【正文】 方式，由此形成了 CSG單表示結(jié)構(gòu)，圖 29 BRep單表示結(jié)構(gòu)，圖 210 CSGBRep雙表示結(jié)構(gòu)，圖 211 混合表示結(jié)構(gòu)，在雙表示結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再擴(kuò)充單元分解表示和掃描表示等。 80年代初，由 Build1演變形成的 Romulus系統(tǒng)、美國的 PADL2系統(tǒng)、由ADAM演變形成的 ANVIL系統(tǒng)，對(duì)幾何造型技術(shù)的發(fā)展起了較大的推動(dòng)作用 由 Romulus發(fā)展出了 GMS、 ME ACIS等幾何造型系統(tǒng)； 由 ANVIL開發(fā)出了 GMsolid、 Unigraphics、 CADDS、 Tiger等幾何造型系統(tǒng) 目前，國際上應(yīng)用較廣的幾何造型系統(tǒng)有 IBM公司的 CADAM、 CATIA；SDRC公司的 Geomod； PT公司的 Pro/Engineer； Spatial Technology公司的ACIS； Cimplex公司的 Cimplex等。 總而言之，特征是將設(shè)計(jì)、分析和加工中使用的幾何、拓?fù)浜凸δ芑匦陆M織，形成更高層次、更方便設(shè)計(jì)的操作對(duì)象，它應(yīng)當(dāng)反映設(shè)計(jì)、分析、加工、裝配等過程中進(jìn)行推理判斷所需要的全部信息。 一個(gè)好的特征分類方法有助于對(duì)特征進(jìn)行更深入的研究，包括語義分析、表示、處理等 考慮到實(shí)際應(yīng)用背景和實(shí)現(xiàn)上的方便性，可以將基本特征分為： 形狀特征 ——在零件整體上呈一定布局的，具有特定形狀并對(duì)應(yīng)特定功能的局部。 材料特征 ——材料種類、機(jī)械性能和物性參數(shù)等。 分析特征 ——有關(guān)工程分析方面的特征。 （ 3） 特征的形式化描述 為了給應(yīng)用程序提供實(shí)用的統(tǒng)一表示和處理框架，可以將特征形式化地描述為：特征是滿足某些約束關(guān)系的特征元素的集合。在這樣的系統(tǒng)中，可以直接對(duì)特征進(jìn)行以下操作： 特征的創(chuàng)建與刪除 特征屬性的修改 特征的復(fù)制和參數(shù)化引用 同一特征在不同應(yīng)用場合的變換 特征查詢 特征的組合與復(fù)合 用戶自定義特征 五 、 特征造型用戶界面 應(yīng)用軟件 ， 實(shí)體造型 ， 基于上述表示法 ， 先生成基本形體特征 ， 再添加或去除一些幾何特征 →復(fù)雜實(shí)體 流行 CAD軟件種類很多 ， 依據(jù)的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)原理相同 ， 并且遵守著各種 ISO界面標(biāo)準(zhǔn) ， 但不同開發(fā)商提供的產(chǎn)品存在著顯著的差別 ， 反映在用戶界面上 ， 既大體相似 ，又有不同風(fēng)格 AutoCAD2022和 Solid Edge 界面 ， 圖 212， 圖 213 圖 212 AutoCAD2022窗口布局 圖 213 Solid Edge 它們都是 Windows程序，界面外觀極為相似，各部分對(duì)應(yīng)如下： Auto CAD2022 Solid Edge 標(biāo)準(zhǔn) Windows 主窗口 標(biāo)準(zhǔn) Windows主窗口 標(biāo)題欄 標(biāo)題欄 菜單條 主菜單條 標(biāo)準(zhǔn)工具條 主工具條 對(duì)象特征工具條 特征動(dòng)態(tài)條 繪圖區(qū) 工作區(qū) 繪圖工具條 特定工作環(huán)境工具條 修改工具條 Model和 Layout選項(xiàng)卡 命令窗口 (命令序列 ) Edge Bar（特征樹） 狀態(tài)行（系統(tǒng)狀態(tài)按鈕＋提示行） 提示區(qū) 世界坐標(biāo)（ WCS） 三個(gè)參考平面 AutoCAD2022， 集成化單一程序 Model/Layout選項(xiàng)卡 和系統(tǒng)狀態(tài) 控制按鈕 ，切換 不同的環(huán)境 Solid ， 模塊化的軟件包 不同的環(huán)境是相對(duì)獨(dú)立的 模塊 四個(gè)環(huán)境：零件 、 鈑金 、 裝配和工程圖 每個(gè)環(huán)境生成自己獨(dú)特的 Solid Edge文件 從造型方法來看 ， AutoCAD2022是 實(shí)體建模（ 如同雕塑 ） ， 先生成模型的基本形體 ， 然后再通過集合運(yùn)算 ， 在基本形體上添加或減去一些基本形體 ， 形成復(fù)雜形體 基本形體的生成有兩種方法： 參數(shù)化體素 ， 圖 214 輪廓掃掠 ， 圖 215 形體間的 集合運(yùn)算 方式： 圖 216 圖 214 AutoCAD2022基本體素 圖 215 輪廓掃掠生成實(shí)體 a) 拉延 c) 掃掠 b) 旋轉(zhuǎn) d) 放樣 圖 216 體素集合運(yùn)算 Solid Edge 特征造型 方法 ， 建模過程是特征的生成 、 添加和去除等操作的累積 Solid Edge Part環(huán)境中 ， 特征命令分為三大類： 輪廓特征 、 處理特征 （ 如倒角 、 圓角等 ） 和 映像特征 （ 如陣列 、 鏡像等 ） 輪廓特征需要先繪制輪廓才能產(chǎn)生 ， 有添料和除料兩類 ， 由此形成形體的加減 ， 因此 Solid Edge建模工具中沒有集合運(yùn)算 ， 其特征工具條見 圖 217 圖 217 Solid Edge 特征化造型過程具有清晰的樹型結(jié)構(gòu) ， Edge Bar對(duì)話框顯示了 特征樹 ， 并提供了對(duì)其進(jìn)行編輯修改的便利 ， 見 圖 218 AutoCAD2022由于采用的不是特征造型 ， 因此沒有特征樹 。 AutoCAD2022提供了較強(qiáng)的實(shí)體編輯工具 ， 為模型修改創(chuàng)造條件 圖 218 在 Edge Bar窗口中瀏覽和修改特征樹 a) Edge Bar瀏覽器窗口 b) 特征編輯菜單 三維造型過程中 ， 掌握和靈活運(yùn)用 工作空間 中的坐標(biāo)系統(tǒng) 是重要的 Solid Edge中的坐標(biāo)系統(tǒng) ， 直觀而極易操作 三個(gè)主參考平面標(biāo)示了 世界坐標(biāo) （ WCS） ， 圖 219； 觀察坐標(biāo) 的調(diào)整由主工具條上的 “ 三維旋轉(zhuǎn) ” 和“ 常用視圖選擇 ” 兩個(gè)命令就可輕松完成 ， 通過 “ 視圖名稱列表 ” 工具還可以調(diào)用以前定義的視圖和定義新視圖； 造型坐標(biāo) 則通過指定參考面和該面上的參考邊就可建立 ， 并且以正視方式展示在一個(gè)子窗口 （ 草圖窗口 ） 中 ， 圖 220， 為輪廓繪制創(chuàng)造了極大的便利 圖 219 Solid Edge工作區(qū)中的坐標(biāo)系 圖 220 Solid Edge的草圖繪制窗口 AutoCAD2022中坐標(biāo)系統(tǒng)顯得不是那么直觀和方便 在 AutoCAD中 ， “ 造型坐標(biāo)系 ” 被稱為 “ 用戶坐標(biāo)系 （ UCS） ” ， 有專門的 UCS工具條用于造型坐標(biāo)的設(shè)置 、 命名和引用等操作 ， 圖 221 圖 221 AutoCAD2022用戶坐標(biāo)工具條和對(duì)話框 在 AutoCAD中 ， 造型坐標(biāo)的建立或指定 ， 并不直接產(chǎn)生一個(gè)類似于 Solid Edge中的草圖平面的正視圖窗口 ， 只是改變了參數(shù)輸入的參照系 ， 由UCS坐標(biāo)系標(biāo)示符指示 ， 圖 222 要使輪廓繪制平面呈正視圖 ， 需要通過觀察坐標(biāo)的選擇或設(shè)置來實(shí)現(xiàn) 觀察坐標(biāo)的選擇和設(shè)置是通過 View工具條和View Point Presets對(duì)話框來完成 ， 選擇 “ 相對(duì)UCS‖ ， 圖 223 圖 222 AutoCAD中 UCS的指定及標(biāo)示符 圖 223 AutoCAD中觀察坐標(biāo)的選擇和設(shè)置 167。 工具 是將命令以 “ 按鈕 ” 的形式放在屏幕上 ， 以便操作 工具條 是將一類相關(guān)的命令集中放置 ， 以便尋找和管理 工具條中的按鈕與下拉菜單中的相應(yīng)選項(xiàng)并無差別 ， 也有三種類型： 顯示下一級(jí)選項(xiàng) （ 浮出工具條 ， 或稱命令抽屜 ） 打開對(duì)話框 直接發(fā)出操作命令 狀態(tài)行 顯示當(dāng)前命令或選項(xiàng)的簡短提示信息 ， 以幫助用戶正確操作 命令窗口 ， AutoCAD2022特有 ， 不同于其它 Windows應(yīng)用程序 以 行文本 的形式記錄用戶操作的指令序列和系統(tǒng)的響應(yīng)及提示 ， 是 DOS平臺(tái)下 AutoCAD風(fēng)格的保留 ， 但不是消極的習(xí)慣性保留 ， 而是對(duì)純粹的 Windows界面的積極補(bǔ)充 ， 對(duì)用戶完成命令操作起 “ 即時(shí)引導(dǎo) ” 作用 ， 還可作為一幅圖形的生成過程記錄 （ 日志文件 ） 保存下來 ， 也可作為一段宏程序使用 ，這對(duì)于 AutoCAD軟件的二次開發(fā)極為有用 單擊 Standard工具條中的 List工具 ， 可以打開 AutoCAD的文本 （ Text） 窗口 ， 顯示出圖形中被選定對(duì)象的有關(guān)信息 AutoCAD工作窗口 的布局和風(fēng)格可以由用戶進(jìn)行設(shè)置 用鼠標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的拖動(dòng)操作即可 ， 圖 227， 另一種布局 通過 Options（ 選項(xiàng) ） 對(duì)話框進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置 ，圖 228， Options（ 選項(xiàng) ） 對(duì)話框的 “ 打開與保存 ”卡 ， 圖 229所示為 Options（ 選項(xiàng) ） 對(duì)話框 “ 文件列表 ” 卡 圖 227 AutoCAD工作窗口的另一種布局 圖 228 Options對(duì)話框打開與保存卡 圖 229 Options對(duì)話框中文件列表 167。 四 、 二維草圖的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 三維實(shí)體幾何模型的建立 ， 以二維平面圖形（ 截面輪廓 ） 的拉伸 、 旋轉(zhuǎn)和三維實(shí)體的布爾運(yùn)算等為主要方法 用于拉伸或旋轉(zhuǎn)而形成三維實(shí)體的二維平面輪廓圖被稱為 二維草圖 ， 不同于工程圖 （ 三視圖 ） 計(jì)算機(jī)繪圖軟件具有強(qiáng)大的編輯和修改功能 →草圖的繪制宜采用 “ 從整體到局部 ， 從粗略到精細(xì) ”的操作策略 ， 這樣的繪圖過程被稱為 “ 規(guī)劃與設(shè)計(jì) ” 二維草圖繪制的第一步是指定 工作平面 ， 即草圖所在的平面 ， 并在其上建立一個(gè) 造型坐標(biāo)系 ， 以便于繪圖操作 Solid Edge， 是通過指定參考平面 ， 再在其上指定一個(gè)參考邊來完成這個(gè)任務(wù)的 。 要想使視圖窗口正視工作面 ， 需要調(diào)用 View（ 視圖 ） 工具條上的命令改變 VCS（ 視窗坐標(biāo)系 ） ， 使其正對(duì)于當(dāng)前的 UCS Draw（繪圖）和 Modify（修改）工具條是AutoCAD二維繪圖使用的主要工具條， 圖 231 其中各工具的功能說明見 表 21 Solid Edge將這兩個(gè)工具條合二為一了 一般的 CAD軟件還提供了用界標(biāo)點(diǎn)（ Grips）編輯或修改圖形的功能。 AutoCAD的繪圖和造型工具的 命令操作方式 有兩種類型： “ 主 /謂 ” 型 ——在執(zhí)行命令之前 ， 選取命令作用的對(duì)象 “ 動(dòng) /賓 ” 型 ——在執(zhí)行命令之后 ， 選取命令作用的對(duì)象 圖形編輯命令 ， 幾乎所有圖形軟件都默認(rèn)采用 “ 主 /謂 ” 型 有一些命令只能采取 “ 動(dòng) /賓 ” 型 ， 尤其是那些需要選取多個(gè)對(duì)象的修改或構(gòu)造命令 AutoCAD軟件允許用戶設(shè)置命令的操作方式 。 AutoCAD軟件提供了豐富的 界面信息 ，以提示用戶 “ 系統(tǒng)目前處于什么狀態(tài) ， 用戶應(yīng)當(dāng)或可以做什么 ？ ” 工具條上的 激活按鈕 表明系統(tǒng)當(dāng)前的命令狀態(tài) 不同的 光標(biāo)樣式 也表明系統(tǒng)的不同狀態(tài) ， 表 22 工具提示框 以文本方式顯示出光標(biāo)所指按鈕的命令名 狀態(tài)行 以文本方式顯示出系統(tǒng)當(dāng)前的操作狀態(tài) 、 選點(diǎn)光標(biāo)當(dāng)前位置的坐標(biāo)值 、 需要用戶進(jìn)行的操作等