1.2 基本概念和术语

根据以往的经验，在开始介绍SolidWorks软件之前，先说明一些基本概念和术语，可以大幅度提高读者的学习效率。

1.几何模型(Geometric Model)

几何模型是用几何概念描述物理或数学物体形状。它包含了物体的几何信息和拓扑信息。几何信息是指物体在欧氏几何空间中的形状、位置和大小，拓扑信息则是指物体各分量的数目及其相互间的连接关系。计算机中常用的几何模型有线框模型、表面模型和实体模型三种。在计算机中构造物体模型的过程称为建模，几何建模就是构建或者使用几何模型的过程。

2.线框模型(Wireframe Model)

线框模型是早期CAD中三维物体的可视化表示方法。它由物体上两个光滑连续的表面相交而成，或者用直线或曲线连接物体顶点得到。这样就可以通过绘制其每一条边线来将物体映射到计算机屏幕上，如图1-3所示的立方体、二十面体和球体的线框模型。事实上，线框模型是利用顶点和棱边来描述物体，因此不能完全反映物体的信息。

线框模型相对来说比较简单而且计算速度快，所以这种方法经常用于高帧速的场合（如非常复杂的三维模型或模拟外部现象的实时系统）。但线框模型在三维方面的进一步处理上有很多麻烦和困难，如消隐、着色、特征处理等。

3.曲面模型(Surface Model)

曲面模型是用面的集合来描述物体的模型。曲面建模有三种应用类型：一是原创产品设计，由草图建立曲面模型；二是根据二维图样进行曲面建模，即图样建模；三是逆向工程，即点测绘建模。简单曲面模型如图1-4所示。

曲面模型能够反映物体的外表面信息，可以对物体做剖面和消隐等处理。从曲面模型上可以获得数控加工编程所需信息，为CAD/CAM建立统一模型提供了基础。然而，该模型不能准确地表达物体的质量、重心和惯性矩等，难以实现CAE。

4.实体模型(Solid Model)

实体模型是用几何信息和拓扑信息的集合来描述物体的模型。实体模型能精确地表达物体在空间上的全部属性，为CAD/CAE/CAM建立统一模型提供了基础，是目前运用最广泛的模型。在 SolidWorks 中设计零件时所使用的理论基础就是实体模型，例如图1-5所示的车轮实体模型。

曲面模型和实体模型的区别在于所包含信息和完备性不同：

① 实体模型总是封闭的，没有任何缝隙和重叠边，而曲面模型可以不封闭，几个曲面之间可以不相交，也可以有缝隙和重叠。

② 实体模型所包含的信息是完备的，系统知道哪些空间是在实体“内部”，哪些空间是在“外部”；而曲面模型缺乏这种信息的完备性。可以把曲面看成是极薄的“薄壁特征”，曲面只有形状，没有厚度。当把多个曲面组合到一起，使得其边界重合并且没有缝隙后，可以把结合到一起的曲面进行“填充”，将曲面转化成实体。

在SolidWorks中，曲面建模技术在某种程度上和实体建模是相似的。用户可以建立拉伸曲面、旋转曲面、扫描曲面或放样曲面，只不过这些特征形成的结果是曲面，而不是实体。在许多情况下，用户需要使用曲面建模。例如，从其他CAD系统输入的数据生成了曲面模型，或者建立的形状需要利用自由曲面缝合到一起并填充为实体。

5.特征建模(Feature Modeling)

特征(Feature)是指从工程对象中高度概括和抽象后得到的具有工程语义的功能要素。特征建模就是通过特征及其属性集合来定义、描述零件实体的过程。

当使用SolidWorks软件建模时，特征就是列举在特征管理器设计树中的单个形状，如图1-5中的凸台、辐条、键槽和圆孔等，将这些特征与其他特征结合则构成零件或装配体。但是，特征作为具有工程背景的几何单元，它的组合已经超越了传统布尔运算的减加并差，而是延伸为一种特征类型、参数和建立时序，三者共同决定产品形态的高级组合方式，这在后面的章节中会逐步深入地讨论。因此，通过特征建模技术，可以方便地将设计意图融合进产品实体之中，并可以随时进行调整。

6.参数化技术(Parametric Technology)

参数化技术是指将图形的尺寸与一定的设计条件（或约束条件）相关联，将图形的尺寸看成“设计条件”的函数，当设计条件发生变化时，图形尺寸便会随之得到相应更新。如形状相似、边长尺寸不同的一组零件，可以将边长设置为某参数的函数，通过给定参数的取值范围来改变零件图形的大小。

7.原点(Origin)

模型原点显示为三个灰色箭头，代表模型的(0,0,0)坐标。当草图为激活状态时，草图原点显示为红色，代表草图的(0,0,0)坐标。尺寸和几何关系可以添加到模型原点，但不能添加到草图原点。

8.基准面(Plane)

设计人员在建立零件模型之前必须考虑草图绘制在哪个平面上的问题。SolidWorks 软件提供了三个默认的绘图基准面，分别为“前视”、“上视”和“右视”，可以对应于机械制图中的“主视”、“俯视”和“左视”。除此之外，设计人员也可根据需要自定义参考基准面。