第五章參數(shù)化實(shí)體特點(diǎn)造型技術(shù)

第五章實(shí)體和參數(shù)化特點(diǎn)造型技術(shù)幾何造型技術(shù)是一種研究在運(yùn)算機(jī)中，如何表達(dá)物體模型形狀的技術(shù)。它從誕生到此刻，僅僅經(jīng)歷了三十連年的進(jìn)展歷史，由于幾何造型技術(shù)研究的迅速進(jìn)展和運(yùn)算機(jī)硬件性能的大幅度提高，已經(jīng)顯現(xiàn)了許多以幾何造型作為核心的有效化系統(tǒng)，在航空航天、汽車、造船、機(jī)械、建筑和電子等行業(yè)取得了普遍的應(yīng)用。在幾何造型系統(tǒng)中，描述物體的三維模型有三種，即線框模型、表面模型和實(shí)體模型。幾何造型的任務(wù)是將現(xiàn)實(shí)世界中真實(shí)存在的物體及其屬性轉(zhuǎn)化為運(yùn)算機(jī)所能同意和表達(dá)的信息，存儲在運(yùn)算機(jī)內(nèi)，成立起物體的數(shù)字模型，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析、制造、仿真、裝配、治理等生產(chǎn)進(jìn)程提供有關(guān)產(chǎn)品的幾何信息和特點(diǎn)信息。幾何造型的大體進(jìn)程如圖5-1所示：現(xiàn)實(shí)物體象攸抽象(格式仏一現(xiàn)實(shí)物體象攸抽象(格式仏一模型ni信息模型內(nèi)

計(jì)部圖5-1幾何造型進(jìn)程本章將要緊介紹有關(guān)實(shí)體和參數(shù)化特點(diǎn)造型技術(shù)。三維幾何造型線框造型線框造型是利用形體的棱邊和極點(diǎn)表示物體幾何形狀的一種造型方式，由此方式所產(chǎn)生的數(shù)字模型稱為線框模型。1．線框模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)線框造型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為兩張表結(jié)構(gòu)。一張為極點(diǎn)表，另一張為棱線表。

表5-1線框模型的極點(diǎn)表頂點(diǎn)坐標(biāo)值XyzVI110V2010????????????????????????V7001V8101表5-2線框模型的棱線表棱線頂點(diǎn)號e112e223e334??????????????????e1037e1148e12151125V7e7V8圖5-2立方體的線框模型圖立方體e圖1125V7e7V8圖5-2立方體的線框模型圖立方體e圖5-3立方體棱邊和極點(diǎn)的關(guān)系VV2V3V4V5V6V7V82．線框模型的特點(diǎn)線框模型的優(yōu)勢：（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、模型所需數(shù)據(jù)量小、處置時刻短、建模方便、操作容易（2）線框模型包括了形體的三維數(shù)據(jù)，能夠產(chǎn)生任意視圖。線框模型的缺點(diǎn)：1）線框模型易產(chǎn)生多義性a）b）c）1）線框模型易產(chǎn)生多義性a）b）c）圖5-4線框模型的多義性（a）線框模型（b）前后通孔（c）左右通孔3）線框模型的信息不完整圖5-6缺少輪廓信息的線框模型曲面造型曲面造型是在線框造型的基礎(chǔ)上增加面的信息，利用平面和曲面來表示形體的一種造型方式，由曲面造型所構(gòu)造的模型稱為曲面模型。1．曲面模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)曲面模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)仍為表結(jié)構(gòu)，除極點(diǎn)表和棱線表外，還概念了組成三維實(shí)體的各個組成面的信息，即面表。面棱線11，2，3，425，6，7，832，10，6，943，10，7，1154，11，8，1261，9，5，12

5F25F2圖5-7立方體的曲面模型曲面造型方式：（1）由曲線構(gòu)造曲面。例如，由曲線通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描取得曲面。（2）由曲面派生曲面。例如，倒圓角曲面、偏移曲面、混合曲面、延伸曲面、修剪曲面和拓?fù)溥B接曲面等。2．曲面造型的特點(diǎn)曲面造型的特點(diǎn)：（1）增加了有關(guān)面的信息；（2）曲面造型方式豐碩。但曲面模型仍然存在“多義性”問題，無法計(jì)算和分析物體的物性，也不能將其作為個整體去考察與其他物體彼此關(guān)聯(lián)的性質(zhì)。實(shí)體造型實(shí)體造型在曲面造型的基礎(chǔ)上，增加了對實(shí)體存在側(cè)的概念，實(shí)體造型克服了線框造型和曲面造型的局限性。另一方面，相關(guān)于曲面模型而言，實(shí)體模型在運(yùn)算機(jī)內(nèi)部的表示不僅需要組成實(shí)體各個面的數(shù)學(xué)描述，還需要各幾何元素彼此之間的拓?fù)潢P(guān)系信息。如何簡化用戶的輸入，提供加倍方便、自然的造型方式來構(gòu)造實(shí)體模型，治理、更新完整的拓?fù)湫畔⑹菍?shí)體造型系統(tǒng)需要著重解決的問題。實(shí)體存在側(cè)概念方式：（1）概念表面的同時，給出實(shí)體存在側(cè)的一個點(diǎn)P;（2）用一外向法矢量指明實(shí)體存在側(cè)；（3）用有向棱線表示外向（一樣為右手法那么）法矢量的方向。圖5-8實(shí)體存在側(cè)的概念圖5-8實(shí)體存在側(cè)的概念實(shí)體模型的數(shù)據(jù)表示□■口■口口□■口■口口5.2.1單元分解表示典型的單元分解模型及其用于存儲實(shí)體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有三維象素表示法、八叉樹法和體素表示法等。OQ具有子孫的節(jié)點(diǎn)空節(jié)點(diǎn)實(shí)節(jié)點(diǎn)圖5-9八叉樹表示形體實(shí)例八叉樹法是一種典型的單元分解表示法，不僅數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，而且不受物體具體形狀的阻礙，對復(fù)雜形狀的實(shí)體表達(dá)很有效。但八叉樹的表示精度取決于空間分辨率，只能近似的表示空間物體，占用的存儲空間較大，不容易取得形體的邊界信息。5.2.2體素構(gòu)造表示(ConstructiveSolidGeometry,CSG)體素構(gòu)造表示通過對簡單實(shí)體概念運(yùn)算而取得新形體的一種表示方式，其運(yùn)算為變換和正那么集合運(yùn)算。+/、Null+/、Null+/NullJknllII體耒BI圖5-10體素構(gòu)造表示實(shí)體造型的進(jìn)程能夠利用一棵有序二叉樹—CSG樹來描述。CSG樹的葉節(jié)點(diǎn)為大體體素或形體變換參數(shù)，而非葉節(jié)點(diǎn)為正那么集合運(yùn)算或形體的幾何變換(平移、縮放或旋轉(zhuǎn))操作，這種運(yùn)算或變換只對其緊接著的子樹起作用。CSG樹的樹根表示當(dāng)前物體，每棵子樹表示其下兩個節(jié)點(diǎn)組合及變換的結(jié)果。CSG表示法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)記錄對幾何體進(jìn)行布爾操作的歷史記錄，具體采納的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式是樹狀結(jié)構(gòu)，稱為CSG(ConstructiveSolidGeometry)樹。圖5-11CSG樹CSG表示法的優(yōu)缺點(diǎn)CSG表示法的優(yōu)勢：結(jié)構(gòu)簡單緊湊，數(shù)據(jù)的治理比較簡單。比較容易通過改變體素的概念參數(shù)，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建模。.總能轉(zhuǎn)化為邊界表示。CSG表示法的缺點(diǎn)：不夠靈活。由于CSG樹存儲了布爾操作的歷史，因此，建模進(jìn)程中事實(shí)上只許諾進(jìn)行Boolean操作。由CSG結(jié)構(gòu)取得模型的邊界信息需要大量計(jì)算，而邊界信息常常是要用到的，例如模型顯示、NC編程等。5.2.3邊界表示B—Rep方式B-rep法是將一個物體表示為它有限數(shù)量的邊界表面的集合，每一個表面又可用棱邊及其極點(diǎn)加以表示。邊界是物體內(nèi)部點(diǎn)與外部點(diǎn)的分界。E17E15E13EeE17E15E13Ee43E5圖5-12形體的邊界表示1邊界表示的層次結(jié)構(gòu)體（Body）~殼（Shell）~面（Face）~環(huán)（Loop）~邊（Edge）~頂點(diǎn)（Vertex）曲面（Surface）曲線（Curve）點(diǎn)（Point）圖5-13邊界表示法的層次結(jié)構(gòu)圖5-13中各幾何元素的表示的信息如下：極點(diǎn)（Vertex）極點(diǎn)是邊的端點(diǎn)。邊（Edge）邊是兩個鄰面或多個鄰面的交集。環(huán)（Loop）環(huán)是有序、有向邊組成的封鎖邊界。面（Face）面由一個外環(huán)和假設(shè)干個內(nèi)環(huán)來表示。體（Body）體是面的并集，是由封鎖表面圍成的空間，也是歐式幾何空間R3中非空、有界的封鎖子集。2邊界表示的B-Rep方式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)邊界表示的B-Rep方式記錄實(shí)體的邊界信息，包括極點(diǎn)（Vertex）、邊（Edge）、面（Face）和它們之間的連接關(guān)系。相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為B-Rep數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)oB-Rep數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括極點(diǎn)表、邊表和面表。單純的極點(diǎn)表、邊表、面表結(jié)構(gòu)存在如下的局限性：（1）邊和曲面的信息沒有方法表達(dá)。（2）每一個面所含的邊數(shù)不統(tǒng)一，因此當(dāng)聲明一個面表的時候，表的列數(shù)是個變量，程序處置上很不便。（3）若是一個面除外邊界外，還有內(nèi)邊界，那么沒有方法表達(dá)。（4）要取得幾何元素間的連接信息是很不方便的。例如，求某條邊的兩個鄰面。解決這些問題的代表性的結(jié)構(gòu)是半邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和翼邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，圖所示為一個翼邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示用意。圖翼邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)邊界表示的B-Rep方式的優(yōu)缺點(diǎn)邊界表示的B-Rep方式的優(yōu)勢：表示形體的點(diǎn)、邊、面等幾何元素是顯式表示的，使得繪制B-Rep表示的形體的速度較快，而且比較容易確信幾何元素間的連接關(guān)系。容易支持對物體的各類局部操作，比如進(jìn)行倒角，沒必要修改形體的整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而只需提取被倒角的邊和與它相鄰兩面的有關(guān)信息，然后，施加倒角運(yùn)算就能夠夠了。便于在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上附加各類非幾何信息，如精度、表面粗糙度等。邊界表示的B-Rep方式的缺點(diǎn)：對幾何體的整體描述能力差，無法提供關(guān)于實(shí)體生成進(jìn)程的信息。無法記錄組成幾何體的大體體素的原始數(shù)據(jù)。需要用其他方式保證形體的有效性。數(shù)據(jù)存儲量大，結(jié)構(gòu)繁瑣。實(shí)體模型的建模方式絕大多數(shù)實(shí)體建模系統(tǒng)提供的實(shí)體建模功能能夠分為4類：實(shí)體布爾構(gòu)造法、通過曲面移動構(gòu)造實(shí)體的方式、對已有實(shí)體模型進(jìn)行修改的功能、基于特點(diǎn)的造型方式。5.3.1實(shí)體布爾構(gòu)造法實(shí)體布爾構(gòu)造法是通過體素的布爾操作來生成實(shí)體的方式。所謂體素，是用來構(gòu)造實(shí)體的大體元素。這些大體元素是預(yù)先構(gòu)造好寄存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，用戶通過給定這些大體元素的參數(shù)來生成體素實(shí)例。而布爾操作是通過兩個實(shí)體間的彼此作用，在實(shí)體上增加或減少相應(yīng)的實(shí)體區(qū)域的一種操作方式。5.3.2通過曲面移動構(gòu)造實(shí)體的方式掃掠（sweeping）與蒙皮（skinning）法構(gòu)造實(shí)體的方式就屬于這一類。回轉(zhuǎn)體也能夠看成是這種方式產(chǎn)生的實(shí)體。經(jīng)常使用的一種是給出實(shí)體的一個截平面，該截平面一樣能夠用參數(shù)化方式概念，通過改變標(biāo)注尺寸和幾何元素間的約束關(guān)系等，實(shí)現(xiàn)截面形狀的快速修改。5.3.3對已有實(shí)體模型進(jìn)行修改的功能這一類功能要緊包括倒圓（rounding、blending）、切角（chamfering）、延伸（lifting）等。5.3.4基于特點(diǎn)的造型方式這一類實(shí)體建模功能提供用戶直觀的、具有必然工程語義的建模方式。如，“在某個位置開一個特定尺寸的孔”、“在某個邊上做一個倒角”等。特點(diǎn)建模會加倍有利于后續(xù)的運(yùn)算機(jī)輔助工藝計(jì)劃。5.3.5實(shí)體建模的優(yōu)缺點(diǎn)一、實(shí)體建模方式的優(yōu)勢：運(yùn)算機(jī)內(nèi)真正存儲了物體的三維幾何與拓?fù)湫畔ⅲ@使物體體積、面積、重心、慣性矩等的自動計(jì)算、隱藏線、隱藏面的排除、有限元網(wǎng)格自動劃分、物體截切及碰撞干與檢查、CAD/CAM初步集成、動畫模擬、真實(shí)圖形顯示等成為可能。二、實(shí)體建模方式缺點(diǎn)：只存儲了形體的幾何形狀信息，缺乏產(chǎn)品開發(fā)在CAD/CAPP/CAM生命周期所需的全數(shù)信息，諸如材料、加工特性信息、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、裝配要求等信息，因此不能組成符合數(shù)據(jù)互換標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品模型，致使CAD/CAPP/CAM集成的先天困難。參數(shù)化特點(diǎn)造型5.4.1特點(diǎn)的概念特點(diǎn)是由必然拓?fù)潢P(guān)系的一組實(shí)體體素組成的特定形體，它還包括附加在形體之上的工程信息，能夠用固定的方式加工成型。表5-3特點(diǎn)的概念（僅局限于形狀特點(diǎn)）序號提出單位標(biāo)準(zhǔn)特征定義1國際化標(biāo)準(zhǔn)組織ISO129特征是單個特性。如平的表面、圓柱面、兩個平行平面、螺紋、輪廓等2美國全國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會ANSI特征可以看成一個零件的基本部分。如表面、孔和槽3美國工程標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會RS308PART2特征定義為一個實(shí)體的有形部分。如平面、圓柱面、軸線、輪廓4美國空軍PDDI特征是顯示識別產(chǎn)品形狀特點(diǎn)的實(shí)體集，使產(chǎn)品能夠在高層次概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行交換。如孔、螺紋、法蘭5計(jì)算機(jī)輔助制造國際組織CAM-I零件形狀特征圖解詞典工件形狀特征定義：在工件的表面、棱邊或轉(zhuǎn)角上形成的特定幾何輪廓，用來修飾工件外貌或者有助于工件的給定功能5.4.2特點(diǎn)的分類，設(shè)計(jì)特征分析特征按產(chǎn)品的周期分」加工特征公差及檢測特征、裝配特征精度特征特征的分類＜按產(chǎn)品功能分＜特征的分類＜材料特征、裝配特征，基本特征按復(fù)雜程度分［組合特征、復(fù)合特征

1．形狀特點(diǎn)形狀特點(diǎn)(FormFeature)用于描述某個有必然工程意義的幾何形狀信息，它是產(chǎn)品或零件最要緊的外在特點(diǎn)，是其他非幾何信息(如精度特點(diǎn)、材料特點(diǎn)等)的載體。2．材料特點(diǎn)材料特點(diǎn)(MaterialFeature)用于描述產(chǎn)品或零件材料的類型、性能和熱處置條件等信息，它是產(chǎn)品的大體的物性特點(diǎn)。3．精度特點(diǎn)精度特點(diǎn)(PrecisionFeature)用于描述零件幾何形狀和尺寸的許可變更量或誤差，描述產(chǎn)品或零件在加工工藝上的精度要求和約束條件。4．工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn)(ProcessFeature)用于描述產(chǎn)品或零件特點(diǎn)的性能參數(shù)和工藝要求。5．裝配特點(diǎn)裝配特點(diǎn)(AssemblyFeature)用于表達(dá)零件的裝配關(guān)系及在裝配進(jìn)程所需的信息。6．治理特點(diǎn)治理特點(diǎn)(ManagementFeature)用于描述零件的治理信息。如題目欄信息、零件材料、未注粗糙度等信息。一樣將形狀特點(diǎn)和裝配特點(diǎn)叫做造型特點(diǎn)，其他的特點(diǎn)稱為面向進(jìn)程的特點(diǎn)。5.4.3特點(diǎn)造型的方式設(shè)計(jì)人員1■交互式特點(diǎn)概念(InteractiveFeatureDefinition)設(shè)計(jì)人員圖5-15交互式特點(diǎn)概念特征模型這種方式易于實(shí)現(xiàn)，但交互操作煩瑣、效率較低，而且特點(diǎn)信息與幾何模型缺乏關(guān)聯(lián)當(dāng)零件形狀改變時，概念在其上的特點(diǎn)需要從頭概念。2．特點(diǎn)自動識別(AutomaticFeatureRecognition)

圖5-16特點(diǎn)自動識別特點(diǎn)自動識別系統(tǒng)一樣關(guān)于比較簡單的形狀特點(diǎn)的識別比較有效，但關(guān)于復(fù)雜的特點(diǎn)識別比較困難，而且系統(tǒng)無法識別特點(diǎn)間的關(guān)系。3?基于特點(diǎn)設(shè)計(jì)（DesignbyFeatures）用戶特征造型特征模型實(shí)體造型I幾何模型II產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫圖5-17基于特點(diǎn)的設(shè)計(jì)基于特點(diǎn)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢：（1）特點(diǎn)建模進(jìn)程中所產(chǎn)生的特點(diǎn)信息及工程信息能夠被后續(xù)的各類應(yīng)用所利用；（2）基于特點(diǎn)的設(shè)計(jì)為在設(shè)計(jì)進(jìn)程中及早地考慮制造和裝配問題提供了可能。5.4.4基于特點(diǎn)的參數(shù)化造型常規(guī)實(shí)體造型系統(tǒng)構(gòu)造實(shí)體的形狀和尺寸是固定的，屬于靜態(tài)造型系統(tǒng)。參數(shù)化造型利用約束來概念和修改幾何模型。參數(shù)化造型中的參數(shù)與約束維持必然的關(guān)系，而當(dāng)改變參數(shù)值時，也將維持這些約束關(guān)系并取得一個新的幾何模型，是一種動態(tài)造型系統(tǒng)。1．參數(shù)化設(shè)計(jì)在CAD中，參數(shù)化技術(shù)是采納參數(shù)預(yù)概念的方式成立圖形的集合約束集，指定一組尺寸作為參數(shù)使其與幾何約束集相關(guān)聯(lián)，并將所有的關(guān)聯(lián)式融入到應(yīng)用程序中，然后以人機(jī)交互方式修改參數(shù)尺寸，通過參數(shù)化尺寸驅(qū)動實(shí)現(xiàn)對設(shè)計(jì)結(jié)果的修改。參數(shù)化設(shè)計(jì)進(jìn)程中，參數(shù)與設(shè)計(jì)對象的操縱尺寸有明顯的對應(yīng)關(guān)系，并具有全局相關(guān)性。參數(shù)化設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，它貯存了設(shè)計(jì)的整個進(jìn)程，能設(shè)計(jì)出一組而非單一的在形狀和功能上具有相似性的產(chǎn)品模型。2．參數(shù)化中的約束在CAD中，參數(shù)化約束包括幾何約束和尺寸約束。尺寸約束將尺寸用變量表示，作為設(shè)計(jì)的幾何參數(shù)。通過代數(shù)方式整體求解和推理方式慢慢求解修改幾何模型。在參數(shù)化中經(jīng)常使用的約束有：距離：概念兩個元素之間的距離，直線、圓。長度:約束一條直線的長度。角度:概念兩個元素之間的角度。半徑/直徑:概念圓或圓弧的直徑或半徑。半長軸:概念橢圓的長半軸的長度。半短軸:概念橢圓的短半軸的長度。對稱:使兩點(diǎn)或兩直線對稱于某元素。中點(diǎn):概念點(diǎn)在曲線的中點(diǎn)上。等距點(diǎn):使空間三個點(diǎn)彼此之間的距離相等。修正:使選定的對象固定。相合:使選定的對象重合。同心:當(dāng)兩個元素被指定該約束后，它們的圓心將位于同一點(diǎn)上。相切:約束使選定的對象相切。平行:當(dāng)兩個元素被指定該約束時，自動處于平行狀態(tài)。正交:當(dāng)兩個元素被指定該約束時，自動處于垂直狀態(tài)。水平:使直線處于水平狀態(tài)。垂直:使直線處于豎直狀態(tài)。3．參數(shù)化造型系統(tǒng)參數(shù)化造型系統(tǒng)能夠分為兩類，一類是以Pro/ENGINEER為代表的采納參數(shù)化技術(shù)的造型系統(tǒng)，另一類是以I-DEAS為代表的采納變量化技術(shù)的造型系統(tǒng)。參數(shù)化造型系統(tǒng)也稱為尺寸驅(qū)動系統(tǒng)，其要緊特點(diǎn)是基于特點(diǎn)、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)有關(guān)和尺寸驅(qū)動。利用全約束、全數(shù)據(jù)有關(guān)有利于用代數(shù)聯(lián)立方程組求解。尺寸驅(qū)動的幾何模型由幾何元素、尺寸約束和拓?fù)浼s束3部份組成。當(dāng)修改某一尺寸時，系統(tǒng)自動檢索該尺寸在尺寸鏈中的位置，找到它的起始幾何元素和終止幾何元素，使其按新尺寸值進(jìn)行調(diào)整，取得新模型；接著檢查所有幾何元素是不是知足約束，如不知足，那么讓拓?fù)浼s束不變，按尺寸約束遞歸修改幾何模型，直到知足全數(shù)約束條件為止。尺寸驅(qū)動一樣不能改變圖形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此，不能對設(shè)計(jì)方案做重大修改，但對系列化、標(biāo)準(zhǔn)化零件設(shè)計(jì)和對原有設(shè)計(jì)做繼承性修改那么十分方便。參數(shù)化造型與特點(diǎn)造型結(jié)合組成了參數(shù)化特點(diǎn)造型方式，它使得形狀、尺寸、公差、表面粗糙度等均能隨時修改，由此成立的幾何模型不僅包括了幾何信息，還包括了工藝加工等信息，形成了真正符合數(shù)據(jù)互換標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品信息模型。4．變量化造型系統(tǒng)變量化技術(shù)是在參數(shù)化技術(shù)的基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步改良后提出的設(shè)計(jì)思想，它保留了參數(shù)化技術(shù)基于特點(diǎn)、全數(shù)據(jù)有關(guān)和尺寸驅(qū)動的優(yōu)勢，但在約束概念上做了全然改變，變量化技術(shù)將參數(shù)化技術(shù)中所需概念的尺寸參數(shù)進(jìn)一步區(qū)分為形狀約束和尺寸約束，在設(shè)計(jì)的初始時期，許諾欠尺寸約束。參數(shù)化和變量化造型方式都是利用約束來概念和修改模型，所不同的是參數(shù)化造型利用“全約束”方式構(gòu)造模型，而變量化造型利用“欠約束”方式構(gòu)造模型。主模型技術(shù)是變量化技術(shù)的基礎(chǔ)，是完整的產(chǎn)品概念。它包括如下內(nèi)容：幾何信息、形狀特點(diǎn)、變量化尺寸、拓?fù)潢P(guān)系、幾何約束、裝配順序、裝配、設(shè)計(jì)歷史樹、工程方程、性能描述、尺寸及形位公差、表面粗糙度、應(yīng)用知識、畫圖、樣件及刀具設(shè)計(jì)、卡具及工裝設(shè)置、加工參數(shù)、運(yùn)動關(guān)系、設(shè)計(jì)規(guī)那么、仿真分析結(jié)果、數(shù)控加工走刀途徑、工藝信息描述等等。由此可見，主模型所包括的內(nèi)容是超級豐碩的。它不僅統(tǒng)一了軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，還提供了有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的更全面的概念，如工藝信息等。主模型技術(shù)完全沖破了以往CAD技術(shù)的局限,成功地將曲面和實(shí)體表達(dá)方式融為一體，即，曲面是零厚度的實(shí)體，當(dāng)一組曲面封鎖以后，就形成實(shí)體；實(shí)體上的任何一個平面亦能夠隨時按需求"一點(diǎn)一拖"而拉成一張曲面，曲面與實(shí)體有機(jī)地結(jié)合起來，其間并非受制于尺寸約束；如此在整個產(chǎn)品設(shè)計(jì)全進(jìn)程中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全一致，為協(xié)同設(shè)計(jì)和并行工程打下了良好的基礎(chǔ)，也使得在參數(shù)化技術(shù)中長期懸而未決的曲面問題得以較好地解決，為變量化系統(tǒng)在汽車和航空工業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用攤平了道路。5．經(jīng)常使用特點(diǎn)及其生成方式（1）拉伸特點(diǎn)依照選定的草圖輪廓線或曲面沿某一方向延展必然的長度取得的實(shí)體特點(diǎn)。拉伸特點(diǎn)的元素包括草繪輪廓線、拉伸長度和拉伸方向。（2）凹槽特點(diǎn)用于創(chuàng)建在零件實(shí)體上帶有各類形狀孔洞