第四章建模技术及产品数据模型2.pptx

第四章 CAD/CAM建模技术及产品数据模型 4.1 几何建模的基本概念 4.2 几何建模技术 4.3 特征建模技术 4.4 集成产品数据模型及数据交换接口 4-3 特征建模技术特征建模的概念特征的定义形状特征的分类特征的表示及数据结构特征建模技术的实现和发展4-3 特征建模 特征建模的概念由于几何建模无明显的功能、工艺、工程信息含义，使得后续计算机应用系统（CAPP、CAM、CAE等）难以从中提取、识别所需工艺、工程等信息。为此，80年代后期出现了特征建模技术。1.特征的定义 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、制造等过程所需的一些非几何信息（材料、尺寸、形状公差、热处理、表面粗糙度、刀具信息等）。 特征是在更高层次上对几何形体上的凹腔、孔、槽等的集成描述。 特征指的是反映产品零件特点的、可按一定原则加以分类的产品描述信息。 特征是从工程对象中高度概括和抽象后得到的具有丰富工程语义的功能要素。4-3 特征建模4-3 特征建模1.特征的定义因应用的环境不同和支持特征模型的几何与拓扑信息表达的差异，对于特征的理解也不尽一致。从设计自动化入手，将特征与产品设计知识表示和功能要求相联，特征定义为:“具有一定几何形状的实体，与CIMS一个或多个功能相关,可以作为基本单元进行设计和处理”。从制造领域入手，将特征与工艺过程设计、NC自动编程、自动检测相连，特征定义为:“对应一定基本加工操作的几何形状”。4-3 特征建模1.特征的定义根据产品生产过程阶段的不同，而将特征区分为设计特征、制造特征、检验特征、装配特征等；根据描述信息内容的不同，而将特征区分为形状特征、精度特征、材料特征、技术特征等。4-3 特征建模1.特征的定义4-3 特征建模1.特征的定义国内有些院所从20世纪80年代末也开始了特征建模技术的研究。有些单位从设计、制造一体化观点研究,将形状特征定义为:“具有一定拓扑关系的一组几何元素构成的形状实体,它对应零件的一个或多个功能,并能被一定的加工方式所形成”。4-3 特征建模1.特征的定义在形状特征研究的基础上,为进一步拓宽特征的含义,又将特征定义为:“ 一组具有确定约束关系的几何实体,它同时包含某种特定的语义信息”。将特征表达为如下形式:产品特征=形状特征+工程语义信息4-3 特征建模1.特征的定义对特征共同点：① 特征与零件的几何描述相关；② 特征具有一定的工程意义；③ 在不同的工程活动中，特征的形式和内涵不同；④ 特征可以识别和转换；⑤ 在各种工程应用中，各自的特征应满足本项应用的全部要求。4-3 特征建模1.特征的定义4-3 特征建模1.特征的定义4-3 特征建模功能特征形状特征加工特征特征精度特征装配特征4-3 特征建模 特征建模 通过特征及其组合来定义、描述零件模型的过程。特征建模附加了工程信息的实体模型，基于特征的造型把特征作为零件定义的基本单元, 将零件描述为特征的集合。4-3 特征建模 特征建模4-3 特征建模 特征的定义与分类 目前特征定义的基本方法有三种： ⑴ 交互式特征定义（人工） ⑵ 特征识别（自动） ⑶ 基于特征的设计方法（特征建模）4-3 特征建模 交互式特征定义( Interactive Feature Definition) 首先建立产品的几何模型，然后由设计者通过交互方式，以拾取、定义、添加的方法，将各类特征作为属性“写进”特征模型中。 这种方法比较简单，不需要复杂的算法，但自动化程度低，人为错误率高，且几何信息与非几何信息是分离的，产品数据不能共享。4-3 特征建模 特征识别 (Feature Recognition) 又称比较法定义特征，在系统中，建立特征数据库，通过启动专用程序自动地将模型中的几何特征与特征库中的“样品”逐一进行比较，直到找出相同者，然后提取特征数据，产生特征模型。 以上两种方法，都是基于原有的模型，用添加或比较的方法，实现特征的定义和建模。4-3 特征建模 基于特征的设计方法(Design by Features) 基于特征的设计方法：是直接将特征融于设计之中，在设计阶段调入特征库中的特征,将之作为基本建模单位进行建模。比如，将加工信息附加在尺寸参数中等。　这种方法适用范围广,易于实现数据共享,因此得到广泛应用。4-3 特征建模 特征的分类:特征的抽象分类 ⑴ 管理特征 ⑵ 技术特征 ⑶ 材料热处理特征 ⑷ 精度特征 ⑸ 形状特征 （6）装配特征 形状特征分类 ⑴ 主特征（简单主特征、宏特征） ⑵ 辅特征 ⑶ 组合特征 ⑷ 复制特征 形状特征的类型形状特征是描述产品或零件的最基本特征。根据制造方法不同，可以分为铸、锻、焊、机加工、注塑成型等；按零件类型不同，可以分