③ 产品系列化：为了满足市场需求的多样 性，企业往往推出规格与配置有所差别的产 品系列。这需要在设计中指定相应的零件规 格系列和产品装配配置方式。 ④ 产品设计规范和信息存档：对于初具规 模的企业而言，产品的设计与制造都是连续 性的行为，因此继承以往的设计与制造经验 具有极其重要的意义。在产品设计中既需要 利用已有的规范，也需要考虑将典型的新设 计方案上升为企业设计规范。
三维参数化造型及设计

第五讲 特征技术应用与零件设计专用1一、特征技术的应用



特征技术具有鲜明的工程性和层次性，加上参 数化技术的支持，可以方便地编辑模型，在产 品模型的控制和更改方面提供了广泛的潜力。 但是特征技术强大的控制能力利用得好，可以 使模型维护与更改方便。而运用不当，缺乏良 好规划的特征关系会使设计中点滴之处的微小 修改导致整个模型意想不到的结果。 了解特征的层次性和时序性，在特征的各层次 之间合理规划建模的策略，逐步完成实体模型 的建立。特征造型的优势并非造型的速度，而 是通过对特序是特征技术的重要特点，对于 特征技术而言，由于特征关系的问题，使得 特征建立的次序成为重要因素。首先后期的 特征需要借用前面特征的有关要素，例如定 义草图时借用己有特征的轮廓建立几何和尺 寸关系等。其次，特征的拓扑关系是在已有 特征的环境下设的关键 设计的控制是产品设计中的关键问题，三维 设计不仅在效率和造型方法方面改变了传统 手工设计的基本方法，更为主要的是三维产 品设计由于应用特征技术、数据一致性和设 计信息的全局化应用等特点，导致其控制的 重要性远远大于造型本身。打个形象的比方， 在传统的手工设计阶段，我们采用的是效率 低下的图板，虽然速度缓慢但是安全，设计 图纸中的错误可以采用同等的工作量去进行 修正。

2、特征关系的类别和影响 在特征之间有如下几种关系：几何与 尺寸关系、拓扑关系和时序关系。 特征之间的几何和尺寸关系主要在特 征草图中设定，几何关系包括特征草 图实体之间的相切、等距等几何关联 方式。尺寸关系设定特征的是几何实体在空间中的相互位 置关系。例如孔对于实体模型的贯穿关系， 面之间的相切或者等距关系等。对于特征而 言，拓扑关系主要体现在特征定义的终止条 件中，如完全贯穿、到离指定面指定的距离 等终止条件方式决定了特征之间的拓扑关系。 这种拓扑关系不会因为与子特征，父子关系 如果一个特征的建立参照了其他特征的元素， 则被参照特征成为该特征的父特征，而该特征 称为父特征的子特征。父特征与子特征之间形 成父子关系，在SolidWorks的帮助文件中这样 解释父子关系： ♂当某些特征生成于其他特征之上时，则以前 生成特征的存在决定了它们的存在。此新的特 征称为子特征。例如，一个实体上有一个孔， 孔便是这个实体的子特征。 ♂父特征是其他特征所依赖的现有特征。例如，一些基本规则 在特征造型中，由于层次性和建模时序的交 织，不同的建模方式不仅在速度上有所差异， 更会影响到后续的模型维护与修改等方面。 特征建模中需要遵循的几种基本的原则： ①合理规划关系出现的层次，定义关系所处 的层次需注意：比较固定的关系封装在较低 层次，需要经常调整的关系放在较高层次。 ②先建立构成零件基本形态的主要特征和较 大尺度的特征，然后再添加辅助的圆角、倒 角等辅助特征。 ③先确立特征的几何形状，然后再确定特征 尺寸，在必要的情况下添加特征之间的尺寸 和几何关系。专用 8表 父子关系的类型


父子关系的这种解释方法重点放在了特征的建 立次序方面，实际上并没有包含父子关系的所 有方面。这里将父子特征关系区分为如下几种 类型： 基准关系、几何与尺寸关系、拓扑关系、派 生关系、数学关系 在特征管理树中，子特征肯定位于父特征之后， 不要试图将子特征移动到父特征之前。 删除父特征会同时删除子特征AD系统的建模层次 如下图所示，基于特征的产品造型分为四个层 次: 草图、特征、零件和产品。其中特征是三 维造型的基本单元。
草图 构建参数 特征 特征关系 零件 父子关系 时序关系
装配关系
产品图 基于特征的产品造型 专用3

草图提供生成特征的基本信息，如拉伸特征的 截面等，草图中存在着几何约束与尺寸约束。 从草图生成特征需要追加特征构建参数，如拉 伸特征中的深度等。 在特征层次中，特征之间的关系十分复杂，既 包括类似于草图中的尺寸约束和几何约束，还 有特征之间的父子关系和时序关系。 一系列的特征经过组合、剪裁、阵列、镜向等 操作形成零件模型，零件模型中需要体现设计 意图，反映产品的基本特性。 零件按照装配要求生成产品的整体模型，CAD 软件不仅支持静态装配，还可以演示产品中零 件的相互运动关系。在产品总体层次体现设计 意件设计的基本步骤和原则

1、零件设计的地位和基本任务 零件设计是产品设计的基本组成部分，就企 业而言，零件设计的功能包括如下几个方面： ① 结构设计：将产品决策阶段的产品功能 实现方案转换为具体的结构实现。确定产品 各部分的几何形状和精确尺寸。 ② 工程属性定义：按照产品的运动要求、 材料的力学属性等指定产品的工程属性，如 运动配合与静态配合的公差，零件金属材料 的选用和热处理方式等。 13 专用专用 10
而在利用基于特征技术的CAD系统时，虽然 可以方便地利用其中的父子关系、变更参数 等高效率的建模方法，但是如果在特征关系 处理上方法失策，就会为后续的工作积累无 穷的隐患，因此要深入了解各种特征技术的 功能和应用场合，努力做到设计意图与产品 造型方法选择的一致性。如果没有做到这点， 修正模型需要花费巨大的工作量去理清几何 模型中的各种关系，甚至重新来过。所以了 解并掌握特征关系是使用三维CAD软件的终 极目标之一。