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特征是指描述产品信息的集合，也是设计与制造零、部件的基本几何体。纯几何的实体于曲面是比较抽象的，将特征的概念引入几何造型系统的目的是增加实体几何的工程意义。与传统的几何造型方法相比，特征造型具有如下特点。
①特征造型着眼于更好地表达产品完整的技术和生成管理信息，为建立产品的集成信息服务。它的目的是：用计算机可以理解和处理的统一产品模型替代传统的产品设计和施工成套图纸以及技术文档，使得一个工程项目或机电产品的设计和生产准备的各个环节可以并行展开。
②它使产品设计工作在更高的层次上进行，设计人员的操作对象不再是原始的线条和体素，而是产品的功能要素，像螺纹孔、定位孔、键槽等。特征的引用体现了设计意图，使得建立的产品模型容易被别人理解和组织生产，设计的图样容易修改。设计人员可以将更多精力用在创造性构思上。
③有助于加强产品设计、分析、工艺准备、加工、检验各个部门间的联系，更好地将产品的设计意图贯彻到各个后续环节并且及时得到后者的意见反馈，为开发新一代基于统一产品信息模型CAD/CAE/CAPP/CAM集成系统创造条件。
特征是设计与制造零、部件的基本几何体的定义，是以CSG和B-rep表示为基础的，它源于产品的模块化设计思想。特征是几何体，是由面、环、边、点、中心线和中心点等几何要素组成的。特征是参数化的几何体。通过改变特征的尺寸，可以用有限的特征构造出无限的零、部件形状，且具有一定的工程意义。
特征是发展的，将不断有新的特征出现，又不断有旧的特征被淘汰，所以特征具有可扩充性。但是某一时期，应当有一系列特征是相对稳定的。只有这样，才能在设计与制造之间形成一个稳定的共同语言。
特征的分类与特征的定义有密切关系，不同的特征定义有不同的特征分类方法。图2-19为针对产品设计与加工信息对特征进行分类的结果。
图2-19 产品特征分类示意图
三维参数化设计软件作为一个通用软件，要适应机械设计的各种不同的应用，而不同应用中的特征可能完全不同。所以，这些软件中的特征均以形状特征为主，融入了一些与设计功能有关的特征种类。
在利用参数化软件设计三维模型时，一个三维模型实际上是由一系列几何体按照一定顺序通过合并或切割等操作而逐渐形成的。也就是说，一个复杂的三维模型实际上是由一些相对简单的几何体通过一定方式组合而成的。这种组成三维模型的几何体被称为狭义特征（或形状特征），而利用一系列特征的有序组合形成三维模型的方法称为基于特征的三维建模。本章后面所涉及的“特征”，是指诸如拉伸体、旋转体、孔、倒圆体、倒角体等形状特征。
根据上述建模思想，任何三维模型都可视为一系列特征的有序组合，即三维模型是一系列特征的组合体。不同CAD系统提供的特征类型不完全相同。常见的特征类型主要包括草图特征、拉伸特征、旋转特征、倒圆特征、倒角特征、薄壳特征、拔模特征等。通常，特征可以分为以下几类。
辅助特征用于建立其他特征时的定位，又称基准特征或参考特征，主要有基准面、基准轴、基准点和局部坐标系等。
基本特征又称体素，是参与运算的原始特征，而不是运算的结果。很多CAD系统中都提供了一定数量的体素，常见体素有长方体、圆形体、球体、圆锥体等。只要给出体素的关键尺寸（如长方体的长、宽、高），便可直接调用体素模型，而不必通过运算生成。
草图是一种特殊的基本特征，它虽然不能从系统直接调用，但可以通过草图功能直接绘制，并作为拉伸、旋转、放样等特征生成的基础。由于体素类型有限，而草图又可以具有复杂的形状和灵活多变的约束，所以很多三维模型的建立都是从草图开始的，草图在基于特征的三维建模方法中起着十分重要的作用。实际上，体素也可以通过草图形成，所以目前Pro/E仅提供草图特征，而未提供体素。
二次特征又称附加特征，是指在已有特征的基础上通过运算形式的特征。如拉伸特征是通过草图拉伸变化生成的，孔特征是在三维特征上切割圆柱体特征形成的。因此，在二次特征中包括了更多的数据类型，包括定义数据、运算数据和相对位置参数。常见二次特征有倒角、倒圆、筋、孔、阵列等。
为提高特殊模型的建模效率和编辑的灵活性，用户可以将一些常用的形状定义为特征，这类特征称为自定义特征。CAD系统一般提供特征自定义功能，用户可根据实际需要扩充系统的特征模型库。
如前所述，基于特征的三维建模实际上就是利用特征不断组合来形成更复杂的三维模型。这里的“组合”实质上是一种数学运算，常见的组合方式有扫描变换和布尔运算，布尔运算又包括布尔并运算、布尔差运算和布尔交运算。
扫描变换用于将草图特征变换为三维特征，它利用二维草图在空间运动中形成的体积或面定义三维模型。常见扫描变换方式有拉伸和旋转两种。
①布尔并运算 并运算是求两个三维特征定义空间的并集，并以并集作为新的特征。并运算是两个特征的材料相加，但公共部分只取其中之一。
②布尔差运算 差运算是在一个特征的定义空间中减去另一个特征的定义空间，并以差集作为新的特征。倒圆特征可以采用差组合方式，可以是外倒圆，也可以为内倒圆。
③布尔交运算 交运算是利用两个特征的公共部分形成新的特征。
在Pro/E中，特征建模包括特征设计和特征编辑两部分。特征设计具体可分为基础实体特征（拉伸、旋转、扫描、混合、扫描混合、螺旋扫描）、附加实体特征（圆角、倒角、钻孔、拔模、抽壳、筋）、特征操作（线性阵列、圆周阵列、镜向、比例缩放、特征复制、特征移动等）、参考特征（基准面、坐标系等）。特征编辑包括参数修改、重命名以及特征删除等。下面对常用的特征设计和编辑设计进行简要介绍。
将草图特征沿垂直于草图平面的方向移动一定距离形成的空间扫描体称为拉伸特征，是定义三维几何的一种方法，通过将二维草绘截面延伸到垂直于草绘平面的指定距离处来实现，它是最基本且经常使用的零件造型方法。应用拉伸工具建模是“面动成体”思路最简单且最直接的体现，“面动成体”首先要绘制截面图形，然后将此截面沿其垂直方向移动一定的距离来生成体积或切除材料，如图2-20所示。
图2-20 拉伸特征示例
拉伸特征控制选项及参数如图2-21所示。
图2-21 拉伸特征工具栏
生成拉伸特征时，可通过图2-21中的图标控制下列选项和参数。
①特征形式 可以将草图拉伸为实体特征或曲面特征。
②拉伸距离 可以直接输入距离值。当在已有的特征上建立拉伸特征时，也可通过已有特征面相对确定拉伸距离。
③拉伸方向 可以沿草图的正面或反面两个方向拉伸。
④组合方式 确定拉伸特征与已有特征的“加”或“减”方式。
⑤拉伸为壳体 将封闭的草图曲线偏移一定距离，将草图拉伸为壳体。
旋转特征是通过将草绘截面绕中心线旋转一定角度来创建的一类特征，可将旋转工具作为创建特征的基本方法之一。这类似于机械制造中的车削工艺，主轴带动工件旋转，刀具相对于主轴按一定的轨迹做进给运动就可以加工出回转类的零件。其中，绘制的旋转截面必须有一条中心线作为旋转轴，截面必须是封闭的曲线，且旋转截面必须位于中心线的一侧。
要创建旋转特征，首先要激活旋转工具，并指定特征类型为实体；然后创建包含旋转轴和草绘截面；创建有效截面后，旋转工具将构建缺省旋转特征，并显示几何预览；最后，可改变旋转角度，在实体或曲面、伸出项或切口间进行切换，或指定草绘厚度以创建薄壁特征。如图2-22所示。
图2-22 旋转特征建模过程
旋转特征控制选项及参数如图2-23所示。
图2-23 旋转特征工具栏
生成旋转特征时，可通过图2-23中的图标控制下列选项和参数。
①特征形式 可以将草图旋转为实体特征或曲面特征。
②旋转轴 指定旋转轴，可以选择草绘内部定义的直线或外部参照。
③旋转角度 可以直接输入角度值，也可以旋转至选定的点、线、面。
④旋转方向 确定沿顺时针方向或逆时针方向旋转。
⑤组合方式 控制旋转特征与已有特征的“加”或“减”组合方式。
⑥旋转为壳体 将封闭的草图曲线偏移一定距离，而将草图旋转为壳体。
扫描特征是将一个截面沿着定义的约束轨迹线进行移动扫描从而生成实体。扫描特征建模的截面沿着定义的轨迹线进行移动，截面的法向始终随着轨迹曲线的切线方向的变化而变化，如图2-24所示。
图2-24 扫描特征建模过程
从图2-24中可以看出，扫描建模与拉伸建模不同，拉伸建模的截面是沿着截面的法向方向移动拉伸生成实体，扫描建模的截面是沿着定义的轨迹曲线进行移动扫描生成实体，而截面的法向将沿着轨迹曲线的切线方向发生变化。同时拉伸建模的截面恒定不变，而扫描建模的截面可以发生变化。不难发现，拉伸和旋转只是扫描特征的一种特殊形式。
①恒定截面扫描特征 恒定截面扫描是指在扫描生成实体的过程中截面的大小和形状始终保持恒定不变。恒定截面扫描按照截面和轨迹曲线是否封闭又分为截面封闭轨迹开放扫描、截面开放轨迹封闭扫描和截面轨迹都封闭扫描三种类型。所谓截面开放，是指构成截面的图元不封闭，同理轨迹开放是指轨迹曲线不封闭。
②可变截面扫描特征 可变截面扫描是指截面的大小或形状在沿着轨迹曲线进行扫描生成实体的过程中发生变化，截面沿着原点轨迹进行扫描，同时截面的大小由附加的轨迹曲线控制，还需要定义轮廓曲线来控制截面的变化，截面的大小或形状在沿着轨迹曲线进行扫描的过程中随着轮廓曲线的变化而变化。
混合特征是指使用过渡曲线把不同的截面按照定义的约束连接成一个整体。混合特征建模不需要绘制轨迹曲线，它是一系列不同的截面，至少需要两个截面，按照定义的平行、旋转或者平移等约束连接成一个实体，这里的截面图元的大小、形状及方向都可能发生变化，如图2-25所示。所有混合类型都包括以下四个基本要素。
图2-25 混合特征建模过程
除对混合截面封顶外，在每个截面中，混合所具有的图元数必须相同。使用“混合顶点”可以使非平行混合曲面和平行光滑混合曲面消失。
要创建过渡曲面，Pro/Engineer连接截面的起始点并继续沿顺时针方向连接该界面的顶点，如图2-25（b）～（d）中的箭头起始点。通过改变混合子截面的起始点，可以在截面之间创建扭曲的混合曲面。缺省起始点是在子截面中草绘的第一个点。通过从“截面工具”菜单中选择“起始点”选项并选择点，可以改变起始点的位置或方向。
用于创建混合的过渡曲面类型，分为以下两类。
直：通过用直线段连接不同子截面的顶点来创建直的混合，截面的边用直纹曲面连接，如图2-25（f）所示。
光滑：通过用光滑曲线连接不同子截面的顶点来创建光滑混合，截面的边用样条曲面连接，如图2-25（g）所示。
“从到”深度选项只适合混合。“从到”选项将一特征从选定的曲面拉伸到另一个曲面，如图2-25（e）所示。该选项为在装饰曲面之间创建特征而设，可以用于任何曲面类型，但具有以下限制条件。
①相交曲面必须是实际曲面，所以基准平面不能作为“从”或“到”曲面。
②特征截面必须完全和“从到”曲面相交。
混合特征根据截面的相互关系可以分为平行、旋转和一般三种混合特征，这三种混合方式，从简单到复杂，其基本绘制原则是每个截面的点数或者段数必须相等，并且两剖面间有不同的连接顺序。
平行混合是指进行混合的所有截面都相互平行，所有混合截面都必须位于多个相互平行的平面上，这些截面可以在同一草绘平面中创建，然后分别投影到所需的与原草绘平面平行的平面上。
旋转混合是指不同的截面以定义的相对坐标系的 Y 轴作为旋转轴进行旋转混合，最大旋转角度为120°，每个截面需单独草绘并与各自的草绘截面坐标系对齐。
一般混合是指混合截面绕定义的相对坐标系的 X 轴、 Y 轴和 Z 轴旋转的同时还可以沿这三个轴平移混合。每个截面需单独草绘并与各自的草绘截面坐标系对齐。
在三建模的过程中，常常遇到在模型上钻孔的情况，利用孔特征可在设计中快速地创建简单孔、定制孔和工业标准孔。
常见孔特征的一般流程如下：选择孔工具→选择孔放置的表面→设置确定孔的方式→选择确定孔位置的辅助参照和输入偏移值。
此处特别讲述定制孔的实例（见图2-26）。
图2-26 定制孔操作过程
倒圆特征是在已有特征的棱边上形成倒圆面。倒圆特征与已有特征可以是“减”组合（外倒圆），也可以是“加”组合（内倒圆），如图2-27所示。
图2-27 倒圆特征工具栏
生成倒圆特征时，可通过图2-27中的图标控制下列选项和参数。
①特征形式 控制倒圆为实体特征或曲面特征。
②倒圆形式 常见的圆角类型有四种，它们分别是（见图2-28）：
a.恒定。倒圆角段具有恒定半径，如图2-28（a）所示；
b.可变。倒圆角段具有可变半边。如图2-28（b）所示；
c.由曲线驱动的倒圆角。倒圆角的半径由基准曲线确定，如图2-28（c）所示；
d.完全倒圆角。这种圆角会替换选定曲面，如图2-28（d）所示。
图2-28 倒圆角的类型
③过渡形式 设置不同段的倒圆之间的过渡形式（相交、曲面片或拐角球）。
④倒圆半径 设置倒圆的大小。
倒角特征有两种类型：边到角和拐角倒角，如图2-29所示。
图2-29 倒角特征参数设定方式
倒角特征中，边到角应用比较广泛，下面主要介绍边到角特征的构建。构建边到角特征的操控面板如图2-29所示，其主要的控制参数及选项如下。
①特征形式 控制倒角为实体特征或曲面特征。
②倒角形式 设置倒角形式为 D × D 、 D 1 × D 2 、角度× D ，共3种不同的形式。
③过渡形式 设置不同段倒角之间的过渡为相交、曲面片或拐角球等形式。
④倒角距离 设置倒角距离的大小。
薄壳特征是指在已有实体特征上选择一个或多个移除面，并从移除面开始掏空特征材料，只留下指定壁厚的抽壳，该抽壳称为薄壳特征，见图2-30。
图2-30 薄壳特征工具栏
①抽壳参照 选择移除面及设置非默认壁厚。
②薄壳壁厚 设置薄壳的壁厚大小。
③厚度方向 设置厚度方向为向内或向外。
注塑件和铸件往往需要设计有拔模斜面以顺利脱模，在实体特征上创建拔模斜面形成的特征称为拔模特征。生成拔模特征时，可控制的选项和参数如图2-31所示。
图2-31 拔模特征工具栏
①拔模曲面 选择要进行拔模的模型曲面。
②拔模枢轴 选择一个平面或者曲线链定义拔模枢轴。
③拔模方向 确定拔模角的方向。
④拔模角度 确定拔模方向与拔模曲面之间的角度。
⑤添加或去除材料 反转角度以添加或去除材料。
为了快速创建零件上经常出现的加强筋，Pro/Engineer中提供了筋特征造型工具，筋特征与拉伸特征类似，但不同的是，筋特征的横截面会自动变化，并与相连的曲面边界保持封闭，这一点使得在创建与曲面相连的筋时显得非常方便，见图2-32。
图2-32 筋特征的创建过程
有一点要特别注意的是：在草绘筋特征的截面时，一定要与实体相封闭，否则无法生成筋特征。
拉伸、旋转、扫描和混合这四大基础特征是最常用的，也是最有效的特征建模工具，熟悉运用这四大工具后，其他高级工具、编辑工具都是从这四大工具转变而来。拉伸和旋转比较简单，而使用扫描特征和混合特征工具可以创建拉伸特征或旋转特征无法完成的不规则的复杂零件。创建截面开放、轨迹封闭的扫描特征时，要注意使用“添加内部因素”命令添加表面使扫描生成的实体封闭；创建可变截面扫描特征时，需要注意定义原始轨迹来控制截面的扫描方向，还需要定义附加轨迹来控制截面的变化；创建旋转混合特征和一般混合特征时，要注意为每个截面创建一个相对坐标系，通过相对坐标系来定位每个截面的位置才能成功地创建者两种混合特征。如果创建的混合特征截面图元数不同，可以通过使用分割工具将图元分割，或者添加混合顶点时一个截面的一个点对应另一个截面的多个点。
通常，对于较规则的三维零件而言，实体特征提供了迅速且方便的体积创建方式，但对于复杂的几何造型设计而言，单单使用实体特征来创建其三维模型就显得非常困难，这是因为实体特征的创建方式较为固定，例如仅能使用拉伸、旋转、扫描、混合等方式来创建实体特征，因此曲面特征应运而生，此类特征提供了非常灵活的方式来创建单一曲面，然后将许多单一曲面合并为完整且没有间隙的曲面模型，最后再转换为实体模型。
曲面特征的创建方式除了与实体特征具有相同的拉伸、旋转、扫描、混合等方式外，也可由曲线创建为曲面。此外，曲面还具备高度的操控性，例如曲面的合并、裁剪、延伸等（实体特征缺乏此类特性）。由于曲面的使用灵活，因此其操作技巧性更高。此部分内容建议大家借助相应工具书来学习。
模型编辑的对象是组合模型的特征，编辑特征时需要首先选择特征。特征模型树为选择特征提供了很大方便，右击模型树中要编辑的特征，系统弹出可对特征编辑的选项，选择其中某个选项，便可进行相应操作。通常，对选中的特征可进行以下一些操作：①编辑特征；②重定义编辑；③删除特征；④隐含特征；⑤特征重命名。
特征建模技术具有鲜明的工程性和层次性，加上参数化技术的支持，可以方便地编辑模型，在产品模型的控制和更改方面提供了广泛潜力。但是，更好地利用特征建模技术强大的控制能力，可以方便模型的维护与更改。而运用不当、缺乏良好规范的特征关系会使设计中点滴的微小修改造成整个模型出现意想不到的结果。了解特征的层次性和时序性，在特征的各层次之间合理规范建模的策略，可逐步完成实体模型的建立。特征造型的优势并非造型的速度，而是通过对特征关系的调整迅速完成模型的调整。
基于特征的产品建模分为四个层次：草图、特征、零件和产品。其中特征是三维建模的基本单元。
①草图提供生成特征的基本信息，如拉伸特征的截面等，草图中存在着几何约束与尺寸约束。从草图生成特征需要追加特征构建参数，如拉伸特征中的深度等。
②在特征层次中，特征之间的关系十分复杂，既包括类似于草图中的尺寸约束和几何约束，还有特征之间的父子关系和时序关系。
③一系列的特征经过组合、剪裁、阵列、镜向等操作形成零件模型，零件模型中需要体现设计意图，反映产品的基本特性。
④零件按照装配要求生成产品的整体模型，CAD软件不仅支持静态装配，还可以演示产品中零件的相互运动关系。在产品总体层次体现设计意图，如产品中零件的相互空间位置等。
在特征之间有如下几种关系：几何与尺寸关系、拓扑关系和时序关系。
①几何与尺寸关系。特征之间的几何关系与尺寸关系主要在特征草图中设定，几何关系包括特征草图实体之间的相切、等距等几何关联方式，尺寸关系设定特征草图实体之间的距离和角度关联。
②拓扑关系。拓扑关系是指几何实体在空间中的相互位置关系。对于特征而言，拓扑关系主要体现在特征定义的终止条件中，如完全贯穿、到指定面指定的距离等终止条件方式决定了特征之间的拓扑关系。这种拓扑关系不会因为特征草图尺寸的变化而发生改变。
③时序关系。特征建立时序是特征建模技术的重点。对于特征建模而言，由于特征关系的问题，使得特征建立的次序成为重要因素。首先，后期的特征需要借用前面特征的有关要素，如定义草图时借用已有特征的轮廓建立几何和尺寸关系等；其次，特征的拓扑关系是在已有特征的环境下设定的，而不会影响到其后的特征。
如果特征 B 是在特征 A 的基础上建立的，则称特征 A 为特征 B 的父特征，或特征 B 为特征 A 的子特征。如将草图特征拉伸形成拉伸特征，则草图为拉伸特征的父特征；在拉伸特征上分别进行棱边倒圆和钻孔操作，则拉伸特征为倒圆特征和孔特征的父特征，但倒圆特征和孔特征之间没有父子关系；然后在孔特征的边界上倒角，则孔特征为倒角特征的父特征。如果特征之间存在父子关系，则：①对父特征的操作会影响到它的子特征。例如，如果父特征被删除，则它所有的子特征将被同时删除；②在特征模型树中，父、子特征的先后顺序不能改变，即必须先有父特征，才能有子特征，子特征必须排列在父特征之后。
在特征建模中，由于层次和建模时序的交织，不同的建模方式不仅在速度上有所差异，更会影响到后续的模型维护与修改等方面。特征建模中需要遵循的几个基本原则如下。
①合理规划关系出现的层次，定义关系所处的层次时需注意：比较固定的关系封装在较低层次，需要经常调整的关系放在较高层次。
②建立构成零件基本形态的主要特征和较大尺度的特征，然后再添加辅助的圆角、倒角等辅助特征。
③确定特征的几何形状，然后再确定特征尺寸，在必要的情况下，添加特征之间的尺寸和几何关系。