Extech公司    李永阳

3.2 务实的自由造型方法

　　参数化CAD造型技术已经给设计人员提供：从二维草图通过旋转、拉伸、切除和扫描等特征造型技术形成三维模型；从插补曲线、样条曲线、NURBS曲线到放样曲面、旋转曲面、NURBS曲面，最后完成曲面建模；然后可以对实体特征和曲面特征进行编辑、参数驱动、尺寸关联等等，这些是参数化CAD软件必备的造型技术。

　　ThinkDesign软件的造型技术除了具备参数化CAD造型技术外，并在此基础上对造型技术进行延伸，具体体现在以下三点：

1．有参和无参的造型技术

　　参数化造型技术对设计人员来讲，不是一个陌生的概念，主要应用于产品详细设计阶段。而无参数造型技术是产品创新设计过程中经常使用的工具，覆盖了从概念设计到制造前设计中的每个阶段，无参数造型技术将为设计人员提供对图片、草图、模型等处理的手段。下面通过数控机床的工作台设计实例，叙述ThinkDesign软件对该项技术的应用：

　　首先，利用软件的2D迁移到3D的方法，完成对工作台的实体造型，接下来对工作台进行装配，经测量（见图6a所示）发现工作台的滑槽部位尺寸需要将“320”调整到“420”。

　　其次，打开模型的草图进行调整（见图6b所示），这时你会发现草图没有任何尺寸，而修改时工作台外轮廓不能发生变化，只要选择“多重拉伸”命令，将需要修改的部分草图用鼠标框选，确定起始点后左右各偏移50mm，这样就完成滑槽部位尺寸的调整。

　　最后，当草图调整完成后，模型文件会自动调整过来，检测以下结果是“420”（见图6c所示）。

     
图6

　　通过上述的例子，让设计人员对无参数造型技术有个直观了解，虽然只是对草图进行处理，但有参和无参造型技术始终贯穿在ThinkDesign软件中。

2．曲面和实体混合造型技术

　　实体造型技术和曲面造型技术，在当今参数化CAD技术中被广泛采用，但它们之间的特征是相互独立的，由于产品的市场需求的变化，大多数情况要求曲面造型和实体造型相互结合，才能完成产品的设计模型。所以，在产品创新设计中提出了将曲面和实体混合的造型技术。接下来以水泵的叶片模型为例，说明ThinkDesign软件是如何实现曲面实体混合造型技术：

　　对叶片的曲面绘制同参数化CAD技术相似，过程就不作阐述，模型生成的结果见图7a所示，接着选择“生成实体”的命令，将曲面变成实体，在特征树上的反映是“实体”，但它还具有曲面的特征，也可以采用曲面的编辑功能进行修改。

　　那么，现在使用实体特征编辑命令“边圆角”，对叶片外表面上部三个边倒R3的圆角，其结果见图7b所示。

　　大家都知道，曲面上倒圆角必须用曲面圆角命令；实体上倒圆角必须用实体圆角命令，而上述的例子恰恰是在曲面上采用实体倒圆角的命令，足以说明只有是曲面实体混合造型才能实现，必然会提高设计人员造型的速度。

3．智能特征式造型技术

　　据相关统计资料表明，机械制造业中零部组件属于标准件和外构件占50％；企业通用件和相似件占40％；用户特殊需求件占10％，所以，多数企业已经开始采用产品标准化设计和模块化设计，为了让企业能够快速便捷地建立产品设计数据库，ThinkDesign软件提供了智能特征式造型技术，它不仅能够参数驱动特征，同时特征也具有自适应功能，举个实例同大家分享一下：

　　对汽车仪表覆盖件的设计过程中，需要有一个连接耳片，那么可以从软件的“智能对象库”选取拖动插入，见图8a所示，你可以修改尺寸数据和选择插入模式。再见图8b所示，拖动插入销座的零件，它能够依据草图的外形自适应的变化。

　　智能对象库的建立只需选择“定义”命令，确定属性、选项、参数、参考、配置等信息，然后从特征树上选择草图、特征、零件或部件等信息，最后确定并保存成智能对象（扩展名称是.sf）。定义后的智能对象也可以被重新编辑。

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3.3 国际化内核技术引领面向对象的建模

　　由于软件厂商的不同，其参数化CAD软件的模型数据也不同，虽然相互之间能够读取，但由于只是外形轮廓数据，造成了企业之间数据交换的不方便，尤其是配套生产的企业呈现的问题特别突出，这就促使参数化CAD技术要创新，能够对无参数模型数据进行编辑，为企业设计人员提供便捷的服务。

　　ThinkDesign软件就很好地解决了这类问题，在参数据CAD技术基础上，提出了交互建模技术（ISM），它是在交互式三维曲面和实体建模中一个突破性的飞跃。同时与先前技术共存。以便评估、构建新的几何模型并且编辑模型，无需考虑特征、参数及属性等历史记录。通过“转动接头组件”CATIA模型文件实例，让大家了解技术的实用性。

　　直接打开“转动接头组件”模型文件（如图9a所示），当然对PRO/E、Parasolid等格式的模型文件也是可以直接读取的。打开后的零件属性、尺寸和约束关系等都没有，装配关系在特征树上只用实体来表示。可以通过编辑颜色来区分组件下的每个零件，还可以选择“新建组件”来形成组件一下的每个零件，具体见图9a所示；对零件模型的编辑，则采用交互建模技术的移动面、延伸面/封闭实体、偏移面、移除面和替换面等功能，那么我们就利用“移动面”的功能将腰型槽进行移动并复制，在移动过程中选择“要移动的面”和“限制面”，并通过移动的尺寸等参数进行控制，具体见图9b所示的操作完成后的结果。

　　不错，上述的实例是实体模型，接下来采用汽车 “冲压件”的CATIA曲面模型文件为例，了解该技术对曲面模型的处理。同样，直接打开汽车 “冲压件”的CATIA曲面模型文件，然后选择“移除面”功能，选取“需要移除的曲面”（见图10a所示的桔黄色部分）和“限制曲面”（见图10a所示的绿部分），确认后曲面的圆角被删除，依次类推，最后修改的结果如图图10b所示，前端圆弧曲面以被移除。

　　总之，只有在具有面向对象造型技术的基础上，利用交互建模技术，才能实现对无历史记录模型上进行编辑，给产品设计开发过程带来极大的便捷。同时企业能够更加易于处理预期内和未预期的产品变更、处理不是他们初始创建的产品模型，提高与供应链合作的能力。