塑料注射成型模具CAD中的几何造型

几何造型是研究物体形状及其几何特征方法的总称。几何造型是用计算机及其图形系统表示物体形状、模拟物体动态处理过程的一门技术，也称几何建模

几何造型方法

序号

几何造

型方法

说    明

1

线框造型

线框造型是几何造型中最简单的一种模型，线框造型的方法及其模型都较简单，便于处理，图形显示速度快，容易修改。它是利用产品形体的棱(或轮廓线)和顶点表示产品几何形状的一种造型方法。轮廓线由连接几何形体各点的直线段和圆弧等组合而成。给出各点在空间的位置，并给出各点间的连接关系，就可确定形体的基本形状

线框造型在某种情况下，不能唯一地确定其所代表的形体。另外，由于只存储了顶点和棱边的信息，因而难以进行形体表面交线计算、物性计算和消隐处理，不能显示物体的真实图像

2

表面造型

表面造型(又称曲面造型)是在线框造型的基础上发展起来的一种造型方法，以物体的表面来表示其形状特征，它在线框模型的基础上增加面与边的有关信息。在表面造型中，一个重要的功能就是自由曲面的造型，主要用于塑料注射成型模具曲面的设计。可进行消隐、求交处理。与线框造型相比，表面造型增加了面的信息

表面造型不能指明物体是实心还是空心、某部分是内部还是外部，对表面间的相互关系等拓扑信息也未给出。因而这种模型所包含的信息依然是不完全的，只能用于物体外壳的描述

3

实体造型

实体造型的基本构思是用球、柱、维、立方体等简单形体作为基本体素，应用这些简单形体的组合构造复杂实体。应用实体造型可以自动计算模型的几何性质、检测干扰、消除隐藏线(面)和剖切形体等

当然，实体造型也有它不足的地方，由于实体造型中基本体素类型简单，不能较好地处理复杂曲面，操作繁琐，稳定性差

三维实体模型是关于物体几何信息和拓扑信息的完整描述。三维模型代表了CAD技术发展的主流，与二维模型相比具有显著的优越性。例如UG-Ⅱ软件可用来建立整个飞机的电子样机，完全省去了实物模拟和试切工序

国外历史较久的CAD软件，一般都有三维线框、表面、实体三种建模方法，而如Ⅰ-DEAS、Pro/Engi-neer、Euclid这类软件则更侧重于实体模型，主要用体素拼合等局部操作来构造复杂的形体

4

特征造型

特征造型是运用特征概念描述更抽象的几何实体和非几何信息(尺寸、公差、热处理等)的方法。特征，指的是反映产品零件特点的、可按一定原则加以分类的产品描述信息。它要求针对原设计零件的功能和总体布局，直接组装功能形素，并在设计过程中利用形素固有属性进行自动推理与决策，实现CAD/CAPP/CAM一体化

特征造型是最近发展起来的一种造型方法。在几何造型系统中引入特征造型概念的目的是增加几何实体的工程意义，为各种工程应用提供更丰富的信息。基于特征的造型把特征作为产品零件定义的基本单元，将产品零件描述为特征的集合

在特征模型中，形状特征是其他非几何特征信息的载体，非几何特征信息一般作为属性或约束附加在形状特征上

常用的特征造型方法有：

(1)人工辅助特征标识

人工辅助特征标识是将特征识别或特征映射任务提交给人来完成，它的优点是，可以很方便地将现有实体造型系统和各种应用处理系统联系在一起。它的缺点是需要人工输入和定义大量的信息，因此产品数据难以共享，自动化程度低

(2)自动特征识别

它通过特定程序自动地处理几何数据库，搜索并提取几何特征信息，解决了人工辅助特征标识的不足

(3)基于特征的设计

以特征库中标准的特征或用户定义特征的实例为基本单元建立特征模型，从而完成产品设计

特征可以是形状特征、有限元特征、材料特征、加工特征、精度特征等，特征造型使所描述的形体更具工程意义，所以特征造型系统设计灵活，操作方便，信息完备，数据统一，是几何造型的发展方向之一