面向对象的三维零件特征识别和提取方法研究

    CAPP(Computer Aided Process Planning)是计算机辅助工艺人员设计零件从毛坯到成品的制造方法，将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一种技术，而随着制造业信息化建设的快速发展，CAD/CAPP/CAM三者之间的集成已成为数字制造技术发展的必然要求，特征识别和提取在CAD/CAPP/CAM集成中发挥着核心桥梁作用，当前制造业中产品设计更多地采用三维CAD技术，要使CAPP摆脱传统的二维环境的工艺设计模式，在三维环境下的零件特征信息识别和提取的发展变得尤为急迫。

一、零件特征信息概述

    零件特征是对零件的几何形状、加工制造工艺以及功能特性等信息的综合描述，是零件模型的核心部分，研究特征提取的目的就是为了向CAPP系统提供反映了设计和制造所需的各种工程信息。

    在参数化建模中，特征是一个广义的概念，既可大到一个完整的装配体，也可以小到点、面、尺寸信息，甚至可以是某个特点结构的工艺技术信息。在机械加工领域，一般将零件特征信息归为五大类：造型特征、精度特征、技术特征、管理特征、材料及热处理特征。

    （一）造型特征。

    造型特征，是对零件包含的几何形状、尺寸信息及拓扑关系进行的描述，是其他特征是依附在造型特征上而存在的。造型特征是零件特征表达最为丰富，信息量最大的特征，也是零件描述必须存在的基础特征。

    不同的造型信息在零件中承担着不同的功能目标，对于制造工艺也提出了不同的要求。从加工工艺角度，造型特征分为主特征和辅助特征。主特征用于描述零件的主要制造特征，辅助特征从属于主特征，对零件的次要几何特征进行描述。

    （二）精度特征。

    精度特征表达了零件在尺寸和形状上的互换性要求，主要包括各种公差和表面粗糙度等。

    （三）技术特征。

    技术特征是一个描述零件功能和技术要求关联性的集合特征，包括零件功能、设计要求、约束条件等信息。它的属性是对其它零件特征中的中配合和装配要求的引用。

    （四）管理特征。

    管理特征是指与零件管理有关的信息集合，包括标题栏(如零件名、图号、设计者、设计日期等)、零件材料、未注粗糙度等信息。

    （五）材料及热处理特征。

    材料及热处理特征是指与零件材料和热处理技术有关的信息集合，包括零件的材料属性、性能、热处理方式、表面处理方式等。