工程制图三维建模

3）按顺序构建各附属特征。先根据与基特征的相对位置关系， 确定草图平面的位置，再绘制草图，选择适当特征生成方式。 4）添加必要的置放性特征，完成组合体的造型。
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例5-13 完成图(a)所示的组合体造型
S1为基特征，可看作在四棱柱的基础上挖掉4个小圆柱和四个圆角， 挖掉的圆柱体通过草图面拉伸获得，使用圆角特征命令，分别选择各棱线 可生成圆角。 形体2、形体3、形体4为从属特征。形体2可看作是在大圆柱的基础 上挖掉两个小圆柱而形成，挖掉的圆柱体按孔特征获得，也可通过草图面 按拉伸方法获得。S3和S4按筋板特征获得，也可通过草图按双向拉伸的方 法获得。
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（1）线框模型：只存储物体点和线的信息，不包括物体面 信息和体信息。 （2）表面模型：增加面、边的拓扑关系 ，不包含实体信息 以及体、面间的拓扑关系，无法进行实体运算。 （3）实体模型：包含较复杂的形体几何信息和拓扑信息。 实体模型的构形方法是用机内存储的体素（Primitive）， 经交、并、差运算构成复杂形体。所谓体素是一些简单的 基本几何体，如棱柱、圆柱、圆锥、球等。
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2）草图 草图绘制是三维造型的基础，有了草图，再按照一定的 特征生成方式（如拉伸、旋转等方式）就可以生成不同 的实体，草图一般是二维平面图形，也可以是三维曲线。
草图
(a) 草图 草图及特征
(b) 拉伸特征
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3）草图平面 绘制草图，首先应确定绘制草图的平面，草图平面可以是系统默认 的坐标面、实体平面、以及借助“工作平面”、“工作轴”、“工作点” 工具创建的平面。 4）特征生成方式 特征生成方式是从草图到特征的过程描述， 特征生成方式主要有：①拉伸，②旋转，③扫描，④放样等。 特征生成时，需要进行参数的确定和运算方式的选择。 运算方式包括并、差、交，并运算为“填料”，差运算为“除料”。
1）特征
特征类型 绘制性特征 几何 特征 说 明 反映零件的特定几何形状。通过绘制平面草图，再 按照指定的特征生成方式，由面到体进行创建。如 拉伸特征、旋转特征、扫描特征、放样特征等。
反映零件的特定几何形状。不必绘制草图，直接对 置放性特征 已建好的特征进行特征添加，如孔、倒角、圆角、 抽壳、筋板等特征。 定位特征 用来约束几何特征的形状和位置。如工作面、工作 轴、工作点。
三维造型简介 (3D Modelling)
基本体三维造型 组合体三维造型 三维造型工具简介 （SolidWorks 2007）
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4.4 基本体三维造型
一、几何造型
1. 概念：指用计算机及其图形系统来表示和构造形体的几何形
状，建立计算机内部模型的过程。几何造型是CAD/CAM系统的 核心技术，是实现CAD/CAM技术集成的基础。 2.实现过程：将物体的形状及其属性（如颜色、纹理等）存储 在计算机内，形成该物体的三维几何模型。该模型是对原物体 的确切的数学描述或是对原物体某种状态的真实模拟。它为各 种不同的后续应用提供信息，已广泛应用于机械产品的设计、 制造、装配和工程分析等机械产品生产的各个领域。 3. 阶段：线框模型、表面模型、实体模型。
（a）并运算生成圆柱体 （b）差运算生成圆柱孔 并运算和差运算拉伸
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三、 常见的特征生成方法及基本体造型 拉伸特征的创建
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旋转特征的创建
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放样特征的创建
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来自百度文库
扫描特征的创建
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置放性特征的创建
指定平面 指定边线 指定边线 倒角 倒角 抽壳
倒角 指定边线
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四、截切体与相贯体的造型
1．截切体 可看成基本体与被切去形体的差运算结果。
画法几何与工程制图
Descriptive Geometry and Engineering Drawing
主讲人：
许幸新
河南理工大学机械与动力工程学院 School of Mechanical and Power Engineering in Henan Polytechnic University
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CSG表示法表示的是构建组合体的一种过程模型， 同一组合体可以有不同的CSG表示法，对应于对同一 个组合体构成的不同理解。
(a) 组合体
(b) 表示法1
( c) 表示法2
组合体的构形过程也可以用一个集合表达式来描述， 通常称该集合表达式为组合体构形表达式。
表示法1： S=（S1∪S2）—S3 表示法2： S= S2∪（S1—S3）
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借助SolidWorks制作的习题集中图样的 部分实体模型
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借助SolidWorks制作的习题集中图样的 部分实体模型
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a. 在草图平面上绘制草图
b. 按并运算拉伸生成特征 (2)半球与圆柱相交
c. 按差运算拉伸生成特征
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5.5 组合体三维造型
一、组合体的CSG描述
1、CSG表示法 三维实体模型的计算机内部表示，其实质是利用正则 集合运算，即运用并（∪）、交（∩）、差（—），将复 杂形体定义为简单体素的合成。 2、组合体的CSG表示法 用一棵有序的倒置二叉树来表示组合体的集合构成方式， 二叉树的树根表示组合体（S），二叉树的树梢对应构成 组合体的体素——树梢体素（Si），树杈为归范化布尔运 算（交、并、差）运算符号，不同位置树杈的集合构形方 式对应着不同层次的组合体，较低层次组合体又成为构造 更高层次组合体的体素 。
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例5-14 完成图(a)所示的组合体造型
该立体可看作切割型组合体，是由四棱柱体S1经过4次切割形成。 切下的形体2、3、4、5、6五部分，均可在四棱柱S1的基础上根据各 自的草图（反映形状特征的平面）用拉伸的方法获得。 S1为基特征，其他形体（或其对应的基本体）为附属特征，如 形体5对应的附属特征应为在S1基础上切下的三棱柱而不是形体5本身。 不同的切割顺序对应的CSG树不同。
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二、组合体的造型方法
组合体造型的步骤如下： 1）形体分析。分析组合体的构型过程，用组合体CSG 表示法确定造型顺序，并确定各体素的草图和特征形成方式。 CSG表示可能有多种，不适当的表示可能会产生不正确的造 型结果，一般应先并运算后差运算和交运算，确定合理的 CSG表示。
2）确定并构建基特征。
a.并运算
b.差运算 两圆柱交并差运算
c. 交运算
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二、参数化特征造型
1. 概念：以实体造型为基础，用具有一定的设计或加工 功能的特征作为造型的基本单元建立零部件的几何模型。 参数化技术是特征造型的主要特点，参数化是指使用约 束来定义和修改几何模型，约束主要包括尺寸约束、拓 扑约束。
2. 特征造型的几个概念
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三维造型工具简介（SolidWorks 2007）
SolidWorks是一套优秀的三维机械设计软件，在机械、电
子、汽车、航空等行业有着广泛的应用。它从根本上改变了 传统的设计、生产、组织模式，采用非全约束的三维参数化 实体特征建模技术，其设计过程相关性可在设计过程的任何 阶段修改设计，同时牵动相关部分的改变，SolidWorks将 2D绘图与3D造型技术融为一体，具有杰出的机械装配设计和 制图性能，可以将零件环境、装配环境中生成的各类零件、 装配件等实体进行投影，生成二维工程图，极大地方便了机 械零部件的设计。
轴线 草图1
（a）按回转特征生成半球体
草图2
（b）在过球心的平面上绘制草图， 按差运算方式双向拉伸形成开槽半球体。
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2．相贯体 关键是确定两相交体素的特征和相对位置。
草图平面 草图1
a. 选择平行与xoy坐标面 和球面的平面为草图平面
b. 在草图平面上绘制草图 (1)半球与三棱柱相交
草图2
c. 按拉伸方式生成特征