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(guān)系；特征造型方法；舉例—應(yīng)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(shè)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(chǔ)，用具有一定設(shè)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(guān)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(shù)特征：性能參數(shù),描述零件的性能和技術(shù)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(guān)方向、相互作用面和配合關(guān)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(qū)動。圖2圖形的尺寸驅(qū)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(qū)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(shù)和生產(chǎn)管理信息，為建立產(chǎn)品的集成信息服務(wù)。(2)它使產(chǎn)品設(shè)計工作在更高的層次上進行，設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(jié)，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(guān)系●特征表達一般特征的表示包括特征體素層、面關(guān)系層及幾何元素定義層圖3

特征表達的三層次結(jié)構(gòu)二、特征表達與特征關(guān)系●特征表達圖3特征表達的三層次結(jié)構(gòu)10二、特征表達與特征關(guān)系●特征表達1.基于CSG（構(gòu)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(gòu)造零件。圖4特征的布爾運算二、特征表達與特征關(guān)系●特征表達圖4特征的布爾運算11二、特征表達與特征關(guān)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(guān)系2.基于B-Reps（邊界表示模型）的12二、特征表達與特征關(guān)系●特征關(guān)系表達特征關(guān)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(guān)系表達,二為特征連接關(guān)系表達圖5

零件的定位關(guān)系圖圖6特征的連接關(guān)系二、特征表達與特征關(guān)系●特征關(guān)系表達圖5零件的定位關(guān)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(shù)。（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(jié)構(gòu)，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(yīng)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(shè)計(DesignbyFeature)。利用特征進行零件設(shè)計，即在設(shè)計階段就調(diào)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(shè)計三、特征造型方法（3）基于特征設(shè)計(DesignbyFe16四、舉例:應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)用Pro/E進行特征造型特征創(chuàng)建基本方法圖1118四、舉例:應(yīng)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(yīng)用Pro/E進行特征造型2、輔特征；19四、舉例:應(yīng)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(yīng)用Pro/E進行特征造型圖12切削特征圖1320四、舉例:應(yīng)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(yīng)用Pro/E進行特征造型圖15圓角特征圖1621四、舉例:應(yīng)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(yīng)用Pro/E進行特征造型圖17Pro/E系統(tǒng)22四、舉例:應(yīng)用Pro/E進行特征造型圖18

造型實例的步驟四、舉例:應(yīng)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(guān)系；特征造型方法；舉例—應(yīng)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(shè)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(chǔ)，用具有一定設(shè)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(guān)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(shù)特征：性能參數(shù),描述零件的性能和技術(shù)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(guān)方向、相互作用面和配合關(guān)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(qū)動。圖2圖形的尺寸驅(qū)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(qū)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(shù)和生產(chǎn)管理信息，為建立產(chǎn)品的集成信息服務(wù)。(2)它使產(chǎn)品設(shè)計工作在更高的層次上進行，設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(jié)，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(guān)系●特征表達一般特征的表示包括特征體素層、面關(guān)系層及幾何元素定義層圖3

特征表達的三層次結(jié)構(gòu)二、特征表達與特征關(guān)系●特征表達圖3特征表達的三層次結(jié)構(gòu)35二、特征表達與特征關(guān)系●特征表達1.基于CSG（構(gòu)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(gòu)造零件。圖4特征的布爾運算二、特征表達與特征關(guān)系●特征表達圖4特征的布爾運算36二、特征表達與特征關(guān)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(guān)系2.基于B-Reps（邊界表示模型）的37二、特征表達與特征關(guān)系●特征關(guān)系表達特征關(guān)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(guān)系表達,二為特征連接關(guān)系表達圖5

零件的定位關(guān)系圖圖6特征的連接關(guān)系二、特征表達與特征關(guān)系●特征關(guān)系表達圖5零件的定位關(guān)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(shù)。（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(jié)構(gòu)，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(yīng)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(shè)計(DesignbyFeature)。利用特征進行零件設(shè)計，即在設(shè)計階段就調(diào)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(shè)計三、特征造型方法（3）基于特征設(shè)計(DesignbyFe41四、舉例:應(yīng)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(yīng)用Pro/E進行特征造型