1、实体与曲面

在CAD系统中的实体（实心）与曲面两类几何在外观上看几乎是完全相同的，因此利用两者进行混合几何的高级建是非常高效的。弄清实体与曲面几何之间的异同将非常有助于我们正确地建立目标模型。

实体与曲面包含了两类不同的模型信息——几何实体（entity）：

1）几何信息：描述几何的形状，平面或翘曲面，直线或曲线，其中点是空间中特定且唯一的一个位置。

2）拓扑信息：描述点、线、面间的关系：

A、通过面来定义实体的内部或外部。

B、边线与其相交点的对应关系；面与分界线的对应关系；面之间与公共边的对应关系；

如下图所示，两个实体均由6个面、12条连线以及8个顶点。从拓扑关系来看，两者是完全一样的，但它们实际几何外形却是完全不同的。

实体与边线：

实体（实心）与曲面实体的区分规则：

1）对于一个实体（实心），其中任意一条边线同时属于且只属于两个面。这就是为什么solidworks中不支持0边界间隙的单一实体，即实体连接部分仅为一公共边或点，如下图所示。

2）而对于一个曲面实体，其中的边线可以是属于单一曲面的。如下图所示的单一曲面实体，其5条边线仅属于其自己。

边线对几何实体来说最重要的作用便是定义了CAD模型的真实边界，边界的变化决定着几何拓扑信息的变化，如下图所示，孔特征的创建、删除与孔边线的生成、删除直接对应。

实体与曲面的转换本质：

Solidworks在创建实体模型时，系统后台的操作实际是先生成许多的特征面，然后通过裁剪、缝合等一系列操作来生成一个封闭的实体模型。这与CAD发展历程类似，先有曲面建模再发展到实体建模。

下面将以一个简单的圆柱体建模为例为说明solidworks内部的实体创建过程，顺便简单介绍一下，加厚、缝合曲面等特征的应用。

2、 实例操作

步骤1 拉伸圆柱体

新建零件并保存为”实体建模原理.SLDPRT”，单位为mm，在上视面上绘制直径20的圆向上拉伸30，得到一个圆柱实体，如下图所示。

步骤2 拉伸圆柱曲面

在上视面上绘制直径20的圆，单击【拉伸曲面】，深度30，得到一个圆柱曲面，如下图所示。

步骤3 创建两端的圆平面

单击【平面区域】，边界选择圆柱曲面的边线，单击【√】，生成上下两个圆形端面，如下图所示。

步骤4 缝合曲面实体

单击【缝合曲面】，选择新建的3个曲面实体，单击【√】生成单一的闭合曲面实体，如下图所示。

曲面实体减少为一个，如下图所示。

步骤5 转换曲面到实体

单击【插入】/【凸台/基体】/【加厚】，选择缝合曲面，出现一个只对闭合曲面才可用的选项【从闭合的体积生成实体】，将其勾选，单击【√】，曲面实体转换为实体模型，如下图所示。

曲面实体消失，实体文件夹中多出一新的实体，如下图所示。

步骤6 对比两个实体

分别测量两个实体的质量属性，体积与表面积均相同，如下图所示。

保存并关闭零件。

对上述过程总结如下：

1）创建实体特征的过程相当于自动化的曲面建模过程，先自动创建一系列面，然后根据需要其进行裁剪和缝合等操作，接着再转换成实体。而我们手工创建曲面的过程与直接创建实体时系统后台的操作是基体相同的。了解这些原理将帮助我们更好地避免与解决建模的问题。

2）对于相同的几何模型，曲面建模会比实体建模耗费更多的时间，但有些模型光用实体建模是无法完成的，因此曲面建模仍是必不可少的重要建模手段。

补充说明：

1、检查曲面的闭合方法有三种：

1） 对曲面尝试【加厚】命令，只有曲面是完全闭合曲面的体积时，【从闭合的体积生成实体】选项才可用。

2） 使用【检查】命令对实体进行检查，可高亮显示曲面的开环边线。

3） 通过模型边线的颜色设置来对比查看，在【工具】/【选项】/【系统选项】/【颜色】/【曲面，开环边线】可设置颜色。

2、 闭合曲面转换为实体后没有与【缝合曲面】功能相反的命令来将实体再转换为曲面实体，因此只能通过间接的方式来实现：

1） 删除一个实体的面，可将其实体转换为曲面实体。

2） 复制实体的面，对它们进行编辑，然后用它们替换原始的实体面。

实例文件源：s/1KXjCdz59cnncA30xmD6kqw

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