[精品]基于草图单元特征嵌入的机匣截面设计方法.docx

[精品]基于草图单元特征嵌入的机匣截面设计方法.docx基于草图单元特征嵌入的机匣截面设计方法
0概述
图1机匣草图截面图 草图相似结构草图相似结构
图2机匣草图结构分析 图3结构单元草图约束示意
本文提出的草图特征单元插入法，可以使草图设计对这些特征单元进行 拼装，实现“特征块”的操作，而且将其约束一并带入，形成一个单一草图， 如图1所示。原理是：将相似结构的草图单元（例如图3的一个相似结构） 定义为一个特殊的二维特征并进行约束，作为特征库的特征成员保存。当进 行零件截面设计时，在当前的工作草图（称为目标草图）中要设计某个相似 结构时，调用特征库中的二维特征，直接将单元特征插入到草图中，将特征 的几何元素、几何约束和尺寸约束读入当前设计的草图，用一组驱动尺寸集 重新刷新完成草图单元的约束。且几何约束和尺寸约束一并带入。因为封装 了草图设计过程中的几何创建和几何、尺寸约束操作，可以大大提高设计效 率。但是目前的CAD并不支持草图特征单元的直接插入，给快速草图设计 带来较大困难，因此解决单元特征的定义和封装以及特征的引用成为要解决 的关键问题。
该方法包括两部分内容：
①定义特征单元：构造特征单元的草图，象正常草图一样约束草图， 并保存在特征库中。
② 在当前工作的目标草图里，通过特征库选择欲插入的二维草图单元, 对比目标草图与二维草图的基本信息，将特征几何写入目标草图的相应位 置，同时带入几何约束和尺寸约束。这样用户经过一步操作就可以将特征草 图里的几何、几何约束、尺寸约束写入当前草图，经过尺寸驱动就可以完成 将草图单元插入，对机匣这种有相同结构层次的零件，这样的设计方法可以 极大地提高设计效率。
2关键技术

特征草图作为一个特征单元保存在特征库中，这里是以文件的形式表 示。插入时得到它的特征树，逐条查询特征草图几何信息，向目标草图写入 相关的信息。一个草图模型文件包含了各种信息，而本文关心的是草图信息, 它包括草图基本信息、几何信息和约束信息，草图基本信息包括草图坐标系 矢量和原点等。特征草图的基本信息和特定目标草图的基本信息是不同的， 这样特征草图写入目标草图的几何就要进行相应的变换。从特征文件的信息 中筛选出草图基本信息，读出特征草图基本信息与目标草图作对比，设计转 换函数，将经过变换的几何信息和约束信息正确的写入目标草图。

加入目标草图的草图单元要求是可编辑的全约束草图块。在特征草图的 读取、信息筛选、写入的过程里要求信息有效、没有丢失。本文根据草图设 计的顺序按几何、几何约束、尺寸约束的顺序读入信息。在向目标草图写几 何时，对比两草图绝对坐标和相对位置，进行坐标转换，将几何写入目标草 图中（详细论述见下面第四点），在创建几何的同时建立特征草图与目标草 图几何的映射表。草图的几何约束和尺寸约束大多都是与别的几何相关，在 目标草图建立几何后，写入约束时要找出几何的对应关系，才能把对应的约 束正确地加入到对应的几何上，下面以最简单的一个草图为例说明，假设特 征草图有三个几何元素：两直线
（|_1、L2） 一个圆弧（A1 ）,几何与约束 关系对照如下表所示：
表1草图中几何映射关系
特征几何
目标几何
L1
L4
L2
L'2
A1
A'l
表2几何约束对照表
模板几何
目标几何
Al Ta