3.1　零件建模的基本概念

三维CAD模型的表示经历了从线框模型、曲面模型到实体模型的发展过程，所表示的几何体信息也越来越完整、准确。

传统的机械设计要求设计人员必须具有较强的三维空间想象能力和表达能力。当设计师接到一个新的零件设计任务时，他的脑海中必须先构造出该零件的三维形状，然后按照三视图的投影规律，用二维工程图将零件的三维形状表达出来。这种设计方式工作量较大且缺乏直观性。早期的CAD技术，仅仅是辅助完成一些二维绘图工作。随着计算机图形学的发展，CAD技术也逐渐由二维绘图向三维设计开始过渡。三维CAD系统采用三维模型进行产品设计，如同实际产品的构造和加工制造过程一样，反映产品真实的几何形状，使设计过程更加符合设计师的设计习惯和思维方式。设计师可以更加专注于产品设计本身，而不是产品的图形表示。由于三维CAD系统具有设计过程直观、设计效率高等特点，相信在不久的将来会完全取代二维CAD软件。

表3-1列出了线框模型、曲面模型和实体模型3种几何建模技术的特点和应用场合。

表3-1　3种几何建模技术的比较

线框模型是用几何体的棱线表示几何体的外形，如同用线架搭出的形状一样，模型中没有表面、体积等信息。曲面模型是利用几何形状的外表面构造的模型，如同线框模型上蒙了一层外皮，使几何形状有了一定的轮廓，可以产生诸如阴影、消隐等效果，但模型中缺乏体积的概念，如同一个几何体的空壳。几何模型发展到实体模型阶段，封闭的几何表面构成了一定的体积，形成了几何形状的体的概念，如同在几何体中间填充了一定的物质，使之具有了如重量、密度等特性，并可以进行两个几何体的干涉检查等。实体模型完整地定义了三维形体，存储的信息量最完整。

SOLIDWORKS是基于特征的实体造型软件。“基于特征”是指零件模型的构造是由各种特征来生成的，零件的设计过程就是特征的累积过程。

所谓特征是指可以用参数驱动的实体模型。通常，特征应满足如下条件。

（1）特征必须是一个实体或零件中的具体构成之一。

（2）特征能对应于某一形状。

（3）特征应该具有工程上的意义。

（4）特征的性质是可以预料的。

改变与特征相关的形状与位置的定义，可以改变与模型相关的形位关系。对于某个特征，既可以将其与某个已有的零件相联结，也可以把它从某个已有的零件中删除，还可以与其他多个特征共同组合创建新的实体。