工程制图三维建模

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1、画法几何与工程制图DescriptiveGeometryandEngineeringDrawing河南理工大学机械与动力工程学院SchoolofMechanicalandPowerEngineeringinHenanPolytechnicUniversity主讲人：许幸新三维造型简介(3DModelling)基本体三维造型组合体三维造型三维造型工具简介（SolidWorks2007）一、几何造型概念：指用计算机及其图形系统来表示和构造形体的几何形状，建立计算机内部模型的过程。几何造型是CAD/CAM系统的核心技术，是实现CAD/CAM技术集成的基础。实现过程：将物体的形状及其属性（

2、如颜色、纹理等）存储在计算机内，形成该物体的三维几何模型。该模型是对原物体的确切的数学描述或是对原物体某种状态的真实模拟。它为各种不同的后续应用提供信息，已广泛应用于机械产品的设计、制造、装配和工程分析等机械产品生产的各个领域。阶段：线框模型、表面模型、实体模型。4.4基本体三维造型（1）线框模型：只存储物体点和线的信息，不包括物体面信息和体信息。（2）表面模型：增加面、边的拓扑关系，不包含实体信息以及体、面间的拓扑关系，无法进行实体运算。（3）实体模型：包含较复杂的形体几何信息和拓扑信息。实体模型的构形方法是用机内存储的体素（Primitive），经交、并、差运算构成复杂形体。所

3、谓体素是一些简单的基本几何体，如棱柱、圆柱、圆锥、球等。a.并运算b.差运算c.交运算两圆柱交并差运算二、参数化特征造型1.概念：以实体造型为基础，用具有一定的设计或加工功能的特征作为造型的基本单元建立零部件的几何模型。参数化技术是特征造型的主要特点，参数化是指使用约束来定义和修改几何模型，约束主要包括尺寸约束、拓扑约束。2.特征造型的几个概念1）特征特征类型说明几何特征绘制性特征反映零件的特定几何形状。通过绘制平面草图，再按照指定的特征生成方式，由面到体进行创建。如拉伸特征、旋转特征、扫描特征、放样特征等。置放性特征反映零件的特定几何形状。不必绘制草图，直接对已建好的特征进行特征

4、添加，如孔、倒角、圆角、抽壳、筋板等特征。定位特征用来约束几何特征的形状和位置。如工作面、工作轴、工作点。草图2）草图草图绘制是三维造型的基础，有了草图，再按照一定的特征生成方式（如拉伸、旋转等方式）就可以生成不同的实体，草图一般是二维平面图形，也可以是三维曲线。(a)草图(b)拉伸特征草图及特征3）草图平面绘制草图，首先应确定绘制草图的平面，草图平面可以是系统默认的坐标面、实体平面、以及借助“工作平面”、“工作轴”、“工作点”工具创建的平面。4）特征生成方式特征生成方式是从草图到特征的过程描述，特征生成方式主要有：①拉伸，②旋转，③扫描，④放样等。特征生成时，需要进行参数的确定和

5、运算方式的选择。运算方式包括并、差、交，并运算为“填料”，差运算为“除料”。（a）并运算生成圆柱体（b）差运算生成圆柱孔并运算和差运算拉伸拉伸特征的创建三、常见的特征生成方法及基本体造型旋转特征的创建放样特征的创建扫描特征的创建指定边线指定边线指定边线指定平面倒角倒角倒角抽壳置放性特征的创建草图1轴线草图2四、截切体与相贯体的造型1．截切体可看成基本体与被切去形体的差运算结果。（a）按回转特征生成半球体（b）在过球心的平面上绘制草图，按差运算方式双向拉伸形成开槽半球体。草图平面草图1草图22．相贯体关键是确定两相交体素的特征和相对位置。a.选择平行与xoy坐标面和球面的平面为草图平

6、面b.在草图平面上绘制草图c.按拉伸方式生成特征(1)半球与三棱柱相交a.在草图平面上绘制草图b.按并运算拉伸生成特征c.按差运算拉伸生成特征(2)半球与圆柱相交5.5组合体三维造型1、CSG表示法三维实体模型的计算机内部表示，其实质是利用正则集合运算，即运用并（∪）、交（∩）、差（—），将复杂形体定义为简单体素的合成。2、组合体的CSG表示法用一棵有序的倒置二叉树来表示组合体的集合构成方式，二叉树的树根表示组合体（S），二叉树的树梢对应构成组合体的体素——树梢体素（Si），树杈为归范化布尔运算（交、并、差）运算符号，不同位置树杈的集合构形方式对应着不同层次的组合体，较低层次组合体

7、又成为构造更高层次组合体的体素。一、组合体的CSG描述CSG表示法表示的是构建组合体的一种过程模型，同一组合体可以有不同的CSG表示法，对应于对同一个组合体构成的不同理解。(a)组合体(b)表示法1(c)表示法2组合体的构形过程也可以用一个集合表达式来描述，通常称该集合表达式为组合体构形表达式。表示法1：S=（S1∪S2）—S3表示法2：S=S2∪（S1—S3）二、组合体的造型方法组合体造型的步骤如下：1）形体分析。分析组合体的构型过程，用组合体CSG表示法确定造型顺