实体建模与特征建模技术讲解

实体建模技术提示：1．实体零件的后缀名为.prt 。

2．零件名称只能输入英文字母、汉语拼音、阿拉伯数字和一些带下划线的名称等，不能输入汉字和一些特殊字符，如“/、，、。

、？、< >”等。

3．模型模板有英制和公制，英制inlbs_part_solid（默认英制模板，ecad为英制的 ecad模板），表示其长度为英寸（in），质量为磅（ibm），时间为秒（s）；公制 mmns_part_solid，表示其长度为毫米（mm），质量为牛顿（N），时间为秒（s）；一般选择公制单位。

三维产品建模中常用的创建特征方法有基础特征、基准特征、工程特征等。

一、基础特征是最常用的创建特征的方法，包括拉伸、旋转、扫描、混合，是零件建模的根本，也是进一步学习高级特征的基础。

其中，拉伸完成零件的80% 建模工作，15%使用旋转功能，扫描和混合约占5%左右。

1．1零件造型菜单介绍一）零件环境模式进入主菜单文件（File）下拉菜单新建（New）→零件（Part）→Solid 注意：将“缺省”复选框前的“√”去掉，在模板对话框中选择“mmns_part_solid”选项，即选择公制单位。

二）文件格式及文件名要求文件保存成.Prt格式，并且文件名只能是英文字符、数字等组成，不能含汉字，最好以能说明零件用途的字符来命名。

三）零件造型菜单实体建模命令中基础特征主要包括拉伸、旋转、扫描、混合等。

1．2基础特征常用的造型方法介绍三维实体建模的一般流程：进入实体建模环境创建实体特征并进行编辑（一般先绘2D图形、再通过相关命令创建三维实体图形、最后对特征进行编辑，如抽壳/镜像/倒圆角等）。

一）拉伸（Extrude）1．拉伸的特点将封闭的二维截面或剖面图形沿垂直草绘平面方向延伸至指定距离来拉伸成柱体，当截面有内环时，特征将拉伸成孔。

可创建实体、曲面，可填加或移除材料。

2．拉伸特征的创建步骤单击命令→单击“放置”选项→“定义“内部草绘（或在绘图区按右键，选”定义内部草绘“）→草绘对话框中确定“草绘平面”和“参照平面（包括绘图方向和参照方向）。

第四章几何建模与特征建模几何建模和特征建模是计算机辅助设计（CAD）中的两个重要概念。

几何建模是指使用几何图形来描述和构建物体的过程，而特征建模则是从物体的形式特征出发，对其进行建模和分析。

1.几何建模几何建模是指使用几何图形来表示物体的形状和结构。

在计算机辅助设计中，几何建模技术被广泛应用于三维物体的建模过程中。

几何建模可以通过两种方式进行，即实体建模和表面建模。

实体建模是指通过定义物体的内外部边界，来表示物体的形状和结构。

常用的实体建模方法包括边界表示法、体素表示法和CSG表示法等。

边界表示法通过定义物体的边界曲面来描述物体的形状。

体素表示法将物体划分为一系列小立方体单元，通过定义每个单元的属性来表示物体的形状和结构。

CSG表示法使用一系列基本几何体的组合和运算来表示复杂物体的形状。

表面建模是指通过定义物体的外表面来描述物体的形状和结构。

常用的表面建模方法包括多边形网格表示法、B样条曲面表示法和NURBS表示法等。

多边形网格表示法通过将物体表面划分为小的多边形面片来表示物体的形状。

B样条曲面表示法和NURBS表示法通过定义一系列曲线或曲面的控制点和权重来表示物体的形状和结构。

几何建模的目标是通过使用几何图形来精确地表示物体的形状和结构，以便进行设计和分析。

几何建模技术广泛应用于工程设计、产品设计、电子游戏开发等领域。

2.特征建模特征建模是指通过对物体的形式特征进行建模和分析，来表示物体的形状和结构。

在计算机辅助设计中，特征建模技术被广泛应用于产品设计和加工过程中。

特征是指物体的形式特征，如孔、凸台、凹槽等。

特征建模通过对物体的形式特征进行建模和分析，来描述物体的形状和结构。

特征建模可以分为两个阶段，即特征提取和特征建模。

特征提取是指通过对物体的形状和结构进行分析，提取物体的形式特征。

特征提取方法包括形状识别、特征匹配和几何拓扑等。

形状识别是指通过对物体的形状进行分析，识别物体的形式特征。

特征匹配是指将提取的形式特征与已知特征进行匹配，以确定物体的形状和结构。

4CADCAM建模技术CADCAM建模技术4 CAD/CAM建模技术建模技术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。

CAD/CAM中部数字化表达的原理和方法。

在CAD/CAM中，建模技术是定义产品在计算机内部表示的数字模型、数字信息以及图定义产品在计算机内部表示的数字模型、形信息的工具，是产品信息化的源头，它为产品设计分析、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、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、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，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。

条件，也是实现CAD/CAM 一体化的核心内容。

CAD/CAM一体化的核心内容CADCAM建模技术4 CAD/CAM建模技术建模技术概述线框建模表面建模实体建模特征建模CADCAM建模技术4.1 概述建模的基本概念几何建模与特征建模CAD/CAM建模的基本要求建模的基本要求CADCAM建模技术4.1.1 建模的基本概念计算机内部表示就是决定在计算机内部采用什么样的数字化模型来描述、存储和表达现实世界中的物体及其相就是决定在计算机内部采用什么样的数字化模型来描述、存储和表达现实世界中的物体及其相关的属性。

关的属性。

产品数据模型将设计人员对产品或零部件的设计思想和工程信息以具有一定结构的数字化模型方式存储在计将设计人员对产品或零部件的设计思想和工程信息以具有一定结构的数字化模型方式存储在计算机内部，经过适当转换提供给生产过程各个环节使用的产品模型，称为产品数据模型。

算机内部，并经过适当转换提供给生产过程各个环节使用的产品模型，称为产品数据模型。

模使用的产品模型产品数据模型型一般由数据、数据结构、算法三部分组成。

型一般由数据、数据结构、算法三部分组成。

实体建模是指从绘制二维草图，创建成三维实体并应用其他特征最后生成所要的零件的过程。

通过基础训练指南，熟悉thinkdesign中的大部分实体建模命令。

需要注意的是，建模不仅仅是对创建零件形状和标注尺寸，更重要的是要表达设计意图。

在本课程中，以三孔摆臂为例介绍建模命令。

我们先绘制草图，然后在此基础特征上应用其它特征来生成零件。

建议在开始本课程前仔细阅读《实体建模的15个规则》这篇文章。

1：绘制草图在零件创建之前对零件进行设计意图分析非常重要。

设计意图的好坏直接影响到在生成零件时所需添加和修改的特征。

因此设计者在此应明确设计意图。

对于如图所示的零件，我们可以利用该零件的对称性仅生成一半零件，然后进行镜像生成另一半以减少工作量，这种设计方法的缺点是需要设计者明确该零件的对称平面。

第二种办法是直接创建该零件的U形实体。

我们先从创建第一个轮廓开始。

首先从原点绘制一条竖直线作为中心线，它将用作轮廓的约束参考。

先不必关心其位置和准确数值，稍后可以通过约束轮廓来确定其尺寸和位置。

•点击新建模型打开新文件，将单位设置为英寸；•点击轮廓标签；•绘制一条垂直的2点线，起始点为工作面原点直线的尺寸可以为任意值，因为它在此只是一条参考线。

当然你也可以将其设置为5 in。

使用作为/取消作为参考命令将该直线转换成参考线。

我们创建开口在下方的U形轮廓。

•S绘制宽1.5in和长7in的轮廓，如下图。

在参考线的另一侧创建一个相似轮廓，长宽任意。

我们使用对称约束使两侧轮廓完全相同。

对参考线两侧的直线使用对称约束，选择参考线左侧直线为第一组，右侧直线为第二组，参考线为中心轴。

使用创建参考命令将下端水平线转换成参考线。

使用固定约束命令为轮廓添加几何约束。

•单击固定约束并选择竖直中线末端添加固定约束；•点击重合约束命令，选择参考线下端端点和水平参考线下端的任一端点添加约束。

接着添加尺寸完成草图约束。

•点击智能尺寸命令；•标注高度为7 in；•标注宽度为3 in ；•最后标注参考线高度；此时轮廓未被完全约束因为中心线的另一个端点未被约束。

第三章产品的数字化设计与仿真第一节产品的数字化建模一、基本概念1．建模技术建模技术是CAD／CAM系统的核心技术，也是计算机能够辅助人类从事设计、制造活动的根本原因。

在传统的机械设计与制造中，技术人员是通过工程图样来表达和传递设计思想及工程信息的。

在使用计算机后，这些设计思想和工程信息是以具有一定结构的数字化模型方式存储在计算机内，并经过适当转换可提供给生产过程各个环节，从而构成统一的产品数据模型。

模型一般有数据、结构、算法三部分组成。

所以CAD／CAM建模技术就是研究产品数据模型在计算机内部的建模方法、过程及采用的数据结构和算法。

对于现实世界中的物体，从人们的想象出发，到完成它的计算机内部表示的这一过程称之为建模。

建模的步骤如图3-1所示：图3-1建模过程即首先研究物体的抽象描述方法，得到一种想象模型 (亦称外部模型)，如图3-1a中的零件，它可以想象成以二维的方式或以三维的方式描述的。

它表示了用户所理解的客观事物及事物之间的关系。

然后将这种想象模型以一定格式转换成符号或算法表示的形式，形成信息模型，它表示了信息类型和逻辑关系，最后形成计算机内部存储模型，这是一种数字模型。

因此，建模过程实质就是一个描述、处理、存储、表达现实世界的过程。

这一过程可抽象为图3—1b所示的框图。

2.建模的方法及其发展由于对客观事物的描述方法、存储内容、存储结构的不同而有不同的建模和不同的产品数据模型。

目前主要的建模方法有几何建模和特征建模两种；主要的产品数据模型有二维模型、三维线框模型、曲面模型、实体模型、特征模型、集成产品模型以及最新的生物模型等。

二、几何建模（一）几何建模的定义就机械产品的CAD／CAM系统而言，最终产品的描述信息包括形状信息、物理信息、功能信息及工艺信息等，其中形状信息是最基本的。

因此自70年代以来，首先对产品形状信息的处理进行了大量的研究工作，这一工作就是现在所称的几何建模(Geometric Modeling)。