特征建模
合集下载
Train_6 实体特征建模
return ;
•
pInit->Init(TRUE);
• //设置文件路径并保存
•
CATUnicodeString DocTitle="NewPart";
•
CATUnicodeString DocName="NewPart.CATPart";
•
CATUnicodeString DocPath="D:\\";
• 相比形态特征，关系特征(Mechanical Contextual Feature)没 有独立的脚印，倒角，拔模等其他的修饰特征都是这类， 这种特征的定义取决于输入参数和实体拓扑逻辑关系。
• 在零件几何体中的第一个特征不能是关系特征，因为建模 时没有实体拓扑关系作为输入。
• CATIA 文件操作 • 几何特征 • 草图定义 • 零件实体建模 • CAA文件（夹）管理
• 新建一个文件的一般步骤为新建文件，初始化，保存。但 是New()方法已经实现了自动初始化，我们也可以不用再 添加初始化代码。
• 在D盘创建了一个名为NewPart.CATPart的文件。
CATIA 文件操作
• //创建新Part文件
•
CATDocument * pDoc = NULL;
•
HRESULT rc = CATDocumentServices::New("Part", pDoc);
GetPlaneBRepAccess(CATAxisSystemZNumber,PlaneBRep); • 此处CATAxisSystemZNumber是指xy平面；
CATAxisSystemYNumber是指zx平面， CATAxisSystemXNumber是指zy平面; • 同样可以获取其他轴系元素供后续使用，如获取坐标原点 采用方法GetOriginPointBRepAccess();获取坐标轴采用 GetAxisBRepAccess();
SolidWorks2012中文版从入门到精通——第4章：附加特征建模
SOLIDWORKS_2012中文版从入门到精通附加特征建模是指对已经构建好的模型实体进行局部修饰，以增加美观并避免重复性的工作。
SolidWorks中附加特征建模主要包括：圆角特征、倒角特征、圆顶特征、拔模特征、抽壳特征、孔特征、筋特征、自由形特征和比例缩放特征等。
第四章附加特征建模一、圆角特征使用圆角特征可以在零件上生成内圆角或外圆角，圆角特征在零件设计中起着重要的作用，大多数情况下，如果能在零件特征上加入圆角，则有助于造型上的变化，或是产生平滑的效果。
SW2012可为一个面上的所有边线、多个面、多个边线或边线环创建圆角特征，有以下几种圆角特征：1、等半径圆角：对所选边线以相同的圆角半径进行倒圆角操作；2、多半径圆角：可以为每天边线选择不同的圆角半径值；3、圆形角圆角：通过控制角部边线之间的过渡，消除或平滑两条边线汇合处的尖锐接合点；4、逆转圆角：可在混合曲面之间沿着零件边线进入圆角，生成平滑过渡；5、变半径圆角：可以为边线的每个顶点指定不同的圆角半径；6、混合面圆角：通过它可以将不相邻的面混合起来。
下图则是这些圆角特征的效果：1、等半径圆角特征等半径圆角特征是指对所选边线以相同的圆角半径进行倒圆角操作。
操作如下：其中，切线延伸复选框，指的是“圆角将延伸到与所选面或边线相切的所有面”，切线延伸效果如下：在圆角选项的“扩展方式”组中选择一种扩展方式：——默认：系统根据几何条件（进行圆角处理的边线凸起和相邻边线等）默认选择“保持边线”或“保持曲面”选项。
——保持边线：系统将保持邻近的直线形边线的完整性，但圆角曲面断裂成分离的曲面，在许多情况下，圆角的顶部边线中会有沉陷。
——保持曲面：使用相邻曲面来剪裁圆角，因此圆角边线是连续且光滑的，但是相邻边线会受影响。
2、多半径圆角特征使用多半径圆角特征可以为每条所选边线选择不同的半径值，还可为不具有公共边线的面指定多个半径。
3、圆形角圆角特征使用圆形角圆角特征可以控制角部边线之间的过渡，圆形角圆角将混合连接的边线，从而消除或平滑两条边线汇合处的尖锐接合点。
PPT04-零件实体特征辅助建模
1.
图4-6 零件实体模型
图4-7 三重轴出现
4.1
零件特征操纵
实例：移动和旋转实体模型操作
本例练习移动和旋转实体模型操作，练习操作步骤如下 。
4. 5.
移动/复制实体特征，如图4-9所示。 单击确定 ，移动/复制实体特征，如图4-10所示。
图4-8 移动/复制属性设置 图4-9 移动/复制实体特征预览
（1）单击【标准】工具栏选项按钮 ，或单击【工具】→【选项】。 （2）在文件属性标签上，单击模型显示。 （3）在模型/特征颜色下选择上色。 （4）单击编辑，并且从颜色调色板上选择一种颜色，或单击定义自定义颜色来定 义颜色的新的色调或亮度。文件属性—模型显示对话框如图4-21所示。 （5）单击确定以关闭颜色调色板，然后单击确定以关闭文件属性—模型显示对话 框。
图4-5 移动/复制实体操控板
4.1
零件特征操纵
实例：移动和旋转实体模型操作
本例练习移动和旋转实体模型操作，练习操作步骤如下 。
打开配书光盘中的初始文件“ch4L2.prt”，零件实体模型如图4-6所示。 2. 单击【特征】工具栏上的【移动/复制实体】按钮 ，出现移动/复制实体 操控板。 3. 三重轴出现在所选实体的质量中心，如图4-7所示。移动/复制实体操控板设 置，如图4-8所示。
4.1 零件特征操纵
利用零件特征操纵工具针对零件特征进行移动、复制、粘贴
和删除等操作，及动态修改特征操作。 Instant3D动态修改特征
Instant3D启用拖动控标、尺寸、及草图来动态修改特征。 Instant3D可以通过拖动控标或标尺来快速生成和修改模型几何体。要生成 特征，必须退出编辑草图模式。 Instant3D默认为激活。要切换Instant3D模式，单击【特征】工具栏上的 【Instant3D】按钮 。
图4-6 零件实体模型
图4-7 三重轴出现
4.1
零件特征操纵
实例：移动和旋转实体模型操作
本例练习移动和旋转实体模型操作，练习操作步骤如下 。
4. 5.
移动/复制实体特征，如图4-9所示。 单击确定 ，移动/复制实体特征，如图4-10所示。
图4-8 移动/复制属性设置 图4-9 移动/复制实体特征预览
（1）单击【标准】工具栏选项按钮 ，或单击【工具】→【选项】。 （2）在文件属性标签上，单击模型显示。 （3）在模型/特征颜色下选择上色。 （4）单击编辑，并且从颜色调色板上选择一种颜色，或单击定义自定义颜色来定 义颜色的新的色调或亮度。文件属性—模型显示对话框如图4-21所示。 （5）单击确定以关闭颜色调色板，然后单击确定以关闭文件属性—模型显示对话 框。
图4-5 移动/复制实体操控板
4.1
零件特征操纵
实例：移动和旋转实体模型操作
本例练习移动和旋转实体模型操作，练习操作步骤如下 。
打开配书光盘中的初始文件“ch4L2.prt”，零件实体模型如图4-6所示。 2. 单击【特征】工具栏上的【移动/复制实体】按钮 ，出现移动/复制实体 操控板。 3. 三重轴出现在所选实体的质量中心，如图4-7所示。移动/复制实体操控板设 置，如图4-8所示。
4.1 零件特征操纵
利用零件特征操纵工具针对零件特征进行移动、复制、粘贴
和删除等操作，及动态修改特征操作。 Instant3D动态修改特征
Instant3D启用拖动控标、尺寸、及草图来动态修改特征。 Instant3D可以通过拖动控标或标尺来快速生成和修改模型几何体。要生成 特征，必须退出编辑草图模式。 Instant3D默认为激活。要切换Instant3D模式，单击【特征】工具栏上的 【Instant3D】按钮 。
领域特征分析建模的研究及应用
型。 －
关犍词 ： 领域 分析 面向特征 分析 特征模 型 供应 物流 零库存
１ 特征及其表现机制
１ ． １特征的组织结构
特征模型主要是描述领域 中一 组相 对稳定的特征 及特征 之间 的关 系 ， 般 由特 征 图和 附加信 息 组成 。 一
特征 图通 常是一 个分层 的树型 结构 （ 如图 １ 示 ） 有 所 ，
领域分析一般 由领域界 定、 领域分 析及建 模 等过
个特征可能具 有 多个维 度的取 值。如 图 ２中， ａ图是 “ 采购计划 ” 特征 以“ 成方 式 ” 生 为变 化 点 ； ｂ图 以 而
程组成。领 域界定 由领域 工程参 与者通过搜集 和识别
专家经验 、 现有系统分析设计 文档 、 用户调 查等 各种信
和数据 结构、 信 方 法等 。 为 更 好地 体 现 这 四种 特 通 征 ， Ｒ 定义的特 征图分 四个 层次 ， 层 由一个 或 多 Ｆ Ｍ Ｏ 每
个特征树 组成 ， 分别对应 四种特征 。
Ｄ ｃｉ ｓ 、 ｅｉｏ ）属性 、 ｓｎ 参与者 以及特征 目录等。
一
１ 特征变化性及表现机制 ． ３
特征 变化性 主要 有两方面 ： （）特征的可选性 。指子 特征相 对于 父特征 的可 １ 选性 ， 分为必选特征 、 可选 特征 和选 择特 征三种 。 图 １
表现 了一个特 征模 型的片断 ， 中， 其 父特征 “０ 由三个 Ｆ”
子特征 “ 、 Ｆ ” “３ 组成 ： Ｉ” “３ 是 必 选特 Ｒ” “ ２ 、 Ｆ ” “１ 和 Ｆ ” ：
曹 晓兰 （ 湖南农 业大学信 息科学技 术学院 长沙 ４０２ ） ］］８
焦海星 （ 中科院软件所 北 京 １０ ８ ） ０ ００
关犍词 ： 领域 分析 面向特征 分析 特征模 型 供应 物流 零库存
１ 特征及其表现机制
１ ． １特征的组织结构
特征模型主要是描述领域 中一 组相 对稳定的特征 及特征 之间 的关 系 ， 般 由特 征 图和 附加信 息 组成 。 一
特征 图通 常是一 个分层 的树型 结构 （ 如图 １ 示 ） 有 所 ，
领域分析一般 由领域界 定、 领域分 析及建 模 等过
个特征可能具 有 多个维 度的取 值。如 图 ２中， ａ图是 “ 采购计划 ” 特征 以“ 成方 式 ” 生 为变 化 点 ； ｂ图 以 而
程组成。领 域界定 由领域 工程参 与者通过搜集 和识别
专家经验 、 现有系统分析设计 文档 、 用户调 查等 各种信
和数据 结构、 信 方 法等 。 为 更 好地 体 现 这 四种 特 通 征 ， Ｒ 定义的特 征图分 四个 层次 ， 层 由一个 或 多 Ｆ Ｍ Ｏ 每
个特征树 组成 ， 分别对应 四种特征 。
Ｄ ｃｉ ｓ 、 ｅｉｏ ）属性 、 ｓｎ 参与者 以及特征 目录等。
一
１ 特征变化性及表现机制 ． ３
特征 变化性 主要 有两方面 ： （）特征的可选性 。指子 特征相 对于 父特征 的可 １ 选性 ， 分为必选特征 、 可选 特征 和选 择特 征三种 。 图 １
表现 了一个特 征模 型的片断 ， 中， 其 父特征 “０ 由三个 Ｆ”
子特征 “ 、 Ｆ ” “３ 组成 ： Ｉ” “３ 是 必 选特 Ｒ” “ ２ 、 Ｆ ” “１ 和 Ｆ ” ：
曹 晓兰 （ 湖南农 业大学信 息科学技 术学院 长沙 ４０２ ） ］］８
焦海星 （ 中科院软件所 北 京 １０ ８ ） ０ ００
第5章几何建模与特征建模
二．数据结构（边界表示法数据结构）
实体建模采用表结构存储数据，其中棱线表和面表与曲面 造型有很大不同，从表中可以看出，棱线表记录的内容更加丰 富，可以从面表找到构成面的棱线，从棱线表中可以找到两个 构成的棱线的面。与曲面建模相比，实体模型不仅记录了全部 几何信息，而且记录了全部点、线、面、体的信息。
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，请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。
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。 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，不能解决两个平面的交线问题。 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。
3)三维实体扫描体素： 实体扫描法是用 一个三维实体作为扫 描体，让它作为基体 在空间运动，运动可 以是沿某个曲线移 动，也可以是绕某个 轴的转动，或绕某一 个点的摆动。运动的 方式不同产生的结果 也就不同。
四．三维实体建模的计算机内部表示
1．边界表示法（B-Rep Boundary Representation
3）集合的交、并、差运算
4) 特点 （1）数据结构非常简单，每个基本体素不必再分，而是将 体素直接存储在数据结构中。 （2）对于物体结构的修改非常方便，只需要修改拼合的过 程或编辑基本体素。 （3）能够记录物体结构生成的过程。也便于修改 （4）记录的信息不是很详细，无法存储物体最终的详细信 息，如边界、顶点的信息等。 5）应用： 可以方便地实现对实体的局部修改 ，如下图
机械CADCAM建模技术及辅助设计教学PPT
三维实体单元表示的八叉树结构
5.3 特征建模技术
特征建模的概念
实体模型不足：仅含实体几何信息，缺少功能、工艺、管理等信息 。 特征：从工程对象概括和抽象出来的具有工程语义的功能要素。 特征建模：通过特征及其集合来定义、描述零件模型的过程。
特征建模对设计对象具有更高的定义层次，易于理解和使用，能为设 计和制造过程各环节提供充分的工程和工艺信息。
如：长方体V=8、E=12、F=6，则8－12+6=2。
封闭多面体分割成B个独立多面体： V – E + F – B= 1
如B=6、V=9、E=20、F=18，则9 – 20 + 18 – 6=1。
有孔洞形体： G为穿透孔数，L为所有面上内环数 V – E + F – L=2（B – G）
如下图c ，则：16-24+11-1=2 (1-0)
可生成三视图、透视图和轴侧图。
不足：缺少面、体信息，易产生多义性，不能消隐、不能剖视、
不能进行物性计算和求交计算等.
线 框 建 模 的 数 据 结 构
2.表面（曲面）建模
原理：通过对物体各个面的描述进行三维建模的方法。 数据结构：顶点表、棱边表、面表三表结构。 特点：可消隐、剖面图生成、渲染、求交、刀轨生成等作业。 不足：缺少体信息，不便进行物性计算和分析。
特点：无二义性，最终实体与基本体素先后拼合顺序无关，造型简
单，易于实现，可方便转换成其它表示方法。
缺点：没有详细几何信息，必须转化为其它形式才叉树 结构
2、边界表示法（B-rep）
通过面、环、边、顶点的几何和拓扑 参数来表示实体。
矩形体B-Rep表示法
特征建模是实现CAD/CAM集成化和智能化的关键技术。
5.3 特征建模技术
特征建模的概念
实体模型不足：仅含实体几何信息，缺少功能、工艺、管理等信息 。 特征：从工程对象概括和抽象出来的具有工程语义的功能要素。 特征建模：通过特征及其集合来定义、描述零件模型的过程。
特征建模对设计对象具有更高的定义层次，易于理解和使用，能为设 计和制造过程各环节提供充分的工程和工艺信息。
如：长方体V=8、E=12、F=6，则8－12+6=2。
封闭多面体分割成B个独立多面体： V – E + F – B= 1
如B=6、V=9、E=20、F=18，则9 – 20 + 18 – 6=1。
有孔洞形体： G为穿透孔数，L为所有面上内环数 V – E + F – L=2（B – G）
如下图c ，则：16-24+11-1=2 (1-0)
可生成三视图、透视图和轴侧图。
不足：缺少面、体信息，易产生多义性，不能消隐、不能剖视、
不能进行物性计算和求交计算等.
线 框 建 模 的 数 据 结 构
2.表面（曲面）建模
原理：通过对物体各个面的描述进行三维建模的方法。 数据结构：顶点表、棱边表、面表三表结构。 特点：可消隐、剖面图生成、渲染、求交、刀轨生成等作业。 不足：缺少体信息，不便进行物性计算和分析。
特点：无二义性，最终实体与基本体素先后拼合顺序无关，造型简
单，易于实现，可方便转换成其它表示方法。
缺点：没有详细几何信息，必须转化为其它形式才叉树 结构
2、边界表示法（B-rep）
通过面、环、边、顶点的几何和拓扑 参数来表示实体。
矩形体B-Rep表示法
特征建模是实现CAD/CAM集成化和智能化的关键技术。
第 4章 常用特征建模基础
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实例4-1 拉伸特征 创建如图4-4所示的套筒模型 操作步骤 1、建立新文件 类型为零件，子类型为实体，文件名 为4-1的模型文件。 2、进入拉伸工具操控板 单击右侧按钮 3、绘制拉伸截面图 （1）单击操控板上的“放置”按钮，打开“放置”上滑面板，单击 “定义”按钮，打开“草绘”对话框。 （2）选Front面为草绘平面，图中箭头代表草绘视图方向，即指向屏 幕内。系统自动添加Right面为参照面，其法向方向指向右侧。单击 “草绘”按钮，进入草绘模式。
• 注：因为该拉伸特征是第一个实体特征，还没有其他特征，因此后面 三个选项并未出现。 • 因此选盲孔拉伸类型，在后面“输入拉伸深度”对括框中输入数值 100。 • 5、修改特征名称，查看特征信息 • 单击“属性”查看即可。 • 6、完成拉伸 • 单击确定按钮，拉伸特征为实体，如上图。 • 拉伸工具操控板下按钮功能如下： • 拉伸为实体； • 拉伸为曲面。（实体和曲面只能二选一，模型形状相同，仅是无 厚度曲面） • 切换拉伸方向。如果类型为“对称”则此按钮不起作用。 • 去除材料。此按钮表示从现有实体剪切掉当前创建的实体，因是 第一个特征，所以无法使用此按钮。 • 加厚草绘。如为实体，可选该按钮，表示将草绘截面轮 廓加厚。并出现加厚的数值选项，箭头可切换加厚方向，如向里、向 外或两侧。
实例4-3 基座 创建如图所示的基座模型 操作步骤 1、建立新文件 类型为零件，子类型为实体， 文件名为4-3的模型文件。 • 2、拉伸底座 • （1）单击右侧拉伸，单击操控板上的“放置”按钮，打开“放置” 上滑面板，单击“定义”按钮，打开“草绘”对话框。选Top面为草 绘平面，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。 • （2） 在草绘模式下，完成如图所示的截面图，单击确定，退出草绘 模式。
中文版Creo 3.0基础教程 第3章 实体特征建模
中文版Creo3.0基础教程
2. 创建扫描混合特征
绘制轨迹曲线
创建基准点
绘制截面草图
扫描混合特征
中文版Creo3.0基础教程
旋转混合特征是通过使用绕旋转轴旋转的两个以上的截面创建的。如果第一 个截面包含一个旋转轴或中心线，会将其自动选定为旋转轴。如果第一个草绘 图3-138 “截面”选项卡1 不包含旋转轴或中心线，可选择其他几何作为旋转轴。 1. “旋转混合”操控面板
草绘截面
创建拉伸实体特征
创建拉伸曲面特征
中文版Creo3.0基础教程
4．创建拉伸薄壁特征 拉伸薄壁特征是实体特征的一种特殊类型，不同于曲面特征，它具有实体的 大小和质量，外部形状为具有一定壁厚，内部呈中空的实体模型。可以用“拉 伸”操控面板中的“加厚草绘”选项创建拉伸薄壁特征。
创建拉伸薄壁特征
反向加厚侧
导入偏移值文件
中文版Creo3.0基础教程
在Creo系统中，特征是设计和操作的最基本单位，基础特征则是各类高级特 征的基础和载体。基础特征主要包括：拉伸、旋转、扫描和扫描混合。
拉伸特征 旋转特征 扫描特征 螺旋扫描特征
中文版Creo3.0基础教程
拉伸特征以二维草绘为基础。它垂直于草绘平面线性拉伸草绘，以创建或移 除材料。可以先选择草绘然后启动“拉伸”工具，也可以先启动“拉伸”工具 然后再选择草绘。 1. 拉伸操控面板 定义草绘平面 设置拉伸深度 调整拉伸方向
创建拉伸薄壁特征反向加厚侧开放和封闭草绘创建拉伸薄壁特征创建薄壁剪切特征中文版creo30基础教程旋转特征是将草绘截面绕一条中心线旋转而创建的实体或曲面特征主要用于回转类零件的创建如端盖轴和齿轮等盘类或柱体类零件都可看作是将剖截面绕轴向中心线旋转360而创建的轮廓特征
solidworks 建模特征
随路径变化 扫描
随路径和引导 线变化扫描
沿路径扭转 扫描
放样特征
三维模型的形状是多变的，扫描特征解决了截面方向可以变化的难 题，但不能让截面形状和尺寸也随之发生变化，这时需要用放样特 征来解决这个问题。
放样特征可以将两个或两个以上的不同截面进行连接，是一种相对 比较复杂的实体特征，而简单放样是直接在两个或多个轮廓间进行 的放样特征，如下图所示。
等距距离方式 创建的基准面
成角度方式 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。
自由形特征
自由形特征是指通过拖动网格上的控制点来任意改变实体曲面形 状的方法，自由形特征比较适合创建形状多变的自由实体曲面， 如下图所示。
关于“自由形特征”的详细创建过程，详见本书正文中的操作步骤。
变形特征
变形特征是指根据选定的面、点或边线来改变零件的局部形状，共 有 “点”、“曲线到曲线”和“曲面推进”三种变形方式，如下图 所示。
关于“坐标系”的详细创建过程，详见本书正文中的描述。
点
在SolidWorks中，基准点主要用于创建优秀的空间曲线，如下图所 示，空间曲线是创建曲面的基础。
关于“点”的详细创建过程，详见本书正文中的描述。
5.常用的特征编辑操作
压缩/解除压缩
编辑特征参数 动态修改特征 镜向与阵列
面向特征的领域建模技术(Feature-OrientedDomainModeling)PPT课件
.
8
精化关系(Refinements)
• 精化 是一种存在于 不同 粒度/抽象层次 的特征之间的关系
–不同 粒度/抽象层次 的特征 通过精化关系形 成层次式的结构
– 层次结构提供了一种描述复杂系统的手段
.
9
三种精化关系
• 分解(Decomposition)
–把一个特征精化为一组作为其构成成分的子特 征称为 分解
• 属性化(Characterization)
–识别出一个特征具有的属性型特征 称为 属性 化
• 特殊化(Specialization)
–把一个特征精化为一个包含更多细节的特征 称 为 特殊化
.
10
三种精化关系
• 简单示例
拷贝
编辑 Decomposition
粘贴
删除
整体 部分
图元移动
实体
移动模式
Characterization
• none-group
– 一组松散的特征
none-group(P: set Feature) =def TRUE
.
15
绑定谓词
• single-bound
– 一组特征中只有一个特征处于绑定状态
.
14
组约束
• mutex-group
– 一组相互排斥的特征
mutex-group(P: set Feature) =def
• all-group
– 一组相互依赖的特征
A, B P : exclude(A, B)
all-group(P: set Feature) =def A, B P : mutual-require(A, B)
• 可选性(Optionality)
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(3) 它有助于加强产品设计、分析、工艺 准备、加工、检验各部门间的联系, 更好地将 产品的设计意图贯彻到各个后续环节并且及时 得到后者的意见反馈, 为开发新一代的基于统 一产品信息模型的CAD/CAPP/CAM集成系统创造 前提。 (4) 它有助于推动行业内的产品设计和工 艺方法的规范化、标准化和系列化, 使得产品 设计中及早考虑制造要求, 保证产品结构有更 好的工艺性。
四、特征建模方法
1 特征标识（交互式特征定义） 2 特征自动识别
关键技术 （1）特征匹配 （2）形体构形元素生长 （3）体积分解 （4）CSG树中识别
3 基于特征设计
Hale Waihona Puke 五、特征库的建立1 特征库的功能 （1）足够的形状特征 （2）完备的产品信息 （3）便于操作的组织形式 2 特征库的组织形式 （1）图谱形式 （2）用EXPRESS语言建立 特征的概念库
定位尺寸及公差 尺寸类型 尺寸值 起点号 起点名 终点号 终点名 距离 240mm 1 左端面 3 右端面
热处理特征 热处理方式 工艺名 硬度单位 Min Max 整体 调质 HBS 220 250
表面粗糙度 材料获取方式 评点参数名 评定参数值 被测几何要素 切除 Ra 1.6μm 外圆柱 面
圆柱面1 倒角5 键槽6 过渡圆角7
六、零件信息模型
1 基于特征的零件信息模型的总体结构 2 零件信息模型的数据结构 （1）管理特征模型的数据结构 （2）形状特征模型的数据结构 （3）精度特征模型的数据结构 （4）材料热处理特征模型的数据结构 （5）技术特征模型的数据结构
6.1 基于特征的零件信息模型的总体结构
零
件
零件层
管理特征模型
圆柱面2 过渡圆角8
圆柱面3
圆柱面4 过渡圆角10 倒角11
键槽9
形状特征3
1
形状特征3
特征类别 特征标识 几何形状 参数 位置公差 形状公差 表面粗糙 度 局部热处 理 几何要素 定位坐标
圆柱体
3
175
定位尺寸与公差 尺寸类型 尺寸值 被测几何 要素1 被测几何 要素2 长度 65mm 左端 面 右端 面
材料名 力学性能参数 性能上限值 性能下限值
S
热处理方式 热处理工艺名 E E
E
硬度单位 E
R
最高硬度值 I
R
最低硬度值 I 被测几何要素 *Pt
几何要素类
七、实例
管理信息
几何信息
定位尺寸及公差
热处理信息
表面粗糙度
技术特征信息
管理信息 零件类型 零件名 材料 图号 ……. 实心轴 轴 45 JA401
所属 特征 标识
几何 要素 局部 标识
左端面
外圆柱 面 右端面 中心线
热处理 热处理方式 热处理工艺名 硬度单位 Min Max
3 3
3 3
1 2
3 4
表面粗糙度 材料获取方式 评点参数名 评定参数值 被测几何要素 切除 Ra 1.6μm 外圆柱面
2
六、特征造型的特点和作用
特征造型方法与前一代的几何造型方法相比 较, 有以下特点和作用： (1) 过去的CAD技术从二维绘图起步, 经历了三维 线框、曲面和实体造型发展阶段, 都是着眼于完善 产品的几何描述能力; 而特征造型则是着眼于更好 表达产品的完整的技术和生产管理信息, 为建立产 品的集成信息模型服务。它的目的是用计算机可以 理解和处理的统一产品模型, 替代传统的产品设计 和施工成套图纸以及技术文档, 使得一个工程项目 或机电产品的设计和生产准备各环节可以并行展开, 信息流畅通。
S
I
*Pt R *Pt *Pt *Pt *Pt *Pt *Pt E 几 何 要 素
几何要素类型 几何要素标识 所属形状特征标识
E
I
I
6.4精度特征模型的数据结构
定形 尺寸 尺寸类型 E 尺寸类型 E 尺寸值 R 尺寸值 R 公差等级 I 公差等级 I 基本偏差代号 E 上偏差 下偏差 R 上偏差 R 下偏差 R 被测几何要素 *Pt 终止几何要素 *Pt 定位 尺寸 起始几何要素 *Pt
三、特征的表达方法
1. 基于B-Rep的方法: 2.基于CSG 的方法: 3.基于混合CSG/B-Rep的方法 表达方式有： 集成表达和分离表达 隐式表达和显式表达
5.1 隐式与显式表达示意图
底面 长度 中心线
圆柱面
边界
直径
（a）显式
（b）隐式
图 四
集成表达的优点
1.可以避免数据结构不一，数据冗余 2.可以同时对几何模型和非几何模型进行 操作 3.可以方便地对多种抽象层次的数据进行 存取通讯
定形尺寸与公差 尺寸类型 尺寸值 公差等级 代号 上偏差 下偏差 被测几何 要素 直径 55mm 6 M 0.030 0.011 外圆 柱面
位置公差 公差名 公差值 公差等级 被测几何 要素 基准 圆跳 0.025 7 外圆 柱面 A－B
形状公差 公差名 公差值 公差等级 被测几何 要素
几何要 数名
1、特征的定义
特征是产品信息的集合, 它不仅具有按一 定拓扑关系组成的特定形状, 且反映特定 的工程语义, 适宜在设计、分析和制造中 使用。
2
零件特征的分类
管理特征 技术特征 材料热处理特征 精度特征 形状特征 方位特征 装配特征 尺寸链特征
3 形状特征的分类
圆柱体 简单 主特征 圆锥体 轮毂 长方体 轮辐 宏特征 孔 盘 锥孔 圆孔
形状 公差
特征标识
I 特征标识
形状公差名
E 形状公差名
公差值
R 公差值
公差等级
I 公差等级
实体状态
E
被测几何要素
*Pt
位置 公差
第一基准
第二基准
被测几何要素
I
E
R
I
*Pt
*Pt
*Pt
表面 粗糙 度
材料获取方式 E
评定参数名 E
评定参数值 R
被测几何要素 *Pt
几何要素
6.5 材料热处理特征模型的数据结构
主特征
形状特征
简单 辅特征 螺纹 花键 槽
平键槽 弧形槽 T 型槽 挡圈槽 圆柱齿轮轮缘 V 带轮轮缘
辅特征
组合特征
中心孔 同轴孔 阵列孔
复制特征 轮缘 周向均布孔
二、特征联系
1.继承联系 如某一个具体的圆柱体是圆柱体的一个实例 2.邻接联系 例如一个阶梯轴，每一相邻两个轴段的关系 3.从属联系 例如倒角依附圆柱体 4.引用联系 形状特征对精度特征，材料特征的引用
形状特征模型
技术特征模型
特征层
精度特征模型 材料特征模型
几何/拓扑
几何层
注：
从属关系 引用关系
6.2 管理特征模型的数据结构
零件类型 零件名 E S 件 数 材料名 I S
注：E——枚举型 S——字符型
图号 S 设计者 S
I——整型
GT码 S 设计日期 S
6.3形状特征模型的数据结构
特 征 类 型 特 征 标 识 几何属性和精度属性 几 何 要 素 定 位 坐 标 定 形 尺 寸 定 位 尺 寸 形 状 公 差 位 置 公 差 表 面 粗 糙 度 材 料 热 处 理 属 性 关 系 属 性
(2) 它使产品设计工作在更高的层 次上进行, 设计人员的操作对象不再是 原始的线条和体素, 而是产品的功能要 素, 象螺纹孔、定位孔、键槽等。特征 的引用直接体现设计意图, 使得建立的 产品模型容易为别人理解和组织生产, 设计的图样更容易修改。 设计人员可以 将更多的精力用在创造性构思上。
(5) 它将推动各行业实践经验的归纳总 结, 从中提炼更多规律性知识, 以丰富 各领域专家的规则库和知识库, 促进智 能CAD系统和智能制造系统的逐步实现。
第五节
特 征 建 模
一、特征概念与分类
机械产品的每一个零部件，除了上面 提到的几何形状参数以外，在集成 CAD/CAM系统中，还必须包括定位基准、 公差、表面粗糙度、加工和装配精度及材 料信息等。因此几何造型系统不能满足机 械产品设计及加工要求。随着CAD/CAM 的发展，要求实体造型要面向设计和制造， 甚至管理的全部过程。