CADCAM建模技术

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1、CAD/CAM建模技术建模的基本概念与基本要求线框建模表面建模实体建模建模的基本概念与基本要求基本概念：建模就是以计算机能够理解的方式，对实体进行确切的定义，赋予一定的数学描述，再以一定的数据结构形式对所定义的几何实体加以描述，从而在计算机内部构造一个实体的模型。基本要求： 建模技术是系统的核心，建模的过程依赖于计算机的软硬件环境、是面向产品的创造性过程。建模技术应满足以下要求：1)建模系统应具备信息描述的完整性；2)建模技术应贯穿产品生命周期的整个过程；3)建模技术应为企业信息集成创造条件。线框建模定义：线框建模是利用基本线素来定义设计目标的棱线部分而构成的立体框架图。线框建模

2、生成的实体模型是由一系列的直线、圆弧、点及自由曲线组成，描述的是产品的轮廓外形。在计算机内部生成三维映像，还可实现视图变换及空间尺寸的协调。线框建模的优缺点：    线框建模的优点：所需信息最少，数据运算简单，所占存贮空间较小，硬件的要求不高，容易掌握，处理时间短。缺点：曲面建模事实上是以蒙面的方式构造零件形体，因此容易在零件建模中漏掉某个甚至某些面的处理，这就是常说的“丢面”。同时依靠蒙面的方法把零件的各个面贴上去，往往会在两个面相交处出现缺陷，如重叠或间隙，不能保证零件的建模精度。所以曲面建模并不宜用于表示机械零件的一般方法。线框建模的局限性：几何意义的二义性，即一个线框模

3、型可能被解释为若干个有效几何体。1.结构体的空间定义缺乏严密性2.拓扑关系缺乏有效性3.描述的结构体无法进行消隐、干涉检查、物性计算表面建模定义：①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来表示和建立物体的计算机内部模型。②表面建模是通过对实体的各个表面或者曲面进行描述而构成实体模型的一种建模方法，用面来定义一个物体，并能精确确定物体表面上任意一个点的X、Y、Z坐标值。表面模型的描述有两种：一是基于线框模型扩充为表面模型，可以将封闭的边界定义成一个环，或有向边界，则由此封闭边界所定义的为一个面。另一表面模型是基于曲线曲面的描述方法，将物体分解

4、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来表示和建立物体的计算机内部模型。表面建模的特点：优点：①表达了零件表面和边界定义的数据信息，有助于对零件进行渲染等处理，有助于系统直接提取有关面的信息生成数控加工指令，因此，大多数CAD/CAM系统中都具备曲面建模的功能。②在物体性能计算方面，表面建模中面信息的存在有助于对物性方面与面积有关的特征计算，同时对于封闭的零件来说，采用扫描等方法也可实现对零件进行与体积等物理性能有关的特征计算。③表面建模方式生成的零部件及产品可分割成板、壳单元形式的有限元网格。实体建模定义：实体建模是定义一些基本体素，通过基本体素的集合运

5、算或变形操作生成复杂形体的一种建模技术，其特点在于三维立体的表面与其实体同时生成。由于实体建模能够定义三维物体的内部结构形状，因此能完整地描述物体的所有几何信息和拓扑信息，包括物体的体、面、边和顶点的信息。实体建模的优点1.可以提供实体完整的信息；2.可以实现对可见边的判断，具有消隐的功能；3.能顺利实现剖切、有限元网格划分、直到NC刀具轨迹的生成。实体建模的方法实体建模主要包括两部分，即体素的定义及描述和体素的运算（并、交、差）。按照物体生成的方法不同，实体建模方法可分为体素法、扫描法（实际就是体素法）等几种。体素法   体素法是通过基本体素的集合运算构造几何实体的建模方法。

6、每一基本体素具有完整的几何信息，是现实生活中真实而唯一的三维实体。扫描法利用基体的变形操作实现表面形状较为复杂的物体的建模方法称为扫描法，又分为平面轮廓扫描和整体扫描两种方法。其基本原理是用曲线、曲面或形体沿某一路径运动后生成2D或3D的物体。扫描变换需要两个分量，一是给出一个运动形体，称为基体；另一个是指定形体运动的路径。复习思考题1、建模的基本概念？2、什么是线框建模？3、什么是表面建模？4、什么是实体建模？