机械cad-cam(第6章)几何造型系统

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1、《机械CAD/CAM》第六章三维线框造型3DWireFrame几何造型系统¢由物体上的点、直线和曲线组成，表示的是物体的棱边。机电工程学院CIMS应用研究中心¢线框模型在计算机内部是以边表和点表表达和存储张宇的，实际物体是边表和点表相应的三维映象。Email:zhangyu@public.km.yn.cn2011-3-15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇2三维线框造型3DWireFrame三维实体造型技术P3e3P4e2e7e4¢60年代初，提出实体造型的概念。P1e8P2e1¢线框模型的存储e11¢70年代初，出现了简单的具有一定实用性

2、的基于实体e6e10P7e5P8造型的CAD/CAM系统，实体造型在理论研究方面也e12相应取得了发展。顶点XYZP6e9P5P1¢70年代后期，实体造型技术在理论、算法和应用方面P2棱边顶点棱边顶点逐渐成熟。P3e1P1P2e7P3P7P4e2P2P3e8P4P8¢进入80年代后，不断推出实用的实体造型系统，并在P5e3P3P4e9P5P6各工程技术领域得到广泛的应用。P6e4P4P5e10P6P7P7e5P1P5e11P7P8P8e6P2P6e12P5P82011-3-15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇32011-3-15机电工程学

3、院CIMS应用研究中心张宇4实体造型的基本原理布尔运算的过程模型¢实体造型是以立方体、圆柱体、球体、锥体、环状体y等多种基本体素（Primitives）为单位元素，通过集合运算（拼合或布尔运算），生成所需要的几何形体。z¢实体造型包括两部分内容：¢体素的定义和描述¢体素之间的布尔运算（交、并、差）¢布尔运算是构造复杂实体的有效工具。xD=(A∪B)-C2011-3-15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇52011-3-15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇61三维模型的布尔运算三维几何造型的基本体素•BooleanOperation¢基本

4、体素（Primitives）：(A∪B)-C¢方体（Block）¢圆柱体（Cylinder）¢球体（Sphere）BlockCylinderA∪B¢圆锥体（Cone）CSphereConeAB2011-3-15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇72011-3-15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇8关联特征的造型常用的实体造型表示方法¢关联特征（AssociativeFeature）：¢边界表示法（B-rep）¢特征的的存在依赖于它所依附的实体表面；¢Boundary-representation¢特征除了具有其自身的特征参数（Param

5、eters）外，还具有与所依附实体的定位参数（Position）。¢构造实体几何法（CSG）HoleBossPocketGroove¢ConstructedSolidGeometry¢扫描表示法（Sweep）SlotPad¢八叉树表示法2011-3-15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇92011-3-15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇10边界表示法（B-rep）扫描表示法（Sweep）¢边界表示法B-rep（Boundary-representation）：¢以物体边界为基础，定义和描述几何形体，给出物SweepSolid体完整、显

6、式的边界描述。SweepVector¢边界表示法B-rep的原理是：¢每个物体都是由有限个面构成。YZDistance¢每个面（平面或曲面）由有限条边围成的有限个封闭域定义。X¢有效表面的条件：¢封闭、有向、不自交、有限和相连接，并能区分实BaseCurve体边界内、边界内和边界上的点。Sweepalongavector2011-3-15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇112011-3-15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇122扫描表示法（Sweep）扫描表示法（Sweep）SweepSheetRotateOrientationRot

7、ateAxesBaseCurveBaseCurveYSweepSolidZYZXGuideCurveXSweepalongacurveRevolveroundaaxes2011-3-15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇132011-3-15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇14三维模型的八叉树表示法三维模型的八叉树表示法全空全满半空2011-3-15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇152011-3-15机电工程学院CIMS应用研究中心张宇16三维模型的表达三维实体造型的目的¢要完整地表达三维模型，需要两方面的信息描述：¢完整、全面地

8、表达产品或零件的结构等设计信息。¢全面评价产品或零件的外观造型设计。¢几何信息（Geometricinformation）：形体各部分¢为后续各种CAX技术（CAP