重工院三维CAD创新设计课件第4讲 零件造型基础

主讲：毛国平第四讲：零件造型基础主要内容特征造型参数化设计二/三维数据关联草图草图，即在空间平面上创建的二维轮廓（或横断面），一般由直线、圆、圆弧、椭圆、多边形和B样条线等构成。草图设计完成后，对其进行拉伸、旋转、放样或沿某一路径扫描等操作即可生成特征。草图定义特征，大多数特征是从草图开始建立的。草图中的约束为了确定草图图元的位置，需要给相应的图元标注一些尺寸或添加一些限制条件（如水平、垂直等），从而保证草图图元的位置关系，这些尺寸和限制条件就是草图中的尺寸约束和几何约束。草图的状态实体模型三维模型的建立经历了线框（Wireframe）、表面（Surface）和实体（Solid）三种模型。线框模型只是由一组顶点和边构成的。表面模型是由一组顶点、边和面构成的。实体模型则是由一组顶点、边、表面和体积构成的，这种模型是最完整也是最复杂的三维几何模型。目前建造实体模型的主流方法是特征造型方法。特征造型方法的造型过程与实际加工过程十分相似，更先进，更符合客观实际。

特征基本概念体素：最基本的型体，如长方体、球体、圆柱体、圆锥体等。体素是实体造型的基本元素。特征：由一定拓扑关系的一组实体体素构成的特定型体，它还包括附加在型体之上的工程信息，对应于零件上的一个或多个功能，能被固定的方法加工成型。实体：即具有三维形状和质量的，能够真实、完整和清楚的描述物体的几何模型。在基于特征的造型系统中，实体是各类特征的集合。基础特征：又称作基体特征、父特征，是造型过程中最早建立的特征，其余特征都是在基特征的基础上建立的。子特征：在一个三维实体模型中，基础特征以外的特征均称为子特征。结构树：客观世界的零件在三维CAD系统中表示为零件实体模型（简称“零件”）。一个零件就有一个结构树，这个结构树记录了组成零件的所有特征的类型及其相互的关系，特征的分类所有凸台、切除、平面和草图等都是特征。特征分为以下三大类：1）草图定义特征：这类特征由二维截面通过不同方式形成三维特征，具体方式有拉伸、旋转、扫描、放样成形等。2）参数定义特征：特征的形状由一系列参数决定，例如凸台、圆角、倒角等。3）参考几何特征（又称辅助特征）：零件的构造过程中，大量使用辅助平面/轴线、辅助点和相对坐标系，这类不直接构成零件形状的特征称为参考几何特征，如基准轴，基准面。特征的分类特征造型过程

基于特征的零件造型过程就是不断生成特征的过程。可以将其形象的比喻为一个由粗到精的泥塑过程，即在一个初始泥坯（基础特征）的基础上，通过不断增加胶泥（实体凸台特征）或去除胶泥（实体切除特征），逐步获得一个精美的雕塑（实体）。

特征造型方法特征是零件造型的基础，通过构造不同的特征，可以生成由简单到复杂的各种零件。“堆积积木”法：一次建立一个简单的特征，后面的特征加到前面的特征上。改变任一个特征都会影响到在其后面建立的特征。“旋转制陶”法：将零件的截面用机械制图的思路绘制出来，然后绕轴旋转即可得出零件。能够迅速形成零件，但是限制了修改的灵活性。“制造加工”法：仿照零件在机床上加工的顺序，将材料慢慢地切除，创建