先进制造技术三——三维几何造型及其应用.pptVIP

三维几何造型及其应用 一. 三维几何造型在CAD/CAM中的应用简介 二. 三维实体的表示方法 三. 三维几何造型的应用实例 三维几何建模技术 一、线框建模 通过顶点和棱边来描述形体的几何形状 一、三维几何造型在CAD/CAM中的应用简介 1.零件设计 2.数控加工 3.装配与干涉分析 4.结构分析 5.动态模拟 三维几何建模技术 2.表面（曲面）建模 通过对物体各个表面或曲面进行描述的一种三维建模方法 三维几何建模技术 3.实体建模 常用的有： 基本体素表示法、 扫描表示法、 边界表示法、 构造实体几何表示法、 空间单元表示法等 零件设计 1. 三维零件图形的设计 a.分析零件的重量、体积、表面积、惯性矩； b.可实行参数化设计； c.空间结构分析； d.生成三维装配图； e.自动生成二维图形。 常用软件： Solidworks、MDT、UG、 Pro/E、CATIAL、Ideas 数控加工与装配 2.数控加工 指定加工面或加工线段，自动生产数控程序，并进行动态演示。 3.装配与干涉分析 二. 三维实体的表示方法 问题： a.如何建立三维模型？ b.三维实体模型的数学表达方法？ c.三维实体的建立方法？ 三维模型： a.线框模型（Wireframe Model） b.表面模型（Surface Model） c.实体模型（Solid Model） 三维实体的表示方法 常用方法： 实体几何造型法（CSG： Constructive Solid Geometry) 边界表示法 （B-rep： Boundary Representation） 扫描表示法 （Sweeping） 1．CSG 用基本体素拼合构造物体。 基本体素： （Block 块 , cylinder 圆柱 , cone 圆锥, sphere 球, wedge 锲, torus 环） 拼合方法： 交 ， 并 ， 余（差） 实体几何造型法（CSG） 例：对刀块三维图形的绘制 三维实体的表示方法 2．B-rep (边界表示法) 一个物体可以表达为它的有限数量的边界表面的集合。 常用表面：平面、直纹面、回转面、柱状面、锥面、Bezier曲面、B样条曲面、Coons曲面、圆角面、等距面 等。 几何信息表达：几何数据、 拓扑信息。 几何数据：反映物体的大小及位置。（坐标值） 拓扑信息：说明 体、面、边及顶点之间的连接关系。 几何信息：顶点： V=(x,y,z) 直线：(x-x0)/cosα=（y=y0)/cosβ=(z-z0)/cosγ 平面： Ax+By+Cz+D=0 二次曲面: A1 x2+A2y2+A3z2+B1xy+B2yz+B3zx+C1x+C2y+C3z+D=0 雕塑曲面： Bezier曲面、 B样条曲面、Coons曲面 等 基本数据表达方式：点表、线表、面表。 ? B-rep (边界表示法)  例：三维锥体的表示 三维实体的表示方法 3．扫描表示法 (Sweeping) 用二维形体及它的扫描轨迹表示三维实体。 扫描方式：平移，旋转，轨迹导向 ? B-rep、CSG、Sweeping 造型法的关系 4．三种造型法的关系 CSG、Sweeping 法常作为三维几何造型的输入方法； B-rep 法常作为三维几何信息的描述方法，用于三维模型数据的处理； B-rep 是CSG、Sweeping 的基础，CSG、Sweeping 模型数据可转换为B-rep模型数据，但不可反向转换。 常见实体造型系统的组成： CSG输入 转换 B-rep 表示 扫描输入 ? 三、三维几何造型的应用? ?1.三维实体构造 ? 2.曲面造型与数控加工 ? ? ? 三维造型实例--Solidworks Solidworks简介 Solidworks是一套智能型的高级CAD/CAE/CAM组合软件，它集设计、加工、分析功能于一身，能方便地进行三维实体设计、加工制造以及动力学及热力学的各项分析。 它包括Solidworks本身的CAD模块、CAM Work的加工模块以及 Design work的分析模块等。另外还能提供实体上色、选材质以及曲面贴图等（如：Photowork模块）功能。 Solidworks智能化程度高，参数化功能强，并且操作起来非常