几何建模及特征建模 ppt课件
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旋转切除
“旋转切除”特征是通过旋转草绘图形，从而在原有模型上去除材 料的特征。“旋转切除”特征与“旋转凸台/基体”特征的操作方法 基本一致，单击“旋转切除”按钮后，选择进行旋转切除的草绘图 形，并设置旋转轴，草绘图形旋转经过的区域将被切除,如下图所示。
扫描特征
扫描特征是指草图轮廓沿一条路径移动获得的特征，在扫描过程中 用户可设置一条或多条引导线，最终可生成实体或薄壁特征。 仅仅由扫描轮廓线和扫描路径构成的扫描特征被成为简单扫描特征， 即令扫描轮廓沿扫描路径运动形成扫描特征，此种扫描特征的特点 是每一个与路径垂直的截面尺寸都不发生变化,如下图所示。
面
等距距离方式 创建的基准面
关于“基准面”的详细创建过程，详见本书正文中的操作步骤。
基准轴
基准轴是创建其他特征的参照线，主要用于创建孔特征、旋转特征， 以及作为阵列复制与旋转复制的旋转轴，如下图所示。
关于“基准轴”的详细创建过程，详见本书正文中的操作步骤。
坐标系
在SolidWorks中，用户创建的坐标系，也被称为基准坐标，主要在 装配和分析模型时使用，在创建一般特征时，基本用不到坐标系， 如下图所示。
弯曲特征
弯曲特征是指通过直观的方式对复杂的模型进行变形操作，可以 生成“折弯”、“扭曲”、“锥削”和“伸展”4种类型的弯曲特 征，如下图所示。
弯曲特征
弯曲特征是指通过直观的方式对复杂的模型进行变形操作，可以 生成“折弯”、“扭曲”、“锥削”和“伸展”4种类型的弯曲特 征，如下图所示。
弯曲特征
弯曲特征是指通过直观的方式对复杂的模型进行变形操作，可以 生成“折弯”、“扭曲”、“锥削”和“伸展”4种类型的弯曲特 征，如下图所示。
“点” 变形
变形特征
几何建模及特征建
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4.空间(kōngjiān)单元表示法
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1)四叉树表示(biǎoshì)
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2）八叉树表示(biǎoshì)
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建模的发展趋势：
（1）采用混合(hùnhé)模式 （2）以精确表示形式存储曲面实体模型 （3）引入参量化、变量化建模方法，便
于设计修改 （4）采用特征建模技术，实现系统集成。
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构造立体几何法简称CSG法 （Constructive Solid Geometry），在 计算机内部，它是通过基本体素及它们 (tā men)的集合运算进行表示的。存储的 主要是物体的生成过程
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优缺点
优点： 1.可以进行布尔运算，修改方便 2.可以方便地将本身(běnshēn)转化为其它
2. 不能解决两个平面的交线问题。 3. 不能消除隐藏线和隐藏面 4.不能对立体图进行(jìnxíng)着色和特征
处理，不能进行(jìnxíng)物性计算。 5.构造的物体表面是无效的，没有方向性，
不能进行(jìnxíng)数控编程。
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使用(shǐyòng)场合
由于存在以上的缺点，三维线框模型不适 用于对物体需要进行完整性信息描述的场 合，一般使用在适时仿真技术或中间结果 显示上。要得到比较完整的信息描述，新 的模型必需诞生，这就是曲面(qūmiàn)几 何模型。
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第三节 曲面(qūmiàn)建模
曲面建模是通过对物体的各个表面 (biǎomiàn)或曲面进行描述而构成曲面的 一种建模方法。
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一、曲面(qūmiàn)生成的方法
曲面生成是比较复杂的，除了NURBS曲 面外，目前还有很多产生(chǎnshēng)曲面 的方法，如Bezier曲面、Coons曲面，B样 条曲面等。对于一般常用的曲面，可以采 用几种简化曲面生成的方法。
4.空间(kōngjiān)单元表示法
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1)四叉树表示(biǎoshì)
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2）八叉树表示(biǎoshì)
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建模的发展趋势：
（1）采用混合(hùnhé)模式 （2）以精确表示形式存储曲面实体模型 （3）引入参量化、变量化建模方法，便
于设计修改 （4）采用特征建模技术，实现系统集成。
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构造立体几何法简称CSG法 （Constructive Solid Geometry），在 计算机内部，它是通过基本体素及它们 (tā men)的集合运算进行表示的。存储的 主要是物体的生成过程
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优缺点
优点： 1.可以进行布尔运算，修改方便 2.可以方便地将本身(běnshēn)转化为其它
2. 不能解决两个平面的交线问题。 3. 不能消除隐藏线和隐藏面 4.不能对立体图进行(jìnxíng)着色和特征
处理，不能进行(jìnxíng)物性计算。 5.构造的物体表面是无效的，没有方向性，
不能进行(jìnxíng)数控编程。
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使用(shǐyòng)场合
由于存在以上的缺点，三维线框模型不适 用于对物体需要进行完整性信息描述的场 合，一般使用在适时仿真技术或中间结果 显示上。要得到比较完整的信息描述，新 的模型必需诞生，这就是曲面(qūmiàn)几 何模型。
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第三节 曲面(qūmiàn)建模
曲面建模是通过对物体的各个表面 (biǎomiàn)或曲面进行描述而构成曲面的 一种建模方法。
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一、曲面(qūmiàn)生成的方法
曲面生成是比较复杂的，除了NURBS曲 面外，目前还有很多产生(chǎnshēng)曲面 的方法，如Bezier曲面、Coons曲面，B样 条曲面等。对于一般常用的曲面，可以采 用几种简化曲面生成的方法。
第四章 几何建模与特征建模PPT课件
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程序主流程
初始化链表
edge[18][2], p[12][4]
初始化各变换矩阵 Tv[4][4], Th[4][4], Tw[4][4]
坐标变换的计算
mat(*p, *t, *pt)
绘制变换后的图形 drawView(*pt)
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§4-3 曲面建模
➢ 曲面建模（Surface Modeling ）
第四章 几何建模与特征建模
§4-1 基本概念 §4-2 线框建模 §4-3 表面建模 §4-4 实体建模 §4-5 特征建模
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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制形状、曲线在多边形的两端点处与多边
形过之两个点的边相切。
控制多边形
光滑的参数曲线
控制多边形顶点
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Bezier曲线的矢量表达式
n
P(t) PiBi,n(t) 0t1 t0
式中 P i 空间矢量，即特征多边形的顶点
Bi,n(t)Cn iti(1t)ni Bernstein基函数
Cni
n! i!(n i)!
§4-1 基本概念
➢ 建模的基本概念
建模：
建模步骤： 1. 抽象化 2. 格式化 3. 具体化 4. 数字化
3
§4-1 基本概念
➢ 建模的基本概念
数据
所谓计算机内部表示：
计算机内部采用相应的 模型 结构
数据模型来描述、存储、
表达现实世界的物体及
其相关属性。
算法
CAD/CAM建模技术研究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系统核心技术。
特征建模ppt课件
(2)邻接联系 反映形状特征之间的相互位置关系，用 CONT(Connect-To)表示。构成邻接联系的形状特征之间的邻 接的状态可共享，例如一根阶梯轴，每相邻两个轴段之间的关 系就是邻接联系，其中每个邻接面的状态可共享。
(3)从属联系 描述形状特征之间的依从或附属关系，用 IST(Is—Subordinate—To)表示。从屈的形状特征依赖于被从 属的形状特征而存在，如倒角附属于圆柱体。
三、形状特征是描述零件或产品的最主要的特征，有必要再详细分类
根据形状特征在构造零件中所起的作用不同，可分为主形状特征(简 称主特征)和辅助形状特征(简称辅特征)两类 。零件形状特征的分 类图
●主特征用来构造零件的基本几何形体。根据其特征形状的复杂 程度，又分为简单主特征和宏特征两类：
① 简单主特征：主要指圆柱体、圆锥体、成形体、长方体、 圆球、球缺等简单的基本几何形体。
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 面祖糙度信息和刀具信息等。详述
特征建模是一种建立在实体建模的基础上，利用特征的概念面向整个 产品设计和生产制造过程进行设计的建模方法，它不仅包含与生产有 关的信息，而且还能描述这些信息之间的关系。 特征建模即通过特征及其集合来定义、描述零件模型的过程。特征建 模主要思想： 1)从构型角度来说，不再将抽象的基本本几何体(如圆柱、圆锥、球等) 作为拼合零件的对象，而是选用那些对设计创造有意义的特征形体作 为基本单元拼合成零件，例如槽、凹腔、凸台、孔、壳、壁等特征。
(5)它将推动各行业实践经验的归纳、总结，从中更多提炼 出规律性知识，以此丰富各种领域专家系统的规则库和 知识库，促进智能CAD系统和智能制造系统的逐步实现 。
第三章几何建模ppt课件
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61
3 混合模式法（Hybrid Model）
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62
4 空间单元表示法
基本思想：将一个三维实体有规律地分割为有限 个单元，这些单元均为具有一定大小的立方体；在计 算机内部通过定义各个单元的位置是否填充来建立整 个实体的数据结构。这种数据结构通常是四叉树或八 叉树。
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建模方法：几何建模、特征建模、行为特征建模
CAD/CAM建模的基本要求： 1）应具备信息描述的完整性 2）应贯穿整个生命周期 3）应为企业信息集成创造条件
3.2 线框建模 ——利用顶点和边棱线建模
一、二维线框建模原理
数据结构为表结构。 计算机内部存贮的是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地记录在顶点表及棱线表中。
第三章 建模技术
3.1 基本概念 3.2 线框建模 3.3 表面建模 3.4 实体建模 3.5 特征建模 3.6 行为特征建模简介
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1
3.1 基本概念
建模技术是CAD/CAM系统中的核心。
建模技术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；研究产品数据模型在计算机内 部的建立方法、过程、数据结构和算法。
✓ 螺旋扫描特征 ✓ 扫描混合特征 ✓ 环形折弯特征
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➢ 特征的基本操作
✓ 特征的阵列 ✓ 特征的复制 ✓ 镜像几何形状 ✓ 特征的修改与再生 ✓ 特征的删除 ✓ 操作特征之间的关系
➢ 基础实体特征的创建
✓ 创建拉伸实体特征 ✓ 创建旋转实体特征 ✓ 创建扫描实体特征 ✓ 创建混合实体特征
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➢ 放置实体特征的创建
几何建模系统教学幻灯片
2020/7/30
图5-3 线框模型的多义性
5.2 表面建模（Surface Model）
• 在CAD／CAM系统中，经常需要向计算机输入产品的外形 数据和结构参数，这些数据往往通过计算求得，然而，当 产品结构形状比较复杂，或当表面既不是平面也无法用数 学方法或解析方程描述时，就可以采用表面建模的方法。
的数学描述和模拟，几何模型是CAD/CAM最常用的 模型。几何模型的基本作用是为图形的显示和输出 提供信息，以及作为设计基础为分析应用程序提供 信息。
2020/7/30
形体的定义
• （1）体 体是由封闭表面围成的维数一致的有效空间。 • （2）环 环是有序、有向边组成的面上封闭边界，环中
各条边不能自交相邻两条边共享一个端点。 • （3）面 面是形体表面的一部分，由平面方程或参数方
实体建模是通过定义基本体素，利用体素的集合运算或基
本变形操作实现的，其特点在于覆盖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儿何信息，是当
前普遍采用的建模方法。
2020/7/30
5.3.2 实体生成的方法
• 按照实体生成方法的不 同，实体建模的方法可 分为体素法、扫描法等 几种。
一方面，线框建模的数据模型规定了各条边的 两个顶点以及各个顶点的坐标，不能准确地描述曲 面体。另一方面，线框建模所构造的实体模型，只 有离散的边，而没有边与边的关系，即没有构成面 的信息，信息表达不完整，对物体形状的判断容易 产生多义性。
2020/7/30
线框建模的多义性
如图5-3所示，无法判断哪些是不可见边，哪些又是可见边。
为设计、分析计算及制造提供了基础信息。
CAD特征建模技术PPT课件
第3章 CAD特征建模技术
第1节 特征技术概述
★特征的分类
Luby将特征分为：
◆宏特征：总体
◆微特征：细节
2020/11/9
第3章 CAD特征建模技术
第1节 特征技术概述
★特征的分类
Laakko和Mantyla将特征分为：
◆特征类：包含几何信息的模板；
◆特征实例：具体应用的特征个体
2020/11/9
◆管理特征： ◆材料特征： ◆技术特征： ◆精度特征： ◆装配特征： ◆形状特征：
2020/11/9
第3章 CAD特征建模技术
第1节 特征技术概述
★特征间的关系
◆特征间是相互联系的；
◆反映为特征类和特征对象之间的关系：
♠特征类：对特征所有相同性质和属性的抽象概括； ♠特征对象：特征类的一个具体实例； ◆相互之间的关系： ♠ AIO(An instance of)：联系，所属关系 ♠ CONT(Connect to)：邻接关系 ♠ REF(Reference)：参考、引用 ♠ IST(Is subordinated to)：附属关系
2020/11/9
• 以资源可重用、系统可重构为模式的复杂产品建 模、分析、仿真、优化一体化的设计技术已成为 国际数字化设计技术发展的重要趋势。如何在产 品数字化设计中充分发挥产品模型的信息载体和 支撑作用是资源可重用的核心问题；系统可重构 的本质是在充分保障现有系统用户利益基础上实 现的有效信息、经验、知识等的融合与重用，产 品信息模型是符合用户利益的集成与继承合理粒 度。因而，以模型为基础的信息集成与继承理论、 方法和实现技术研究处于新一代数字化设计技术 研究领域的核心地位。
• 关于制造业信息系统演化规律的研究；
• 关于信息“集成”与“继承”基本理论的研 究；
cad几何建模及特征建模PPT课件
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。
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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
4）由于曲面模型中没有各个表面的相互关系，不能 描述物体的内部结构，很难说明这个物体是一个实心 的还是一个薄壳，不能计算其质量特性。
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五．应用
它不仅可以为设计、绘图提供几何图形信息，还 可以为其它应用场合继续提供数据，例如当曲面设计 完成以后，可以根据用户要求自动进行有限元网格的 划分、三坐标或五坐标NC编程以及计算和确定刀具轨 迹等。
将整张复杂曲面分解为若干曲面片，每张曲面片 由满足给定边界约束的方程表示。理论上，采用这种 分片技术，任何复杂曲面都可以由定义完善的曲面片 拼合而成。
33
第33页/共103页
目前，CAD领域中应用最广泛的是NURBS参数曲面。 STEP（产品数据表达和交换国际标准）选用了非均匀 有理B样条参数曲面NURBS作为几何描述的主要方法。 因为NURBS曲面不仅可以表示标准的解析曲面，如圆 锥曲面、一般二次曲面和旋转曲面等，而且可以表示 复杂的自由曲面。★CAD广泛采用的参数曲面：费格 森(Ferguson)曲面、(Coons)曲面、(Bezier)贝塞尔 曲面、(B-Spline)B样条曲面。
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第46页/共103页
★四．三维实体建模的计算机内部表示(数据结构）
1．边界表示法（B-Rep Boundary Representation 1）与表面造型的区别 （1）概念 边界表示法是用物体封闭的边界表面描述 物体的方法，这一封闭的边界表面是由一组面 的并集组成的。
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。
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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
4）由于曲面模型中没有各个表面的相互关系，不能 描述物体的内部结构，很难说明这个物体是一个实心 的还是一个薄壳，不能计算其质量特性。
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五．应用
它不仅可以为设计、绘图提供几何图形信息，还 可以为其它应用场合继续提供数据，例如当曲面设计 完成以后，可以根据用户要求自动进行有限元网格的 划分、三坐标或五坐标NC编程以及计算和确定刀具轨 迹等。
将整张复杂曲面分解为若干曲面片，每张曲面片 由满足给定边界约束的方程表示。理论上，采用这种 分片技术，任何复杂曲面都可以由定义完善的曲面片 拼合而成。
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目前，CAD领域中应用最广泛的是NURBS参数曲面。 STEP（产品数据表达和交换国际标准）选用了非均匀 有理B样条参数曲面NURBS作为几何描述的主要方法。 因为NURBS曲面不仅可以表示标准的解析曲面，如圆 锥曲面、一般二次曲面和旋转曲面等，而且可以表示 复杂的自由曲面。★CAD广泛采用的参数曲面：费格 森(Ferguson)曲面、(Coons)曲面、(Bezier)贝塞尔 曲面、(B-Spline)B样条曲面。
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★四．三维实体建模的计算机内部表示(数据结构）
1．边界表示法（B-Rep Boundary Representation 1）与表面造型的区别 （1）概念 边界表示法是用物体封闭的边界表面描述 物体的方法，这一封闭的边界表面是由一组面 的并集组成的。
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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。
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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。
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，它以二维
平面的基本图元（如点、线、圆弧等）为基础表达二
维图形。
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20
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。
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。
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8
用顶点和棱边来描述物体
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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
和特征处理，不能进行物性计算。 5）构造的物体表面是无效的，没有方向性，不能进
行数控编程。
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四．应用
线框结构的几何模型是在CAD刚刚起步时惯用的 几何模型，它也是一种比较广泛被采用的模型。
24
三．特点
1、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。
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2、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，不能解决两个平面交线问题。 3）由于缺少面的信息，不能消除隐藏线和隐藏面 4）由于没有面和体的信息，不能对立体图进行着色
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 第三节 曲面建模 第四节 实体建模 第五节 特征建模
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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。
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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
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第二节 线框建模
★一．建模原理
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，
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
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5. 商品化的几何造型系统
国外： AUTOCAD、CATIA、I - DEAS 、 Pro/Engineer、UnigraphicsⅡ、 ACIS、 Parasolid等。
第一节 基本概念
★一．基本概念
1、建模 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。
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★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
边之间连接关系的拓扑ppt课信件息。
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2.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。
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3.几何建模分类
表面模型
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实体模型
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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。
国内： 高华、金银花、管道CAD、 制造工程师
（ME）、NPU-CAD/CAM系统
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6、几何建模的发展历史
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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。
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
三维线框模型是二维线框模型的直接拓展和延伸。
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二．数据结构
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。
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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。
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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。
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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。
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，它以二维
平面的基本图元（如点、线、圆弧等）为基础表达二
维图形。
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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。
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。
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用顶点和棱边来描述物体
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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
和特征处理，不能进行物性计算。 5）构造的物体表面是无效的，没有方向性，不能进
行数控编程。
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四．应用
线框结构的几何模型是在CAD刚刚起步时惯用的 几何模型，它也是一种比较广泛被采用的模型。
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三．特点
1、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。
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2、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，不能解决两个平面交线问题。 3）由于缺少面的信息，不能消除隐藏线和隐藏面 4）由于没有面和体的信息，不能对立体图进行着色
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 第三节 曲面建模 第四节 实体建模 第五节 特征建模
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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。
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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
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第二节 线框建模
★一．建模原理
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，
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
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5. 商品化的几何造型系统
国外： AUTOCAD、CATIA、I - DEAS 、 Pro/Engineer、UnigraphicsⅡ、 ACIS、 Parasolid等。
第一节 基本概念
★一．基本概念
1、建模 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。
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★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
边之间连接关系的拓扑ppt课信件息。
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2.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。
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3.几何建模分类
表面模型
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实体模型
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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。
国内： 高华、金银花、管道CAD、 制造工程师
（ME）、NPU-CAD/CAM系统
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6、几何建模的发展历史
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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。
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
三维线框模型是二维线框模型的直接拓展和延伸。
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二．数据结构
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。
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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。
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