实木家具造型设计之三维参数化造型技术【批木网】
发布时间: 2015年08月05日 13:23:00
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由于实木家具的造型不规范，结构复杂，因此对于实木家具的造型设计，除了需要三个基本视图外，通常还需要辅助视图。实木家具造型丰富，复杂多变，为便于家具设计人员充分发挥其自由思维想象能力，从而促成其创新设计，因此在开发实木家具CAD系统，考虑实木家具的造型方法与技术时，决定采用多种造型方法（实体造型技术、曲面造型技术、三维参数化造型技术、特征造型技术、装配造型技术等）相结合，互为补充，以满足家具设计人员的不同设计需要。那在这里就三维参数化造型这一技术为大家做个简单的介绍。
实体造型是以立方体、圆柱体、球体、锥体、环状体等多种基本元素为单位元素，通过集合运算（拼合或布尔运算），生成所需要的几何形体；三维参数化实体造型则是将产品的三维实体模型和一组参数相关联，利用这组参数的几何约束建立工程方程与关系，从而确定、描述产品模型的形状特征，达到快速设计一簇在形状或功能上具有相似性的家具产品。在实木家具CAD系统中，采用了基于特征的三维参数化实体造型方法，所谓特征，就是为满足自动化生产要求，将加工用到的倒角、孔、木榫等形状信息和工程信息单独提取出来而形成的产品信息的集合。在实木家具CAD系统中，将零件的特征分为两类：工作特征和几何特征。
工作特征又称定位特征、辅助特征，主要指工作点、工作轴和工作平面，它提供设计、实体造型和装配的基准。另外工作特征还包括构造特征，构造特征指辅助约束零件二维草图的直线和圆，以它们作为辅助线可以使零件的二维草图所需的几何约束和尺寸约束的数量达到最小。
几何特征又分为草图特征和放置特征两种。草图特征是在草图（二维封闭轮廓）的基础上生成的特征，它支持多草图和动态草图，一次就能生成很复杂的特征。草图特征有：拉伸特征，生成各种由柱和锥构成的特征；旋转特征，生成由回转体组成的特征；扫掠特征，它根据扫掠路径由草图生成复杂的特征，路径可以是二维的也可以是三维的；放样特征，它由空间的多个草图生成一个有较为复杂表面的实体。
在实木家具CAD系统中，实木家具的零部件造型主要采用基于特征的三维参数化实体造型技术，并辅之以基于NURBS的复杂曲面造型技术。实木家具的零部件造型采取自底向上的工作方式，其设计思想是：
首先分析整个实木家具零件，确定最简单的造型方法：即确定怎样将零件分解为简单的形体，寻找合适的结构要素作为基础特征，确定创建附加特征的顺序和各特征之间的相互关系与联接形式，确定创建特征的方法；然后根据前面的分析开始零件的具体造型：先生成基础特征，然后生成其它主要特征，完成主体造型，再生成附加特征，完成零件整体造型。在零件具体造型的任何时候都可以对零件进行参数化编辑修改。
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由于实木家具的造型不规范，结构复杂，因此对于实木家具的造型设计，除了需要三个基本视图外，通常还需要辅助视图。实木家具造型丰富，复杂多变，为便于家具设计人员充分发挥其自由思维想象能力，从而促成其创新设计，因此在开发实木家具CAD系统，考虑实木家具的造型方法与技术时，决定采用多种造型方法（实体造型技术、曲面造型技术、三维参数化造型技术、特征造型技术、装配造型技术等）相结合，互为补充，以满足家具设计人员的不同设计需要。那在这里就三维参数化造型这一技术为大家做个简单的介绍。
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基于特征的三维参数化实体造型实体造型是以立方体、圆柱体、球体、锥体、环状体等多种基本元素为单位元素，通过集合运算（拼合或布尔运算），生成所需要的几何形体；三维参数化实体造型则是将产品的三维实体模型和一组参数相关联，利用这组参数的几何约束建立工程方程与关系，从而确定、描述产品模型的形状特征，达到快速设计一簇在形状或功能上具有相似性的家具产品。在实木家具CAD系统中，采用了基于特征的三维参数化实体造型方法，所谓特征，就是为满足自动化生产要求，将加工用到的倒角、孔、木榫等形状信息和工程信息单独提取出来而形成的产品信息的集合。在实木家具CAD系统中，将零件的特征分为两类：工作特征和几何特征。
工作特征又称定位特征、辅助特征，主要指工作点、工作轴和工作平面，它提供设计、实体造型和装配的基准。另外工作特征还包括构造特征，构造特征指辅助约束零件二维草图的直线和圆，以它们作为辅助线可以使零件的二维草图所需的几何约束和尺寸约束的数量达到最小。
几何特征又分为草图特征和放置特征两种。草图特征是在草图（二维封闭轮廓）的基础上生成的特征，它支持多草图和动态草图，一次就能生成很复杂的特征。草图特征有：拉伸特征，生成各种由柱和锥构成的特征；旋转特征，生成由回转体组成的特征；扫掠特征，它根据扫掠路径由草图生成复杂的特征，路径可以是二维的也可以是三维的；放样特征，它由空间的多个草图生成一个有较为复杂表面的实体。
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放置特征是不需要草图，在其它特征上面给出位置就可生成的特征。放置特征有：倒角特征；圆角特征（定半径、变半径）；圆孔特征（直孔、沉孔、倒角孔）；榫孔特征；木榫特征；曲面切割特征，将复杂曲面转换为实体的一部分，实现曲面向实体的转换，生成外表面很复杂的实体；特征阵列，通过矩形阵列和环形阵列使一个特征变为多个按一定顺序排列的特征；零件分割特征，把一个整体设计按需要分割成多个零件；零件布尔运算特征，把多个零件合并成一个零件，可以将复杂零件分解成简单零件生成然后合并，为复杂零件的生成提供了又一种手段。在实木家具CAD系统中，实木家具的零部件造型主要采用基于特征的三维参数化实体造型技术，并辅之以基于NURBS的复杂曲面造型技术。实木家具的零部件造型采取自底向上的工作方式，其设计思想是：
首先分析整个实木家具零件，确定最简单的造型方法：即确定怎样将零件分解为简单的形体，寻找合适的结构要素作为基础特征，确定创建附加特征的顺序和各特征之间的相互关系与联接形式，确定创建特征的方法；然后根据前面的分析开始零件的具体造型：先生成基础特征，然后生成其它主要特征，完成主体造型，再生成附加特征，完成零件整体造型。在零件具体造型的任何时候都可以对零件进行参数化编辑修改。
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