cad第四章几何建模及特征建模

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1、1第四章几何建模及特征建模第一节基本概念第二节线框建模第四节实体建模第三节曲面建模第五节特征建模引言在CAD/CAM中，建模技术是将现实世界中的物体及其属性转化为计算机内部数字化表达的原理和方法，是定义产品在计算机内部表示的数字模型、数字信息以及图形信息的工具，是产品信息化的源头，它为产品设计分析、工程图生成、数控加工编程与加工仿真、数字化加工与装配中的碰撞干涉检查、生产过程管理等，提供有关产品的信息描述与表达方法，是实现计算机辅助设计与制造的前提条件，也是实现CAD/CAM一体化的核心内容。23第一节基本概念1、建

2、模将现实世界中的物体及属性转化为计算机内部数字化表达的原理和方法。2、建模的过程建模过程就是一个产生、存储、处理、表达现实世界的过程。如下图所示。★一．基本概念45★3．数据模型的组成一般由数据、数据结构、算法三个部分组成。4.CAD/CAM建模技术是指产品数据模型在计算机内部的建立方法、过程及采用的数据结构和算法。建模技术是CAD/CAM系统的核心技术.计算机集成制造系统(CIMS)的水平与集成在很大程度上取决于三维几何建模软件的系统的功能与水平。6二.几何建模★1.含义几何建模就是形体的描述和表达是建立在几何信息

3、和拓扑信息基础的建模。其主要处理零件的几何信息和拓扑信息。几何信息指物体在欧氏空间中的形状、位置和大小，最基本的几何元素是点、直线、面。拓扑信息：指拓扑元素(顶点、边棱线和表面)的数量及其相互间的连接关系。用顶点和棱边来描述物体789例.立方体的线框模型及其计算机表示线框模型顶点表棱线表提供了定义形体的点、线的几何信息，以及点与边之间连接关系的拓扑信息。102.特点几何模型只是对物体几何数据及拓扑关系的描述，无明显的功能、结构和工程含义，所以若从这些信息中提取、识别工程信息是相当困难的。113.几何建模分类表面模型实

4、体模型4、几何建模具备的功能1、形体定义输入，即把用户格式转化为计算机要求的格式。2、数据存储形式和计算机的管理。3、对形体可以进行编辑4、可以进行布尔运算和欧拉运算。5、显示输出物体的各种试图。6、可以查询物体的相关属性7、可以对物体进行性能分析和应用处理12135.商品化的几何造型系统国外：AUTOCAD、CATIA、I-DEAS、Pro/Engineer、UnigraphicsⅡ、ACIS、Parasolid等。国内：高华、金银花、管道CAD、制造工程师（ME）、NPU-CAD/CAM系统6、几何建模的发展历史

5、14三、特征建模特征建模技术被誉为CAD/CAM发展的新里程碑,它的出现和发展为解决CAD/CAPP/CAM集成提供了理论基础和方法.特征是一种综合概念，它作为“产品开发过程中各种信息的载体”除了包含零件的几何拓扑信息外,还包含了设计制造等过程所需要的一些非几何信息,如材料信息、尺寸、形状公差信息、热处理及表面粗糙度信息和刀具信息等.因此特征包含丰富的工程语义，他是在更高层次上对几何形体上的凹腔、孔、槽等的集成描述。15由于从不同的应用角度研究特征，必然引起特征定义的不统一。根据产品生产过程阶段不同而将特征区分为：设

6、计特征、制造特征、检验特征、装配特征（位置关系，配合约束关系，连接关系，运动关系）等。根据描述信息内容不同而将特征区分为：形状特征、精度特征、材料特征、技术特征等。16四、CAD/CAM集成对建模的基本要求1、具备信息描述的完整性2、贯穿生命周期的整个过程3、为企业信息集成创造条件1718第二节线框建模1.定义利用基本线素(空间直线、圆弧和点)来定义物体的框架线段信息（物体各个外表面之间交线）。这种实体模型由一系列直线、圆弧、点及自由曲线组成，描述的是产品的轮廓外形。2.分类1)二维几何建模实质上是二维线框模型，它以

7、二维平面的基本图元（如点、线、圆弧等）为基础表达二维图形。★一．建模原理19二维几何建模系统比较简单适用，同时大部分提供了方便的人机交互功能，如果任务仅局限于计算机辅助绘图或对回转体零件的数控编程，则可采用二维建模系统。但在二维系统中，由于各视图及剖视图是独立产生的，因此不可能将描述同一个零件的的不同信息构成一个整体模型，所以当一个视图改变时，其他视图不能自动改变。三维线框模型是二维线框模型的直接拓展和延伸。20三维线框模型采用表结构，在计算机内部存储物体的顶点及棱线信息，将实体的几何信息和拓扑信息层次清楚的记录在以

8、边表、顶点表中。如下图所示的物体在计算机内部是用18条边，12个顶点来表示的。二．数据结构2122231、优点这种描述方法信息量少，计算速度快，对硬件要求低。数据结构简单，所占的存储空间少，数据处理容易，绘图显示速度快。三．特点242、缺点1）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。2）由于没有面的信息，不能解决两