三维CAD应用技术规范-第六部分

GB/T 国家质量技术监督局 发布-实施-发布三维CAD应用技术规范第6部分 几何建模特征规范Technic criterion of threedimensional CAD applicationPart 6：Requirements for character（审查稿）GB/T 中华人民共和国国家标准ISCXXXX-XXXX1GB/T 前 言数字化设计取代传统手工设计已是必然趋势，三维CAD、CAD/CAM以及自动化测量集成化的应用将持续快速增长。目前，以二维工程图为主体的技术信息标准体系在某些方面已无法满足数字化环境特别是三维CAD环境下的产品技术信息表示、处理和集成的标准化要求，三维CAD应用标准化需求日益迫切。在对美国、德国、国际标准化组织以及我国航空、航天、船舶、汽车等行业的相关标准和研究项目进行调查和对比分析的基础上，结合我国制造业企业三维CAD应用过程中的标准化需求，特制订本标准。 本标准划分为十一个部分：一、 术语与定义二、 数据集的识别与控制三、 数据集要求四、 设计模型要求五、 产品定义数据通用要求六、 几何建模特征规范七、 备注和特殊符号要求八、 模型的数值与尺寸要求九、 几何公差的应用十、 基准的应用十一、模型简化表示法以上部分除第六部分和第十一部分以外，其余部分的主要技术内容都以国际标准化组织第十技术委员会（ISO/TC10 Technical product documentation）制订的国际标准草案ISO/FDIS 16792Technical product documentation Digital product definition data practices为主要依据，该国际标准草案是从美国标准ASMEY14.412003改编而来。第十一部分参考了德国DIN 32869-1998Technical product documentation - Three-dimensional CAD-models - Part 1: Requirements for representation的技术内容。本部分是本标准的第六部分，给出了三维CAD应用中几何建模特征的定义、分类、参数以及几何建模特征操作等方面的规范化要求。本部分由全国技术产品文件标准化技术委员会提出并归口。本部分主要起草单位：机械科学研究院中机生产力促进中心、北京北航海尔软件有限公司、合肥工业大学、北京新洲协同软件技术有限公司、北京清软英泰信息技术有限公司、中国标准化研究院、中国航空综合技术研究所、中国兵器工业标准化研究所、中船综合技术研究院、中国航天科工集团第三研究院、北京理工大学、西南交通大学、广西玉柴机器集团有限公司。本部分主要起草人：陈景玉、陈卫东、张蕙、雍俊海、张敏、丁红宇、王云峰、李浩。21三维CAD应用技术规范第6部分 几何建模特征规范1 范围本部分给出了三维CAD应用中几何建模特征的定义、分类、参数以及几何建模特征操作等方面的规范化要求。本部分适用于三维CAD的应用、开发、服务与研究。2 几何建模特征定义 有一定拓扑关系的一组几何元素所构成的一个特定形状称为几何建模特征。几何建模特征具有特定的功能及其特定的加工方法集。3 几何建模特征的分类几何建模特征分为基本几何建模特征、附加几何建模特征两大类，分类情况见图1。图 1 几何建模特征分类 3.1 基本几何建模特征基本几何建模特征也称为主建模特征，用于构造零件的主体形状或基本体素。基本几何建模特征一般由截面通过拉伸、旋转、扫描和放样等方法或直接利用基本体素获得。3.1.1 拉伸特征截面线（或实体的边、面或片体）沿线性方向平移而生成的实体或片体特征称为拉伸特征。3.1.2 旋转特征截面线绕一直线轴偏移一定角度而生成的实体或片体特征称为旋转特征。3.1.3 扫描特征截面线沿导向线方向移动、检索而生成的实体或片体的特征称为扫描特征。截面线可以使用曲面、草图、实体的边或面。根据扫描轨迹的形状，扫描特征分为封闭型轨迹扫描和开放型轨迹扫描。3.1.4 放样特征将一系列二维形体对象作为沿某个路径的截面，而形成的复杂的三维特征，称为放样特征。3.2 附加几何建模特征附加几何建模特征也称为辅建模特征，附加几何建模特征是对主建模特征的局部修饰，如倒角、圆角、筋板等。附加几何建模特征附加于主建模特征之上，或附加于另一附加几何建模特征之上。3.2.1 孔特征按给定参数（口径、深度）在指定的特征表面上通过布尔差运算等方式生成的洞穴特征，称为孔特征。孔特征包括简单孔、埋头孔和沉头孔。3.2.2 筋板特征根据草图、加厚方式（单向、双向）以及加厚方向等参数，通过生成肋状凸起而获得的特征，称为筋板特征。3.2.3 螺纹特征在圆柱等母体外表面或孔的内表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部分的特征，称为螺纹特征。3.2.4 圆角特征在基本几何建模特征间或附加几何建模特征间的不同表面的接合处通过圆过渡产生的特征称为圆角特征。圆角特征分为等半径圆角和变半径圆角。3.2.5 倒角特征在基本几何建模特征间或附加几何建模特征间的两个或多个表面的接合处通过平面过渡产生的特征称为倒角特征。倒角特征分为等边倒角特征和不等边倒角特征。3.2.6 抽壳特征在已有几何建模特征上指定待抽壳的面及抽壳厚度等参数，将几何建模特征挖空后得到的特征称为抽壳特征。3.2.7 起模特征在采用拉伸特征生成基本几何建模特征时，规定拔模参数生成的特征，或对已有几何建模特征按给定参数进行拔模生成的特征，都称为起模特征。3.2.8 面操作特征沿面法向偏置实体的一个或多个面而获得的特征，称为面操作特征。偏置距离可以用正值或负值，偏置结果不能改变实体的拓扑结构，正偏置应沿着选定表面的法向远离实体。4 几何建模特征参数4.1 基本几何建模特征参数4.1.1 拉伸体拉伸体的示意图见图2，参数列表见表1。拉伸体的参数为：截面线相关尺寸、起始距离、终止距离、起模角、拉伸方向、拉伸方式（单向、双向、拉伸到面）。图 2 拉伸体的示意图表 1 拉伸体的参数列表参数描述限制条件D拉伸距离，可正可负。可正可负但不能为0。A拉伸初始面在同一平面的闭合面或是平面体。L拉伸面长度W拉伸面宽度起模角一般情况：30-304.1.2 旋转体旋转体的示意图见图3和图4，参数列表见表2和表3。旋转体的参数为：截面线相关尺寸、旋转轴线、起始角度、终止角度、旋转方向、旋转方式（单向、双向）A：开口轮廓线旋转体图 3 开口轮廓线旋转体的示意图表 2 开口轮廓线旋转体的参数列表参数描述限制条件C旋转轴必须是连接非闭合轮廓线的两个端点的轴线。AL旋转角度可正可负但不等于0。L旋转轮廓长度W旋转轮廓宽度B：封闭面旋转体图 4 封闭面旋转体的示意图表 3 封闭面旋转体的参数列表参数描述限制条件C旋转轴与旋转面必须同一平面内。可以与旋转面有一定倾角不能与其相交。A旋转平面闭合的平面或面体AL旋转角度可正可负但不等于0。D旋转轴与截面间距离D0 W截面宽度L截面长度4.1.3 扫描体扫描体的示意图见图5和图6，参数列表见表4和表5。扫描体的参数为：截面线相关尺寸、导向线，扫描方式（平行、固接）、扫描方向。A：封闭型轨迹扫描图 5 封闭型轨迹扫描体的示意图表 4 封闭型轨迹扫描体的参数列表参数描述限制条件A扫描平面闭合的平面或面体L扫描截面长度W扫描截面宽度PA扫描路径封闭的曲线，可以是空间曲线。但扫描轨迹的弧或样条相对于截面不能太小或扫描轨迹不能相交，否则造成扫描特征自身相交，无法建立扫描特征B：开放型轨迹扫描图 6 开放型轨迹扫描体的示意图表 5 开放型轨迹扫描体的参数列表参数描述限制条件A扫描截面闭合的平面或面体PA扫描路径开放的曲线，可以是空间曲线。但扫描轨迹的弧或样条相对于截面不能太小或扫描轨迹不能相交，否则造成扫描特征自身相交，无法建立扫描特征L扫描截面长度W扫描截面宽度4.1.4 放样体放样体的示意图见图7，参数列表见表6。放样体的参数为：截面线相关尺寸、截面个数图 7 放样体的示意图表 6 放样体的参数列表参数描述限制条件A1放样体截面1A2放样体截面2A3放样体截面3D放样体截面直径L放样体截面2长度W放样体截面2宽度R放样体截面3圆弧半径H放样体截面3圆心距4.2 附加几何建模特征参数4.2.1 孔孔是最常用的附加几何建模特征之一，孔特征包括以下3种类型：（1）简单孔 简单孔的示意图见图8a和图8b，参数列表见表7。简单孔的参数为：孔直径、孔深、末端角 图 8a盲孔的示意图 图 8b通孔的示意图表 7 简单孔的参数列表参数描述限制条件D孔直径H孔深度H0末端角H1钻孔深度H1H （2）沉头孔 沉头孔的示意图见图9a和图9b，参数列表见表8。沉头孔的参数为：沉头孔直径、沉头孔深度、孔直径、孔深度、末端角 图 9a 沉头盲孔的示意图 图 9b沉头通孔的示意图表 8 沉头孔的参数列表参数描述限制条件D孔直径DD沉头孔直径H孔深度H0H0沉头孔深HH0H1钻孔深度H1H末端角 （3）埋头孔 埋头孔的示意图见图10a和图10b，参数列表见表9。埋头孔的参数为：埋头孔直径、埋头孔角度、孔直径、孔深度、末端角 图 10a 埋头盲孔的示意图 图 10b埋头通孔的示意图表 9 埋头孔的参数列表参数描述限制条件D孔直径DD埋头孔直径H孔深度H0H0埋头孔深HH0H1钻孔深度H1H末端角埋头孔角度4.2.2 筋板筋板的示意图见图11，参数列表见表10。筋板的参数为：草图线尺寸、筋板加厚方向、筋板厚度图 11 筋板的示意图表 10 筋板的参数列表参数描述限制条件A筋板截面闭合平面DT加厚方向沿筋板截面垂直方向S筋板厚度不等于0CR筋板载体4.2.3 螺纹螺纹的示意图见图12，参数列表见表11。螺纹的参数为：大径、小径、螺距、牙型、线数、螺纹长度、旋向图 12 螺纹的示意图表 11 螺纹的参数列表参数描述限制条件L螺纹旋合长度S导程P螺距n螺纹的线数D螺纹直径D1螺纹小径D2螺纹中径TYP牙型；本例为矩形螺纹。DIR旋向；本例为右旋螺纹。4.2.4 圆角圆角过渡类型分为边过渡和面过渡，过渡方式分为等半径过渡和变半径过渡。（1） 等半径过渡的参数为：过渡半径（2） 变半径过渡的参数为：起始点过渡半径、终止点过渡半径A：边圆角1） 等半径圆角等半径圆角的示意图见图13，参数列表见表12。图 13 等半径圆角的示意图表 12 等半径圆角的参数列表参数描述限制条件R倒圆半径2） 变半径倒圆变半径倒圆的示意图见图14，参数列表见表13。图 14 变半径倒圆的示意图表 13 变半径倒圆的参数列表参数描述限制条件R1倒圆半径R1R2R2倒圆半径R1R2B：边、边圆角1）两边倒圆两边倒圆的示意图见图15，参数列表见表14。图 15 两边倒圆的示意图表 14 两边倒圆的参数列表参数描述限制条件R1倒圆半径R2倒圆半径2）多边倒圆（3条边）多边倒圆的示意图见图16，参数列表见表15。图 16 多边倒圆的示意图表 15 多边倒圆的参数列表参数描述限制条件R1倒圆半径R2倒圆半径R3倒圆半径C：边、面圆角边、面圆角的示意图见图17，参数列表见表16。图 17 边、面圆角的示意图表 16 边、面圆角的参数列表参数描述限制条件R倒圆半径S倒圆边SF倒圆面D：面、面圆角面、面圆角的示意图见图18，参数列表见表17。图 18 面、面圆角的示意图表 17 面、面圆角的参数列表参数描述限制条件R倒圆半径SF1倒圆面与另一倒圆面相交SF2倒圆面与另一倒圆面相交4.2.5 倒角倒角分为等边倒角和不等边倒角。（1）等边倒角的参数为：倒角距离 （2）不等边倒角的参数为：两个不等边的距离A:等边倒角等边倒角的示意图见图19，参数列表见表18。图 19 等边倒角的示意图表 18 等边倒角的参数列表参数描述限制条件D倒角距离正数B：不等边倒角不等边倒角的示意图见图20，参数列表见表19。图 20 不等边倒角的示意图表 19 不等边倒角的参数列表参数描述限制条件D1倒角距离正数且D1D2D2倒角距离正数且D1D24.2.6 抽壳抽壳的示意图见图21，参数列表见表20。抽壳的参数为：抽壳面、壁厚图 21 抽壳的示意图表 20 抽壳的参数列表参数描述限制条件S抽壳厚度S0SF抽壳面4.2.7 起模起模的示意图见图22，参数列表见表21。起模的参数为： 中立面、起模面、起模角度图 22 起模的示意图表 21 起模的参数列表参数描述限制条件S中性边；中性面与起模面的交线A起模角度一般-30A30SF10度基准面SF2中性面SF3脱模面SF4起模面4.2.8 面面的示意图见图23，参数列表见表22。面的参数为： 原面、偏置距离图 23 面的示意图表 22 面的参数列表参数描述限制条件D面偏移距离SF1被偏移面SF2偏移面5 几何建模特征操作5.1 镜像操作根据选定的参考轴线或参考平面进行镜像的操作称为镜像操作。5.2 比例缩放特征比例缩放用于实体或片体的放大或缩小，缩放操作具有完全关联性。(1) 一致缩放 根据指定的参考点和一个缩放比例，沿着3个坐