设计对象的尺寸有明显的对应关系 设计结果的 修改受到尺寸的驱动 修改受到尺寸的驱动 修改受到尺寸的驱动 修改受到尺寸的驱动 变量化设计 变量化设计 变量化设计 变量化设计 Variation DesignVariation Design 是指设计对象的修改是指设计对象的修改是指设计对象的修改是指设计对象的修改 需要更大的自由度 通过求解一组约束方程组来确定需要更大的自由度 通过求解一组约束方程组来确定需要更大的自由度 通过求解一组约束方程组来确定需要更大的自由度 通过求解一组约束方程组来确定 产品的尺寸和形状 产品的尺寸和形状 产品的尺寸和形状 产品的尺寸和形状 Parametric TechnologyParametric Technology公司的公司的公司的公司的Pro EngineeringPro Engineering是最早是最早是最早是最早 采用参数化 变量化设计思想的采用参数化 变量化设计思想的采用参数化 变量化设计思想的采用参数化 变量化设计思想的CAD CAMCAD CAM系统 目系统 目系统 目系统 目 前各种商品化前各种商品化前各种商品化前各种商品化CAD CAMCAD CAM系统已广泛应用参数化和变系统已广泛应用参数化和变系统已广泛应用参数化和变系统已广泛应用参数化和变 量化技术 如量化技术 如量化技术 如量化技术 如I I DEASDEAS UnigraphicsUnigraphics CATIACATIA等 等 等 等 参数化设计是特征应用的一个重要前提 参数化设计是特征应用的一个重要前提 参数化设计是特征应用的一个重要前提 参数化设计是特征应用的一个重要前提 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇20 参数化设计技术参数化设计技术参数化设计技术参数化设计技术 参数化设计的关键是几何约束关系的提取和表达 约参数化设计的关键是几何约束关系的提取和表达 约参数化设计的关键是几何约束关系的提取和表达 约参数化设计的关键是几何约束关系的提取和表达 约 束求解以及参数化几何模型的构造 束求解以及参数化几何模型的构造 束求解以及参数化几何模型的构造 束求解以及参数化几何模型的构造 它的主要特点是 基于特征 全尺寸约束 全数据相它的主要特点是 基于特征 全尺寸约束 全数据相它的主要特点是 基于特征 全尺寸约束 全数据相它的主要特点是 基于特征 全尺寸约束 全数据相 关 尺寸驱动设计修改 关 尺寸驱动设计修改 关 尺寸驱动设计修改 关 尺寸驱动设计修改 约束 约束 约束 约束 ConstraintConstraint 指利用一些法则或限制条件来指利用一些法则或限制条件来指利用一些法则或限制条件来指利用一些法则或限制条件来 规定构成实体的元素之间的关系 约束的种类可分规定构成实体的元素之间的关系 约束的种类可分规定构成实体的元素之间的关系 约束的种类可分规定构成实体的元素之间的关系 约束的种类可分 为三种 数值约束 几何约束 代数约束 为三种 数值约束 几何约束 代数约束 为三种 数值约束 几何约束 代数约束 为三种 数值约束 几何约束 代数约束 全数据相关 指整个系统建立在统一的数据库上 全数据相关 指整个系统建立在统一的数据库上 全数据相关 指整个系统建立在统一的数据库上 全数据相关 指整个系统建立在统一的数据库上 具有完整而统一的模型 能将整个设计至生产过程具有完整而统一的模型 能将整个设计至生产过程具有完整而统一的模型 能将整个设计至生产过程具有完整而统一的模型 能将整个设计至生产过程 集成在一起 集成在一起 集成在一起 集成在一起 尺寸驱动指参数与设计对象的控制尺寸有显式对应尺寸驱动指参数与设计对象的控制尺寸有显式对应尺寸驱动指参数与设计对象的控制尺寸有显式对应尺寸驱动指参数与设计对象的控制尺寸有显式对应 关系 设计结果的修改受尺寸驱动 关系 设计结果的修改受尺寸驱动 关系 设计结果的修改受尺寸驱动 关系 设计结果的修改受尺寸驱动 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇21 参数化设计技术的要求参数化设计技术的要求参数化设计技术的要求参数化设计技术的要求 能够检查出约束条件的不一致性 过约束和欠约束 能够检查出约束条件的不一致性 过约束和欠约束 能够检查出约束条件的不一致性 过约束和欠约束 能够检查出约束条件的不一致性 过约束和欠约束 算法稳定可靠 当给定一组约束和物体的拓扑描述后能够解出存算法稳定可靠 当给定一组约束和物体的拓扑描述后能够解出存算法稳定可靠 当给定一组约束和物体的拓扑描述后能够解出存算法稳定可靠 当给定一组约束和物体的拓扑描述后能够解出存 在的一个解 并可根据需要给出所有可行解 在的一个解 并可根据需要给出所有可行解 在的一个解 并可根据需要给出所有可行解 在的一个解 并可根据需要给出所有可行解 求解速度快 响应及时 求解速度快 响应及时 求解速度快 响应及时 求解速度快 响应及时 在构造物体的过程中允许修改约束 且修改的效果应与先期的约在构造物体的过程中允许修改约束 且修改的效果应与先期的约在构造物体的过程中允许修改约束 且修改的效果应与先期的约在构造物体的过程中允许修改约束 且修改的效果应与先期的约 束设定次序无关 束设定次序无关 束设定次序无关 束设定次序无关 约束类型广泛 且容易增加新的约束类型 约束类型广泛 且容易增加新的约束类型 约束类型广泛 且容易增加新的约束类型 约束类型广泛 且容易增加新的约束类型 通用于二维和三维 通用于二维和三维 通用于二维和三维 通用于二维和三维 能处理常规能处理常规能处理常规能处理常规CADCAD数据库中的模型 必要时允许人工干预 数据库中的模型 必要时允许人工干预 数据库中的模型 必要时允许人工干预 数据库中的模型 必要时允许人工干预 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇22 三维造型中的布尔操作三维造型中的布尔操作三维造型中的布尔操作三维造型中的布尔操作 Boolean OperationBoolean Operation UniteUnite SubtractSubtract IntersectIntersect UniteUnite 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇23 三维造型中的布尔操作三维造型中的布尔操作三维造型中的布尔操作三维造型中的布尔操作 Boolean OperationBoolean Operation UniteUnite SubtractSubtract IntersectIntersect SubtractSubtract 或或或或 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇24 三维造型中的布尔操作三维造型中的布尔操作三维造型中的布尔操作三维造型中的布尔操作 Boolean OperationBoolean Operation UniteUnite SubtractSubtract IntersectIntersect IntersctIntersct 5 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇25 三维实体特征造型三维实体特征造型三维实体特征造型三维实体特征造型 Feature ModelingFeature Modeling 特征 产品描述的信息的集合 并可按一定的规则分特征 产品描述的信息的集合 并可按一定的规则分特征 产品描述的信息的集合 并可按一定的规则分特征 产品描述的信息的集合 并可按一定的规则分 类 类 类 类 特征造型 实体特征造型 实体特征造型 实体特征造型 实体 特征特征特征特征 使创建的几何实体具有工程意义 并可局部修改其使创建的几何实体具有工程意义 并可局部修改其使创建的几何实体具有工程意义 并可局部修改其使创建的几何实体具有工程意义 并可局部修改其 尺寸和位置 尺寸和位置 尺寸和位置 尺寸和位置 常用的特征信息 常用的特征信息 常用的特征信息 常用的特征信息 形状特征 与公称几何相关的概念 形状特征 与公称几何相关的概念 形状特征 与公称几何相关的概念 形状特征 与公称几何相关的概念 精度特征 可接受公称形状和大小的偏移量 精度特征 可接受公称形状和大小的偏移量 精度特征 可接受公称形状和大小的偏移量 精度特征 可接受公称形状和大小的偏移量 技术特征 性能参数 技术特征 性能参数 技术特征 性能参数 技术特征 性能参数 材料特征 材料 热处理和条件等 材料特征 材料 热处理和条件等 材料特征 材料 热处理和条件等 材料特征 材料 热处理和条件等 装配特征 零件相关方向 相互作用面和配合关系 装配特征 零件相关方向 相互作用面和配合关系 装配特征 零件相关方向 相互作用面和配合关系 装配特征 零件相关方向 相互作用面和配合关系 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇26 三维实体特征造型的特点三维实体特征造型的特点三维实体特征造型的特点三维实体特征造型的特点 特征造型着眼于更好地表达产品的完整的技术和生产特征造型着眼于更好地表达产品的完整的技术和生产特征造型着眼于更好地表达产品的完整的技术和生产特征造型着眼于更好地表达产品的完整的技术和生产 管理信息 为建立产品的集成信息服务 管理信息 为建立产品的集成信息服务 管理信息 为建立产品的集成信息服务 管理信息 为建立产品的集成信息服务 使产品设计工作在更高的层次上进行 设计人员的操使产品设计工作在更高的层次上进行 设计人员的操使产品设计工作在更高的层次上进行 设计人员的操使产品设计工作在更高的层次上进行 设计人员的操 作对象不再是原始的线条和体素 而是产品的功能要作对象不再是原始的线条和体素 而是产品的功能要作对象不再是原始的线条和体素 而是产品的功能要作对象不再是原始的线条和体素 而是产品的功能要 素 特征的引用体现了设计意图 素 特征的引用体现了设计意图 素 特征的引用体现了设计意图 素 特征的引用体现了设计意图 有助于加强产品设计 分析 工艺准备 加工 检验有助于加强产品设计 分析 工艺准备 加工 检验有助于加强产品设计 分析 工艺准备 加工 检验有助于加强产品设计 分析 工艺准备 加工 检验 各环节的联系为开发基于统一产品信息模型的各环节的联系为开发基于统一产品信息模型的各环节的联系为开发基于统一产品信息模型的各环节的联系为开发基于统一产品信息模型的 CAD CAPP CAMCAD CAPP CAM集成系统创造前提 集成系统创造前提 集成系统创造前提 集成系统创造前提 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇27 三维实体特征信息的提取三维实体特征信息的提取三维实体特征信息的提取三维实体特征信息的提取 直接使用特征进行设计 直接使用特征进行设计 直接使用特征进行设计 直接使用特征进行设计 从现有的几何模型提供的数据中提取特征 从现有的几何模型提供的数据中提取特征 从现有的几何模型提供的数据中提取特征 从现有的几何模型提供的数据中提取特征 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇28 三维实体特征造型三维实体特征造型三维实体特征造型三维实体特征造型 Feature ModelingFeature Modeling 阶梯孔特征阶梯孔特征阶梯孔特征阶梯孔特征 120120 5050 5050 3030 1010 R20R20 R10R10 孔特征与之关联的面孔特征与之关联的面孔特征与之关联的面孔特征与之关联的面 孔的结构尺寸 孔的结构尺寸 孔的结构尺寸 孔的结构尺寸 ParametersParameters 孔的位置尺寸 孔的位置尺寸 孔的位置尺寸 孔的位置尺寸 Positioning DimensionPositioning Dimension 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇29 三维实体特征造型三维实体特征造型三维实体特征造型三维实体特征造型 Feature ModelingFeature Modeling a a b b c c d d e e f f x x y y z z Sweep DirectionSweep Direction Base CurveBase Curve Sweep SolidSweep Solid 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇30 三维实体特征造型三维实体特征造型三维实体特征造型三维实体特征造型 安装用沉头孔安装用沉头孔安装用沉头孔安装用沉头孔 筋板筋板筋板筋板 6 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇31 三维实体特征造型三维实体特征造型三维实体特征造型三维实体特征造型 用于增加强用于增加强用于增加强用于增加强 度的覆板度的覆板度的覆板度的覆板 用于安装定用于安装定用于安装定用于安装定 位的凸缘位的凸缘位的凸缘位的凸缘 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇32 实例 发动机连杆造型设计实例 发动机连杆造型设计实例 发动机连杆造型设计实例 发动机连杆造型设计实例 发动机连杆造型设计实例 发动机连杆造型设计 草图的使用草图的使用草图的使用草图的使用 拉伸实体的生成拉伸实体的生成拉伸实体的生成拉伸实体的生成 关联特征关联特征关联特征关联特征 特征的分析特征的分析特征的分析特征的分析 实体模型的布尔运算实体模型的布尔运算实体模型的布尔运算实体模型的布尔运算 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇33 实例 发动机连杆造型设计实例 发动机连杆造型设计实例 发动机连杆造型设计实例 发动机连杆造型设计 草图 草图 草图 草图 SketchSketch 拉伸 拉伸 拉伸 拉伸 ExtrudeExtrude 增加其他特征增加其他特征增加其他特征增加其他特征 增加约束 增加约束 Constraints 尺寸约束尺寸约束 几何约束几何约束 增加约束 增加约束 Constraints 尺寸约束尺寸约束 几何约束几何约束 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇34 实例 发动机连杆造型设计实例 发动机连杆造型设计实例 发动机连杆造型设计实例 发动机连杆造型设计 剖面剖面剖面剖面 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇35 主模型 主模型 主模型 主模型 Master ModelMaster Model 技术技术技术技术 三维模型三维模型 Master Model 三维模型三维模型 Master Model 虚拟装配虚拟装配 Assembly 虚拟装配虚拟装配 Assembly 二维绘图二维绘图 Drafting 二维绘图二维绘图 Drafting 有限元分析有限元分析 FEM Analysis 有限元分析有限元分析 FEM Analysis 数控加工编程数控加工编程 Manufacturing 数控加工编程数控加工编程 Manufacturing 机构运动分析机构运动分析 Mechanism Analysis 机构运动分析机构运动分析 Mechanism Analysis 各种仿真各种仿真 Simulation 各种仿真各种仿真 Simulation 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇36 虚拟装配的设计方法虚拟装配的设计方法虚拟装配的设计方法虚拟装配的设计方法 自下而上的设计自下而上的设计自下而上的设计自下而上的设计 BottomBottom upup 将已设计好的现有零件一个一个安装成装配体的设将已设计好的现有零件一个一个安装成装配体的设将已设计好的现有零件一个一个安装成装配体的设将已设计好的现有零件一个一个安装成装配体的设 计过程 是最常见的构造装配体的方法 计过程 是最常见的构造装配体的方法 计过程 是最常见的构造装配体的方法 计过程 是最常见的构造装配体的方法 自上而下的设计 自上而下的设计 自上而下的设计 自上而下的设计 TopTop downdown 从装配体的设计方案出发 设计人员从零开始分头从装配体的设计方案出发 设计人员从零开始分头从装配体的设计方案出发 设计人员从零开始分头从装配体的设计方案出发 设计人员从零开始分头 设计零件 直至最后完成装配体的设计过程 设计零件 直至最后完成装配体的设计过程 设计零件 直至最后完成装配体的设计过程 设计零件 直至最后完成装配体的设计过程 设计是从一个概念化的设计目标出发 分头进行的 设计是从一个概念化的设计目标出发 分头进行的 设计是从一个概念化的设计目标出发 分头进行的 设计是从一个概念化的设计目标出发 分头进行的 7 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇37 Sub assembly 装配 子装配和部件的关系装配 子装配和部件的关系装配 子装配和部件的关系装配 子装配和部件的关系 Assembly Component 1 used in assembly Component 1 used in assembly Component 2 used in assembly Component 2 used in assembly Sub assembly used in assembly Sub assembly used in assembly Component Part 2 Master Geometry Component Part 1 Master Geometry Component Part 3 Component Part 3 Component Part 4 Component Part 4 Component Part 3 Master Geometry Component Part 4 Master Geometry 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇38 基于主模型技术的虚拟装配基于主模型技术的虚拟装配基于主模型技术的虚拟装配基于主模型技术的虚拟装配 装配爆炸图 零件装配模型 装配爆炸图 零件装配模型 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇39 虚拟装配的装配关系虚拟装配的装配关系虚拟装配的装配关系虚拟装配的装配关系 零件的装配过程 零件的装配过程 零件的装配过程 零件的装配过程 Assembling ProcessAssembling Process 确定装配体中各组成零件相互连接关系的过程 确定装配体中各组成零件相互连接关系的过程 确定装配体中各组成零件相互连接关系的过程 确定装配体中各组成零件相互连接关系的过程 装配关系 装配关系 装配关系 装配关系 Mating RelationshipMating Relationship 组成装配体的零件之间的连接关系 组成装配体的零件之间的连接关系 组成装配体的零件之间的连接关系 组成装配体的零件之间的连接关系 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇40 虚拟装配中的装配关系虚拟装配中的装配关系虚拟装配中的装配关系虚拟装配中的装配关系 固定关系固定关系固定关系固定关系 一般由系统自动赋予调入装配环境的第一个零件 一般由系统自动赋予调入装配环境的第一个零件 一般由系统自动赋予调入装配环境的第一个零件 一般由系统自动赋予调入装配环境的第一个零件 即用于装配的基体 即用于装配的基体 即用于装配的基体 即用于装配的基体 贴合关系贴合关系贴合关系贴合关系 不同零件的两个面相向共面 贴合在一起 不同零件的两个面相向共面 贴合在一起 不同零件的两个面相向共面 贴合在一起 不同零件的两个面相向共面 贴合在一起 面对齐关系面对齐关系面对齐关系面对齐关系 两个零件的表面同向共面 两个零件的表面同向共面 两个零件的表面同向共面 两个零件的表面同向共面 轴对齐关系轴对齐关系轴对齐关系轴对齐关系 两个回转体的轴线重合 两个回转体的轴线重合 两个回转体的轴线重合 两个回转体的轴线重合 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇41 虚拟装配中的装配关系虚拟装配中的装配关系虚拟装配中的装配关系虚拟装配中的装配关系 插入关系插入关系插入关系插入关系 可分解为轴对齐关系和面贴合关系 特别适用于螺可分解为轴对齐关系和面贴合关系 特别适用于螺可分解为轴对齐关系和面贴合关系 特别适用于螺可分解为轴对齐关系和面贴合关系 特别适用于螺 栓和螺纹孔 螺母和螺栓的装配 栓和螺纹孔 螺母和螺栓的装配 栓和螺纹孔 螺母和螺栓的装配 栓和螺纹孔 螺母和螺栓的装配 连接关系连接关系连接关系连接关系 可以定义点对点 点对线和点对面的连接 可以定义点对点 点对线和点对面的连接 可以定义点对点 点对线和点对面的连接 可以定义点对点 点对线和点对面的连接 如关节轴承的装配 球心重合 如关节轴承的装配 球心重合 如关节轴承的装配 球心重合 如关节轴承的装配 球心重合 角度关系角度关系角度关系角度关系 使两个零件的两个面或两条边保持一定角度 使两个零件的两个面或两条边保持一定角度 使两个零件的两个面或两条边保持一定角度 使两个零件的两个面或两条边保持一定角度 相切关系相切关系相切关系相切关系 定义圆柱面与平面或圆柱面之间的相切关系 如圆定义圆柱面与平面或圆柱面之间的相切关系 如圆定义圆柱面与平面或圆柱面之间的相切关系 如圆定义圆柱面与平面或圆柱面之间的相切关系 如圆 柱面与柱面与柱面与柱面与V V型块之间的装配 型块之间的装配 型块之间的装配 型块之间的装配 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇42 实例 阀的虚拟装配实例 阀的虚拟装配实例 阀的虚拟装配实例 阀的虚拟装配 以以以以SolidedgeSolidedge CADCAD系统为平台 基于三维实体造型技术系统为平台 基于三维实体造型技术系统为平台 基于三维实体造型技术系统为平台 基于三维实体造型技术 进行阀的虚拟装配 进行阀的虚拟装配 进行阀的虚拟装配 进行阀的虚拟装配 8 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇43 实例 球阀的虚拟装配实例 球阀的虚拟装配实例 球阀的虚拟装配实例 球阀的虚拟装配实例 球阀的虚拟装配实例 球阀的虚拟装配 3 3 阀芯阀芯阀芯阀芯 2 2 阀杆阀杆阀杆阀杆 1 1 阀体阀体阀体阀体 4 4 端盖端盖端盖端盖 5 5 压盖压盖压盖压盖 6 6 固定螺栓固定螺栓固定螺栓固定螺栓 9 9 压紧螺母压紧螺母压紧螺母压紧螺母 7 7 转动杆转动杆转动杆转动杆 8 8 手柄手柄手柄手柄 3 3 阀芯阀芯阀芯阀芯 4 4 端盖端盖端盖端盖 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇44 实例 球阀的虚拟装配实例 球阀的虚拟装配实例 球阀的虚拟装配实例 球阀的虚拟装配实例 球阀的虚拟装配实例 球阀的虚拟装配 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇45 实例 阀虚拟装配干涉检查实例 阀虚拟装配干涉检查实例 阀虚拟装配干涉检查实例 阀虚拟装配干涉检查 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇46 某发动机配气机构装配爆炸图某发动机配气机构装配爆炸图某发动机配气机构装配爆炸图 基于主模型技术的虚拟装配基于主模型技术的虚拟装配基于主模型技术的虚拟装配基于主模型技术的虚拟装配 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇47 柴油发动机的虚拟大装配柴油发动机的虚拟大装配柴油发动机的虚拟大装配柴油发动机的虚拟大装配 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇48 大型复杂装配大型复杂装配大型复杂装配大型复杂装配 装配零部件装配零部件装配零部件装配零部件29142914个 个 个 个 零部件模型来自不同零部件模型来自不同零部件模型来自不同零部件模型来自不同CADCAD 系统 系统 系统 系统 JTJT格式 格式 格式 格式 零部件涉及零部件涉及零部件涉及零部件涉及很多曲面 很多曲面 很多曲面 很多曲面 9 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇49 大型复杂装配大型复杂装配大型复杂装配大型复杂装配 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇50 大型复杂装配大型复杂装配大型复杂装配大型复杂装配 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇51 大型复杂装配大型复杂装配大型复杂装配大型复杂装配 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇52 复杂零件的三维设计与造型复杂零件的三维设计与造型复杂零件的三维设计与造型复杂零件的三维设计与造型 铁路机械用油缸体铁路机械用油缸体铁路机械用油缸体铁路机械用油缸体 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇53 复杂零件的三维设计与造型复杂零件的三维设计与造型复杂零件的三维设计与造型复杂零件的三维设计与造型 铁路机械用复杂箱体铁路机械用复杂箱体铁路机械用复杂箱体铁路机械用复杂箱体 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇54 复杂零件的三维设计与造型复杂零件的三维设计与造型复杂零件的三维设计与造型复杂零件的三维设计与造型 铁路机械用差动外油缸体铁路机械用差动外油缸体铁路机械用差动外油缸体铁路机械用差动外油缸体 10 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇55 复杂零件的三维设计与造型复杂零件的三维设计与造型复杂零件的三维设计与造型复杂零件的三维设计与造型 铁路机械用叉形油缸体铁路机械用叉形油缸体铁路机械用叉形油缸体铁路机械用叉形油缸体 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇56 复杂零件的三维设计与造型复杂零件的三维设计与造型复杂零件的三维设计与造型复杂零件的三维设计与造型 铁路机械用溜板箱体铁路机械用溜板箱体铁路机械用溜板箱体铁路机械用溜板箱体 2011 3 15机电工程学院CIMS应用研