机械CADCAM建模技术主要

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1、CAD/CAM建模技术CAD/CAM技术建模技术以计算机能够理解的方式，对实体进行确切的定义和数学描述，在计算机内部构造一个实体的模型。建模技术是产品信息化的源头，是定义产品在计算机内部表示的数字模型、数字信息及图形信息的工具，它为产品设计分析、工程图生成、数控编程、数字化加工与装配中的碰撞干涉检查、加工仿真、生产过程管理等提供有关产品的信息描述与表达方法，是实现CAD/CAM技术的前提条件，也是实现CAD/CAM一体化的核心内容。CAD/CAM技术学习内容几何建模概念几何建模三种模式特征建模重点：各种几何建模基本原理和特点CAD/CAM技术1.几何建模概述几何建模：用合适的数据结构对三维

2、形体的几何形状及其属性进行描述，建立便于信息转换与处理的计算机内部模型的过程。建模过程如下图：描述、表达和存贮物体的模型模型：数据、数据结构和算法的集合几何建模作用意义：是CAD/CAM核心技术，为工程分析、工艺设计、物性计算、运动仿真、数控编程等后续作业提供了方便，是实现CAD/CAM技术的集成基础。CADCAM建模技术的发展：线框建模→表面建模→曲面建模→实体建模→特征建模几何建模过程CAD/CAM技术几何信息几何信息是指物体在空间的形状、尺寸及位置的描述几何信息包括点、线、面、体的信息五个顶点用两种不同方式连接，表达两种不同的理解只用几何信息表示物体并不充分，常会出现物体表示的二义性

3、几何信息必须与拓扑信息同时给出几何建模的基础知识CAD/CAM技术拓扑信息拓扑信息反映三维形体中各几何元素的数量及其相互之间连接关系拓扑关系允许三维实体随意地伸张扭曲，两个形状和大小不一样的实体的拓扑关系可能是等价的拓扑特性等价的立方体和圆柱体拓扑信息不同，即使几何信息相同，最终构造的实体可能完全不同多面体拓扑元素的拓扑关系描述方式（9种）数据结构中保存的拓扑关系越多，对多面体的操作越方便，但是占用的存储空间也就越大。左图为：顶点、棱边、表面之间的拓扑关系CAD/CAM技术CAD/CAM技术顶点边的端点，为两条或两条以上边的交点。顶点不能孤立存在于实体内、实体外或面和边的内部边一维几何元素

4、，形体相邻面的交界环有序、有向边组成的封闭边界外环的边按逆时针走向，内环的边按顺时针走向面二维几何元素，是形体上的一个有限、非零的单连通区域。面由一个外环和若干内环包围而成，具有方向性，一般用外法矢方向作为正方向形体在计算机内采用六层拓扑结构进行定义:壳构成一个完整实体的封闭边界，是形成封闭的单一连通空间的一组面的结合。一个连通的物体有一个外壳和若干个内壳构成体三维几何元素，是由若干个面包围成的封闭空间。几何造型的最终结果就是各种形式的体体(Object)外壳(Shell)面(Face)环(Loop)边(Edge)顶点(Vertex)曲面(Surface)曲线(Curve)点(Point)

5、CAD/CAM技术线框建模是利用顶点和边棱线的有限集合来表示和建立物体的计算机内部模型。线框建模生成的实体模型由一系列的直线、圆弧、点及自由曲线组成，描述产品的轮廓外形2.线框建模CAD/CAM技术线框建模的数据结构线框建模的数据结构是表结构计算机内部存贮物体的顶点和棱线信息CAD/CAM技术线框建模的数据结构线框建模的数据结构是表结构计算机内部存贮物体的顶点和棱线信息CAD/CAM技术线框建模的特点存在二异性，即使用一种数据表示的一种图形，有时也可能看成另外一种图形。由于没有面的信息，不能解决两个平面的交线问题。由于缺少面的信息，不能消除隐藏线和隐藏面由于没有面和体的信息，不能对立体图进

6、行着色和特征处理，不能进行物性计算。构造的物体表面是无效的，没有方向性，不能进行数控编程。线框建模的优点只有离散的空间线段，处理起来比较容易，构造模型操作简便所需信息最少，数据结构简单,硬件的要求不高系统的使用如同人工绘图的自然延伸，对用户的使用水平要求低，用户容易掌握线框建模的缺点CAD/CAM技术3.表面建模表面建模是将物体分解成组成物体的表面、边线和顶点，用顶点、边线和表面的有限集合表示和建立物体的计算机内部模型CAD/CAM技术表面建模的分类平面建模是将形体表面划分成一系列多边形网格，每一个网格构成一个小的平面，用一系列的小平面逼近形体的实际表面表面建模分为平面建模和曲面建模平面建

7、模曲面建模曲面建模是把需要建模的曲面划分为一系列曲面片，用连接条件拼接来生成整个曲面表面建模a)平面:三个点定义；b)线性拉伸面:一条平面曲线沿直线方向移动扫成；c)直纹面一直线两端点在两曲线对应等参数点上移动形成；d)回转面平面线框图绕某一轴线旋转产生；e)扫成面①一剖面线沿一条导线移动构成；②一剖面线沿导线光滑过渡到另一剖面线；③一剖面线沿两条给定等参数边界移动形成。f)圆角面圆角过渡面；g)等距面沿原始曲面法线方向