CADCAM第四章教程.ppt

4.1 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;学习目标：掌握几何建模的基本概念和几种建模方法的原理、特点及其在计算机内的表示；学会根据物体的结构形状，分析建模过程；了解特征建模的基本概念。会使用商品化CAD/CAM软件中的几何建模功能。 学习重点：各种建模方式（线框、表面、实体）的基本原理和特点。 学习难点：特征建模。;4.1 基本概念;现实物体;产品建模技术的发展;产品建模方法;几何建模的定义;几何信息包括有点、线、面、体的信息，但只用几何信息表示物体并不充分，常会出现物体表示的二义性。因此，几何信息必须与拓扑信息同时给出。;九种拓扑关系;F1;4.2 几何建模技术;三种几何建模方法 a）线框建模 b)表面建模 c)实体建模;三维几何建模技术;立方体的线框模型;线框建模的优点： ??? 所需信息最少，数据运算简单，所占存贮空间较小，硬件的要求不高，容易掌握，处理时间短。 ;（2）曲面建模 ;表面描述方法;旋转面;B样条曲面; 这种建模方法的重点是给出的离散点数据构成光滑过渡的曲面，使这些曲面通过或逼近这些离散点。; 实体建模的优点 ??? 1. 可以提供实体完整的信息； ??? 2. 可以实现对可见边的判断，具有消隐的功能； ??? 3. 能顺利实现剖切、有限元网格划分、直到NC刀具轨迹的生成。; 实体建模（Solid Modelling）技术是20世纪70年代后期、80年代初期逐渐完善并推向市场的CAD建模系统。已成为CAD/CAM技术发展的主流。;体素的定义及描述; 另一种体素为扫描法生成的体素，利用基体的变形操作实现表面形状较为复杂的物体的建模方法称为扫描法，又分为平面轮廓扫描和整体扫描两种方法。;（2）整体扫描法 　就是使一个刚体在空间运动以产生新的物体形状。 ;布尔运算;实体模型的表示方法;边界表示法;边界表示法数据结构;边界表示法;构造立体几何法(Constructive Solid Geometry);物体的一种CSG结构;CSG法的优点 　　方法简洁，生成速度快，处理方便，无冗余信息，而且能够详细地记录构成实体的原始特征参数，甚至在必要时可修改体素参数或附加体素进行重新拼合。 CSG法的缺点 　　由于信息简单，这种数据结构无法存贮物体最终的详细信息，例如边界、顶点的信息等。;混合模式（Hybrid Model）;空间单元表示法;利用空间单元表示圆环;特点;? 几何建模技术，是建立在几何数据及拓扑关系的描述上，没有明显的功能、结构和工程含义。 ; 特征是一种集成对象，包含丰富的语义。因此它是在更高层次上表达产品的功能和形状信息。 ; 特征：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。;特征的分类; 材料特征：用于描述和零件材料及热处理要求相关的信息，如材料的种类、性能、热处理要求等。 技术特征: 描述零件的性能和技术要求的信息。 管理特征：描述零件的管理信息，如标题栏信息（如零件名、图号、设计者、设计日期等）、未注粗糙度等信息。 ;形状特征的分类;形状特征的分类;轴类零件又称回转体零件，由车削中心加工而成。;典型轴类零件举例: ;箱体类零件举例: ;特征的表示;特征的联系; （2）邻接关系 反映特征之间的相互位置关系。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。;特征建模的方法; 交互特征识别; 特征的自动识别 ; 2 基于特征的设计; 特征本身是参数化的，在特征建模时各个形状特征的位置和储存可以通过尺寸驱动能够方便地进行修改，其附属的属性也跟随进行修改。;特征建模的特点;4.4集成产品数据模型及数据交换接口;集成产品数据模型; 随着特征建模技术的发展，基于特征的集成产品数据模型结构引起广泛重视。;产品数据交换标准; 通过专用数据接口实现集成;利用标准格式接口文件实现集成;初始图形交换规范IGES; 最初开发IGES是为了能在计算机绘图系统的数据库上进行数据交换； 从1981年的IGES 1.0版本到1991年的IGES 5.1版本，到后来的5.3版本等又推出新的版本，IGES逐渐成熟，覆盖了CAD/CAM数据交换的越来越多的应用领域。 几乎所有商品化CAD/CAM系统都有IGES接口，成为应用最广泛的数据交换标准。; IGES通过元素（Entity）对产品的形状、尺寸以及相关几何信息进行描述。 元素是IGES基本的信息单位。可分为四类： （1）几何元素 描