实体造型就是在计算机中用一些基本元素来构造机械零件的完整几何模型。传统的工程设计方法是设计人员在图纸上利用几个不同的投影图来表示一个三维产品的设计模型,图纸上还有很多人为的规定、标准、符号和文字描述。对于一个较为复杂的部件,要用若干张图纸来描述。尽管这样,图纸上还是密布着各种线条、符号和标记等。工艺、生产和管理等部门的人员再去认真阅读这些图纸,理解设计意图,通过不同视图的描述想象出设计模型的每一个细节。这项工作非常艰苦,由于一个人的能力有限,设计人员不可能保证图纸的每个细节都正确。尽管经过层层设计主管检查和审批,图纸上的错误也是在所难免。
对于过于复杂的零件,设计人员有时只能采用代用毛坯,边加工设计边修改,经过长时间的艰苦工作后才能给出产品的最终设计图纸。所以,传统的设计方法严重影响着产品的设计制造周期和产品质量。
利用实体造型软件进行产品设计时,设计人员可以在计算机上直接进行三维设计,在屏幕上能够见到产品的真实三维模型,所以这是工程设计方法的一个突破。在产品设计中的一个总趋势就是:产品零件的形状和结构越复杂,更改越频繁,采用三维实体软件进行设计的优越性越突出。
当零件在计算机中建立模型后,工程师就可以在计算机上很方便地进行后续环节的设计工作,如部件的模拟装配、总体布置、管路铺设、运动模拟、干涉检查以及数控加工与模拟等。所以,它为在计算机集成制造和并行工程思想指导下实现整个生产环节采用统一的产品信息模型奠定了基础。
大体上有6类完整的表示实体的方法:单元分解法;空间枚举法;射线表示法;半空间表示法;构造实体几何(CSG);边界表示法(B-rep)。
只有后两种方法能正确地表示机械零件的几何实体模型,但仍有不足之处。
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