第二章-特征造型概要課件

特征造型特征造型基本概念；特征表達與特征關系；特征造型方法；舉例—應用Pro/E進行特征造型；思考題。特征造型特征造型基本概念；1一、特征造型基本概念

1特征造型的提出；

2特征定義；

3特征分類；

4參數(shù)化特征；

5特征造型的優(yōu)點。一、特征造型基本概念1特征造型的提出；2一、特征造型基本概念1、特征造型概念的提出●幾何造型法存在問題：★零件定義不完整；只能定義零件的公稱幾何形狀，而作為零件的其他信息如尺寸公差，表面粗糙度以及設計意圖等不能表達；★信息定義的層次低。零件以點、線、面等較低層次的幾何與拓撲信息描述，只有當這些信息作為圖形顯示出來時，人們才能理解其含義，另外實體模型一旦建立，修改不方便。●特征造型（FeatureModeling）：是以實體模型為基礎，用具有一定設計或加工功能的特征作為造型的基本單元建立零件的幾何模型。一、特征造型基本概念1、特征造型概念的提出3一、特征造型基本概念圖1一個零件的特征

一、特征造型基本概念圖1一個零件的特征4一、特征造型基本概念2.特征定義:目前對CAD/CAM中特征的定義尚沒有達到完全統(tǒng)一:產(chǎn)品特征=形狀特征+工程語義信息一、特征造型基本概念2.特征定義:5一、特征造型基本概念3.特征的分類:做通用的分類非常困難,一般都是從特定的角度分類，從零件的定義角度考慮：★形狀特征：與公稱幾何相關的概念（槽、凸臺、孔、殼、壁）；★精度特征：可接受的公稱形狀和大小的偏移量；★技術特征：性能參數(shù),描述零件的性能和技術要求的信息集合；★材料特征：材料、熱處理和條件等；★裝配特征：零件相關方向、相互作用面和配合關系。一、特征造型基本概念3.特征的分類:做通用的分類非常困難,6一、特征造型基本概念4.參數(shù)化特征采用參數(shù)化定義的特征、特征本身是參數(shù)化的，它們之間的組裝是變量化，即由尺寸驅動。圖2圖形的尺寸驅動(a)

參數(shù)化圖形；(b)修改參數(shù)后的圖形一、特征造型基本概念4.參數(shù)化特征圖2圖形的尺寸驅動7一、特征造型基本概念5、

特征造型的優(yōu)點：(1)幾何造型是為了完善產(chǎn)品的幾何描述能力，特征造型著眼于更好地表達產(chǎn)品的完整的技術和生產(chǎn)管理信息，為建立產(chǎn)品的集成信息服務。(2)它使產(chǎn)品設計工作在更高的層次上進行，設計人員的操作對象不再是原始的線條和體素，而是產(chǎn)品的功能要素，象螺紋孔、定位孔、鍵槽等。特征的引用直接體現(xiàn)了設計意圖，使得建立的產(chǎn)品模型容易被別人理解并組織生產(chǎn)，設計的圖樣更容易修改。一、特征造型基本概念5、特征造型的優(yōu)點：8一、特征造型基本概念5、

特征造型的優(yōu)點：(3)有助于加強產(chǎn)品的設計、分析、工藝準備、加工、檢驗各部門間的聯(lián)系，能及時得到后續(xù)環(huán)節(jié)的反饋意見，為開發(fā)新一代的基于同一產(chǎn)品信息模型的CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)創(chuàng)造前提。(4)有助于產(chǎn)品設計和工藝方法的規(guī)范化、標準化和系列化。

(5)將推動各行業(yè)實踐經(jīng)驗的歸納、總結，從中提煉出更多規(guī)律性知識，促進智能化CAD系統(tǒng)和智能制造系統(tǒng)的逐步實現(xiàn)。一、特征造型基本概念5、特征造型的優(yōu)點：9二、特征表達與特征關系●特征表達一般特征的表示包括特征體素層、面關系層及幾何元素定義層圖3

特征表達的三層次結構二、特征表達與特征關系●特征表達圖3特征表達的三層次結構10二、特征表達與特征關系●特征表達1.基于CSG（構造實體幾何模型）的特征表達：將特征定義為體積元素，體積元素通過布爾操作構造零件。圖4特征的布爾運算二、特征表達與特征關系●特征表達圖4特征的布爾運算11二、特征表達與特征關系2.基于B-Reps（邊界表示模型）的特征表達:將特征定義為相互聯(lián)系的面的集合，稱為“面特征”，B-Reps模型是基于圖的，所有的幾何（拓撲）信息顯式的表達在面、邊、頂點表中，可以與屬性值（如表面粗糙度、材料、尺寸和公差等）聯(lián)系在一起。3.基于混合CSG/B-Reps的特征表達:二、特征表達與特征關系2.基于B-Reps（邊界表示模型）的12二、特征表達與特征關系●特征關系表達特征關系現(xiàn)在還無統(tǒng)一的表達方法,一般分為兩類:一為特征定位關系表達,二為特征連接關系表達圖5

零件的定位關系圖圖6特征的連接關系二、特征表達與特征關系●特征關系表達圖5零件的定位關系圖13三、特征造型方法以特征作為造型基本元素描述產(chǎn)品的方法叫做基于特征的造型技術。（1）交互特征標定(InteractiveFeatureDefinition)通過交互方式人工輔助識別特征，輸入工藝信息，建立起零件描述的數(shù)據(jù)結構，這種方法效率低，易出錯。已經(jīng)很少使用。圖8

交互特征標定三、特征造型方法以特征作為造型基本元素描述產(chǎn)品的方法叫做基于14三、特征造型方法（2）自動特征識別(AutomaticFeatureRecognition)

利用實體建模信息，自動標識特征，交互輸入工藝信息，這種方式應用面廣，但由于識別能力有限，所以使用的零件范圍狹小，有一定的局限性。圖9

自動特征識別三、特征造型方法（2）自動特征識別(AutomaticFe15三、特征造型方法（3）基于特征設計(DesignbyFeature)。利用特征進行零件設計，即在設計階段就調入形狀特征造型，逐步把幾何信息和特征信息存入數(shù)據(jù)庫中，建立零件的特征數(shù)據(jù)模型。圖10

基于特征設計三、特征造型方法（3）基于特征設計(DesignbyFe16四、舉例:應用Pro/E進行特征造型●基于特征的零件造型過程：零件的造型過程就是不斷生成特征的過程1、分析零件模型；2、生成基本特征；3、附加子特征；四、舉例:應用Pro/E進行特征造型●基于特征的零件造型過程17四、舉例:應用Pro/E進行特征造型特征創(chuàng)建基本方法1拉伸掃描特征圖11

拉伸掃描特征四、舉例:應用Pro/E進行特征造型特征創(chuàng)建基本方法圖1118四、舉例:應用Pro/E進行特征造型2、輔特征；a.切削特征b.軸肩、退刀槽、凸緣特征c.孔d.倒圓角e.殼體四、舉例:應用Pro/E進行特征造型2、輔特征；19四、舉例:應用Pro/E進行特征造型圖12

切削特征圖13

軸肩、退刀槽、凸緣特征四、舉例:應用Pro/E進行特征造型圖12切削特征圖1320四、舉例:應用Pro/E進行特征造型圖15圓角特征圖16殼特征圖14孔特征四、舉例:應用Pro/E進行特征造型圖15圓角特征圖1621四、舉例:應用Pro/E進行特征造型圖17Pro/E系統(tǒng)基于特征的實體造型界面四、舉例:應用Pro/E進行特征造型圖17Pro/E系統(tǒng)22四、舉例:應用Pro/E進行特征造型圖18

造型實例的步驟四、舉例:應用Pro/E進行特征造型圖18造型實例的步驟23五、思考題●

特征造型和幾何造型有什么區(qū)別？為什么要采用特征造型？●

特征造型通常有哪幾種方法？

五、思考題●特征造型和幾何造型有什么區(qū)別？為什么要采用特征24謝謝！請?zhí)岢鰧氋F意見！謝謝！請?zhí)岢鰧氋F意見！25特征造型特征造型基本概念；特征表達與特征關系；特征造型方法；舉例—應用Pro/E進行特征造型；思考題。特征造型特征造型基本概念；26一、特征造型基本概念

1特征造型的提出；

2特征定義；

3特征分類；

4參數(shù)化特征；

5特征造型的優(yōu)點。一、特征造型基本概念1特征造型的提出；27一、特征造型基本概念1、特征造型概念的提出●幾何造型法存在問題：★零件定義不完整；只能定義零件的公稱幾何形狀，而作為零件的其他信息如尺寸公差，表面粗糙度以及設計意圖等不能表達；★信息定義的層次低。零件以點、線、面等較低層次的幾何與拓撲信息描述，只有當這些信息作為圖形顯示出來時，人們才能理解其含義，另外實體模型一旦建立，修改不方便?！裉卣髟煨停‵eatureModeling）：是以實體模型為基礎，用具有一定設計或加工功能的特征作為造型的基本單元建立零件的幾何模型。一、特征造型基本概念1、特征造型概念的提出28一、特征造型基本概念圖1一個零件的特征

一、特征造型基本概念圖1一個零件的特征29一、特征造型基本概念2.特征定義:目前對CAD/CAM中特征的定義尚沒有達到完全統(tǒng)一:產(chǎn)品特征=形狀特征+工程語義信息一、特征造型基本概念2.特征定義:30一、特征造型基本概念3.特征的分類:做通用的分類非常困難,一般都是從特定的角度分類，從零件的定義角度考慮：★形狀特征：與公稱幾何相關的概念（槽、凸臺、孔、殼、壁）；★精度特征：可接受的公稱形狀和大小的偏移量；★技術特征：性能參數(shù),描述零件的性能和技術要求的信息集合；★材料特征：材料、熱處理和條件等；★裝配特征：零件相關方向、相互作用面和配合關系。一、特征造型基本概念3.特征的分類:做通用的分類非常困難,31一、特征造型基本概念4.參數(shù)化特征采用參數(shù)化定義的特征、特征本身是參數(shù)化的，它們之間的組裝是變量化，即由尺寸驅動。圖2圖形的尺寸驅動(a)

參數(shù)化圖形；(b)修改參數(shù)后的圖形一、特征造型基本概念4.參數(shù)化特征圖2圖形的尺寸驅動32一、特征造型基本概念5、

特征造型的優(yōu)點：(1)幾何造型是為了完善產(chǎn)品的幾何描述能力，特征造型著眼于更好地表達產(chǎn)品的完整的技術和生產(chǎn)管理信息，為建立產(chǎn)品的集成信息服務。(2)它使產(chǎn)品設計工作在更高的層次上進行，設計人員的操作對象不再是原始的線條和體素，而是產(chǎn)品的功能要素，象螺紋孔、定位孔、鍵槽等。特征的引用直接體現(xiàn)了設計意圖，使得建立的產(chǎn)品模型容易被別人理解并組織生產(chǎn)，設計的圖樣更容易修改。一、特征造型基本概念5、特征造型的優(yōu)點：33一、特征造型基本概念5、

特征造型的優(yōu)點：(3)有助于加強產(chǎn)品的設計、分析、工藝準備、加工、檢驗各部門間的聯(lián)系，能及時得到后續(xù)環(huán)節(jié)的反饋意見，為開發(fā)新一代的基于同一產(chǎn)品信息模型的CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)創(chuàng)造前提。(4)有助于產(chǎn)品設計和工藝方法的規(guī)范化、標準化和系列化。

(5)將推動各行業(yè)實踐經(jīng)驗的歸納、總結，從中提煉出更多規(guī)律性知識，促進智能化CAD系統(tǒng)和智能制造系統(tǒng)的逐步實現(xiàn)。一、特征造型基本概念5、特征造型的優(yōu)點：34二、特征表達與特征關系●特征表達一般特征的表示包括特征體素層、面關系層及幾何元素定義層圖3

特征表達的三層次結構二、特征表達與特征關系●特征表達圖3特征表達的三層次結構35二、特征表達與特征關系●特征表達1.基于CSG（構造實體幾何模型）的特征表達：將特征定義為體積元素，體積元素通過布爾操作構造零件。圖4特征的布爾運算二、特征表達與特征關系●特征表達圖4特征的布爾運算36二、特征表達與特征關系2.基于B-Reps（邊界表示模型）的特征表達:將特征定義為相互聯(lián)系的面的集合，稱為“面特征”，B-Reps模型是基于圖的，所有的幾何（拓撲）信息顯式的表達在面、邊、頂點表中，可以與屬性值（如表面粗糙度、材料、尺寸和公差等）聯(lián)系在一起。3.基于混合CSG/B-Reps的特征表達:二、特征表達與特征關系2.基于B-Reps（邊界表示模型）的37二、特征表達與特征關系●特征關系表達特征關系現(xiàn)在還無統(tǒng)一的表達方法,一般分為兩類:一為特征定位關系表達,二為特征連接關系表達圖5

零件的定位關系圖圖6特征的連接關系二、特征表達與特征關系●特征關系表達圖5零件的定位關系圖38三、特征造型方法以特征作為造型基本元素描述產(chǎn)品的方法叫做基于特征的造型技術。（1）交互特征標定(InteractiveFeatureDefinition)通過交互方式人工輔助識別特征，輸入工藝信息，建立起零件描述的數(shù)據(jù)結構，這種方法效率低，易出錯。已經(jīng)很少使用。圖8

交互特征標定三、特征造型方法以特征作為造型基本元素描述產(chǎn)品的方法叫做基于39三、特征造型方法（2）自動特征識別(AutomaticFeatureRecognition)

利用實體建模信息，自動標識特征，交互輸入工藝信息，這種方式應用面廣，但由于識別能力有限，所以使用的零件范圍狹小，有一定的局限性。圖9

自動特征識別三、特征造型方法（2）自動特征識別(AutomaticFe40三、特征造型方法（3）基于特征設計(DesignbyFeature)。利用特征進行零件設計，即在設計階段就調入形狀特征造型，逐步把幾何信息和特征信息存入數(shù)據(jù)庫中，建立零件的特征數(shù)據(jù)模型。圖10

基于特征設計三、特征造型方法（3）基于特征設計(DesignbyFe41四、舉例:應用Pro/E進行特征造型●基于特征的零件造型過程：零件的造型過程就是不斷生成特征的過程1、分析零件模型；2、生成基本特征；3、附加子特征；四、舉例:應用Pro/E進行特征造型