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# CNC 常加工零件 references-only 优化调研与实施计划
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本文档用于规划如何只通过 `references` 强化 `text-to-cad` 对常见 CNC 加工零件的生成质量。这里不新增 factory、validator、router 或专用生成器，只给 CAD agent 在写 build123d 代码前可阅读的建模知识：如何识别零件类型、该类零件的稳定结构特征、哪些参数必须显式命名、推荐建模顺序、常见失败模式，以及适合做 references-only 优化的实施方案。
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结论先说清楚：references 是软约束，只能提高平均生成质量，不能保证工程正确性。凡是强依赖标准、曲线、产品负形、流体/气动/热管理、法规或精密公差的代表件，references 可以帮助生成“看起来像”的简化模型，但不适合作为可靠优化对象。
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## 资料依据
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本计划参考了公开 CNC 设计指南、典型零件结构介绍和行业加工资料，包括 Protolabs 与 Xometry 的 CNC 设计建议、法兰结构资料、轴承座/带座轴承资料、丝杠/花键/同步带轮资料、箱体/泵体/叶轮/螺旋桨/模具/夹具等制造资料。文末列出链接。资料只用于总结结构特征和建模指导，不等同于标准件规范、强度校核、流体性能、密封性能、医疗/航空合规或可加工性承诺。
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## references-only 优化原则
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每个 reference 文件建议按下面结构写：
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1. 识别词：中文、英文、别名、相邻概念。
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2. 结构不变量：生成结果要像这个零件时必须具备的结构。
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3. 常见变体：避免把所有提示词压成一个模板。
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4. 默认策略：用户没有明确变体时生成什么。
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5. 参数角色：必须变成命名参数的尺寸。
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6. feature roles：建模计划里必须显式出现的功能结构。
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7. 建模顺序：更稳的 build123d 构造顺序。
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8. 常见失败：reference 要主动提醒模型避免什么。
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9. 检查目标：人工或通用 inspect 能看的几何事实。
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写法上要多用“默认”“通常”“除非用户指定”，少用“必须永远生成某一种”。这样可以提升质量，同时保留多样性。
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## 通用 CNC 建模规则
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- 功能尺寸必须命名参数化，不要散落魔法数字。
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- 原点和坐标轴应跟主功能基准一致：轴线、中心孔、安装面、分型面、密封面、定位面等。
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- 先做基础实体，再做主孔/主腔/主轴线特征，再做次级孔槽口袋，最后倒角/圆角。
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- 用户没有指定时，孔、槽、台阶、壁厚要取保守可加工的比例，避免深窄槽、薄壁、尖锐内角和无意义微小特征。
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- 盘套类、轴类优先保证同轴；板类优先保证孔位和边距；箱体类优先保证安装面、壁厚、孔轴线和腔体关系。
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- 不要从 reference 推断真实公差、疲劳强度、密封性能、转子动平衡、医疗合规、航空适航等。
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## 建议落地方式
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第一阶段不要为每个代表件都建独立文件。建议先建 7 个 family reference：
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- `references/part-families/shaft.md`
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- `references/part-families/disc-sleeve.md`
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- `references/part-families/housing.md`
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- `references/part-families/plate.md`
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- `references/part-families/freeform-surface.md`
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- `references/part-families/mold-tooling.md`
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- `references/part-families/precision-fixture.md`
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如果后续 A/B 对比发现 broad family 不够，再拆出高价值专用文件，例如 `flange.md`、`bearing-housing.md`、`stepped-shaft.md`、`mounting-plate.md`、`timing-pulley.md`。
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## 1. 轴类零件
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代表件：传动轴、主轴、阶梯轴、花键轴、丝杠。
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共同结构特征：
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- 以一条旋转轴线为核心。
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- 由一个或多个同轴圆柱段构成。
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- 常有轴颈、轴肩、退刀槽、键槽、花键、螺纹、中心孔、端部倒角。
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- 建模重点是轴向分段、直径变化、同轴关系、扭矩传递特征和安装/支承位置。
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### 传动轴
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适合 references-only 优化。
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实施计划：
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- 识别：`传动轴`、`drive shaft`、`transmission shaft`、`motor shaft`，以及和齿轮、带轮、联轴器安装相关的轴。
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- 不变量：长轴体；至少一个安装轴颈或扭矩传递界面；端部倒角；明确主轴线。
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- 变体：光轴、阶梯传动轴、带键槽轴、横孔轴、端部螺纹轴、带卡簧槽轴。
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- 默认：用户未说明时，生成沿 X 轴的两段或三段阶梯轴，中间较大轴颈，一处键槽，端部倒角。
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- 参数角色：`total_length`、`section_lengths`、`section_diameters`、`journal_diameter`、`shoulder_positions`、`keyseat_width`、`keyseat_depth`、`keyseat_length`、`end_chamfer`。
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- feature roles：`coaxial_stack`、`journals`、`shoulders`、`keyseat`、`end_chamfers`、可选 `retaining_grooves`。
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- 建模顺序：按轴向站位生成圆柱段并 fuse；切键槽；切槽/孔；最后倒角。
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- 常见失败：不同段不同轴；键槽切穿整根轴；没有安装轴颈；没有参数名；竖着建导致观察不直观。
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### 主轴
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适合 reference 指导，但不适合宣称精度。
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实施计划：
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- 识别：`主轴`、`spindle`、`machine spindle`、工具/工件夹持轴、带轴承轴颈的高速旋转轴。
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- 不变量：主旋转轴线；轴承轴颈；定位轴肩；一端工具/工件接口；重要基准面。
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- 变体：主轴毛坯、阶梯主轴、锥鼻主轴、端部螺纹主轴、中空主轴。
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- 默认：生成带两个轴承轴颈、定位轴肩、鼻端接口的阶梯主轴；只有用户要求时加通孔。
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- 参数角色：`bearing_journal_diameter`、`bearing_spacing`、`nose_diameter`、`nose_length`、`taper_angle`、`through_bore_diameter`、`relief_groove_width`。
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- feature roles：`bearing_journals`、`datum_shoulders`、`tool_nose`、可选 `through_bore`、`relief_grooves`。
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- 建模顺序：同轴分段；旋转生成锥面；切同轴通孔；切退刀槽；最后倒角/小圆角。
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- 常见失败：做成普通装饰轴；缺轴承支承段；缺定位轴肩；声称跳动或精度。
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### 阶梯轴
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高度适合 references-only 优化。
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实施计划：
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- 识别：`阶梯轴`、`stepped shaft`、`multi-diameter shaft`。
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- 不变量：多段同轴圆柱；各段长度、直径和顺序明确；轴肩存在。
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- 变体：普通阶梯轴、带键槽、带端部螺纹、带中心孔。
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- 默认：三段同轴轴，中间直径较大，两端倒角，不主动加键槽。
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- 参数角色：`segment_lengths`、`segment_diameters`、`total_length`、`shoulder_radii`、`chamfer_size`。
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- feature roles：`coaxial_cylindrical_stack`、`shoulders`、`end_chamfers`、可选 `keyseat`、`center_holes`。
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- 建模顺序：分段圆柱；合并为单体；切可选特征；最后处理肩部和端部边。
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- 常见失败：段顺序错；圆柱断开；缺轴肩；段长不守恒。
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### 花键轴
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适合做简化 reference；不适合承诺真实渐开线花键标准。
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实施计划：
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- 识别：`花键轴`、`spline shaft`、`involute spline`、`straight spline`。
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- 不变量：基础轴体；某一轴向区域有环向重复的齿或槽；齿槽围绕主轴均布。
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- 变体：直齿外花键、简化渐开线外花键、锯齿花键、局部花键。
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- 默认：生成简化直齿外花键段，均布齿数；用户给标准时只作为命名参数记录，不声称标准完全正确。
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- 参数角色：`shaft_diameter`、`spline_outer_diameter`、`spline_root_diameter`、`spline_length`、`tooth_count`、`tooth_width_angle`、`root_fillet_radius`。
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- feature roles：`base_shaft`、`spline_region`、`repeated_teeth_or_grooves`、`transition_shoulders`。
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- 建模顺序：基础轴；围绕轴线 polar pattern 齿/槽；加过渡退刀或肩部；倒角。
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- 常见失败：把花键当单键槽；齿数不均；齿没有连到轴；齿数过高导致拓扑失败。
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### 丝杠
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适合做简化 reference；不适合做真实滚珠丝杠内部循环结构或认证螺纹。
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实施计划：
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- 识别：`丝杠`、`lead screw`、`ACME screw`、`trapezoidal screw`、`梯形丝杠`。
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- 不变量：长轴；螺旋传动螺纹区域；螺距/导程和大径命名；通常有端部轴颈。
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- 变体：梯形丝杠、ACME 丝杠、简化螺旋脊、带两端支承轴颈的丝杠。
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- 默认：中间简化梯形螺纹区域，两端光轴轴颈和退刀槽。
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- 参数角色：`major_diameter`、`minor_diameter`、`pitch`、`lead`、`thread_length`、`starts`、`journal_diameter`、`end_length`。
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- feature roles：`screw_core`、`helical_thread`、`end_journals`、`relief_grooves`、`chamfers`。
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- 建模顺序：芯轴；添加或扫掠简化螺旋牙；生成端部轴颈；加退刀槽和倒角。
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- 常见失败：做成普通紧固螺纹；缺螺距/导程；全长螺纹导致没有支承端。
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## 2. 盘套类零件
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代表件：法兰盘、端盖、轴承座、同步带轮、齿轮毛坯。
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共同结构特征：
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- 多数以中心轴线、中心孔或回转体为核心。
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- 常有中心孔、轮毂、凸台、止口、螺栓圆、密封面、沟槽、法兰边、带齿/齿坯外圆。
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### 法兰盘
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高度适合 references-only 优化。
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实施计划：
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- 识别：`法兰`、`法兰盘`、`flange`、`flange plate`、`pipe flange`。
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- 不变量：圆盘或带轮毂圆盘；中心孔；螺栓圆孔阵列；密封/贴合面。
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- 变体：平面法兰、凸面法兰、环槽法兰、带颈法兰、盲板法兰、转接法兰。
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- 默认：圆形平面或凸面法兰，中心通孔，均布螺栓孔。
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- 参数角色：`outside_diameter`、`thickness`、`bore_diameter`、`bolt_count`、`bolt_circle_diameter`、`bolt_hole_diameter`、`raised_face_diameter`、`raised_face_height`、`hub_diameter`、`hub_height`。
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- feature roles：`flange_disk`、`central_bore`、`bolt_circle_holes`、`sealing_face`、可选 `raised_face`、`hub`、`gasket_groove`。
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- 建模顺序：圆盘；可选凸面/轮毂；切中心孔；切螺栓圆；可选密封槽；最后倒角/圆角。
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- 常见失败：缺中心孔；螺栓孔不在圆上；孔数错；孔不均布；中心孔与外圆不同轴。
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### 端盖
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适合 references-only 优化。
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实施计划：
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- 识别：`端盖`、`轴承端盖`、`end cover`、`bearing cover`、`cap`。
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- 不变量：盖板或浅盖体；定位止口或凸缘；螺栓孔；密封/贴合面；可选中心孔或密封孔。
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- 变体：盲端盖、轴承压盖、法兰式端盖、带油封孔端盖。
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- 默认：浅圆盖，带定位止口、螺栓圆；用户提到轴/轴承时加中心孔或油封孔。
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- 参数角色：`cover_outer_diameter`、`cover_thickness`、`pilot_diameter`、`pilot_depth`、`bolt_count`、`bolt_circle_diameter`、`seal_bore_diameter`。
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- feature roles：`cover_plate`、`pilot_lip`、`bolt_circle_holes`、`seal_bore`、`gasket_land`。
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- 建模顺序：盖体圆盘；加止口/凸台；切中心孔；切螺栓孔；切密封槽；倒角。
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- 常见失败：没有定位止口；盖子方向不清；螺栓孔不对称；边缘过薄。
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### 轴承座
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适合 references-only 优化，但必须保留变体，不要写死成一种外形。
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实施计划：
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- 识别：`轴承座`、`bearing housing`、`pillow block`、`bearing seat`、`bearing support`、`带座轴承`。
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- 不变量：轴承安装孔/轴承座孔；轴通过的中心轴线；支撑轴承的实体材料；安装底座或法兰；安装孔。
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- 变体：立式轴承座、法兰轴承座、板式轴承座、剖分式轴承座、筒夹式轴承座。
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- 默认：用户未说明时生成立式 pillow-block 风格：平底座、上部轴承凸台、同轴轴承孔/轴孔、两个底座安装孔、加强肋。
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- 参数角色：`bearing_outer_diameter`、`bearing_width`、`shaft_diameter`、`bearing_center_height`、`base_length`、`base_width`、`base_thickness`、`mount_hole_spacing`、`mount_hole_diameter`、`boss_outer_diameter`、`wall_thickness`、`rib_thickness`。
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- feature roles：`base_block`、`bearing_boss`、`bearing_seat_bore`、`shaft_clearance_bore`、`mounting_holes`、`reinforcing_ribs`、可选 `split_cap`。
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- 建模顺序：底座；加轴承支撑体/凸台；同轴切轴承孔和轴孔；切安装孔；加与底座和凸台相交的加强肋；最后圆角。
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- 常见失败：像普通支架而没有轴承孔；加强肋悬空；安装孔不对称；轴承中心高未定义。
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### 同步带轮
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适合视觉和参数化 reference；真实齿形标准需要齿形数据。
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实施计划：
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- 识别：`同步带轮`、`timing pulley`、`synchronous pulley`、`belt pulley`。
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- 不变量：外圆上有按齿数/节距重复的齿或槽；中心孔；轮毂或紧定/键连接；可选挡边。
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- 变体：无挡边、单挡边、双挡边、带轮毂、键槽孔、紧定螺钉孔。
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- 默认：简化双挡边同步带轮，中心孔、轮毂、按 `tooth_count` 均布的齿槽。
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- 参数角色：`tooth_count`、`belt_pitch`、`pulley_width`、`bore_diameter`、`hub_diameter`、`flange_diameter`、`flange_thickness`、`tooth_depth`、`keyway_width`、`set_screw_hole_diameter`。
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- feature roles：`toothed_rim`、`pitch_circle`、`flanges`、`bore`、`hub`、可选 `keyway`、`set_screw_holes`。
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- 建模顺序：轮坯和轮毂；环向重复切齿槽或加齿；加挡边；切中心孔/键槽/紧定孔；倒角。
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- 常见失败：生成光滑带轮没有齿；齿数不对；齿不均布；把挡边当齿。
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### 齿轮毛坯
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适合 references-only 优化。注意它不是最终齿轮齿形生成。
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实施计划：
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- 识别：`齿轮毛坯`、`gear blank`、`gear body`。
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- 不变量：圆形坯体；中心孔；端面；可选轮毂、键槽、螺栓/销孔、减重孔。
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- 变体：普通圆盘毛坯、带轮毂毛坯、腹板毛坯、带减重孔毛坯、带键槽毛坯。
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- 默认：回转圆盘加中心孔和轮毂，端面倒角；用户提到传扭时加键槽。
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- 参数角色：`outside_diameter`、`face_width`、`bore_diameter`、`hub_diameter`、`hub_width`、`keyway_width`、`keyway_depth`、`lightening_hole_count`。
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- feature roles：`gear_blank_body`、`central_bore`、`hub`、可选 `keyway`、`lightening_holes`。
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- 建模顺序：旋转或圆柱生成毛坯/轮毂；切中心孔；切键槽/减重孔；倒角。
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- 常见失败：用户只要毛坯却生成不准确齿形；中心孔不同轴；指定键槽却遗漏。
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## 3. 箱体/壳体类零件
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代表件：变速箱体、减速器壳、发动机缸体/缸盖、泵体。
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共同结构特征：
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- 多个加工基准面和装配面。
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- 轴承孔、轴孔、盖板接口、法兰接口、螺栓孔、油孔/水道/流道、凸台、加强肋、安装脚。
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- references-only 适合指导“结构像箱体”，但不能替代铸造设计、流体设计、强度校核或真实产品图纸。
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### 变速箱体
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适合简化 references-only 优化。
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实施计划：
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- 识别：`变速箱体`、`gearbox housing`、`transmission housing`。
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- 不变量：齿轮腔；轴承孔或轴孔；安装面；盖板/分型面；螺栓孔；油口或密封相关结构。
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- 变体：整体箱体、剖分箱体、侧盖箱体、多轴箱体、电机法兰箱体。
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- 默认：圆角矩形壳体，内部腔体，两组同轴轴承孔，盖板法兰和螺栓孔，安装脚，油口。
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- 参数角色：`length`、`width`、`height`、`wall_thickness`、`shaft_center_distance`、`bearing_bore_diameter`、`bore_axis_positions`、`cover_flange_thickness`、`bolt_count`、`mounting_foot_dimensions`。
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- feature roles：`main_cavity`、`bearing_bores`、`cover_face`、`mounting_feet`、`bolt_patterns`、`oil_ports`、`ribs`。
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- 建模顺序：外壳包络；抽壳/切主腔；加轴承凸台；切轴承孔；加盖板法兰和安装脚；切螺栓孔/油口；最后圆角和肋。
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- 常见失败：只是一个盒子；无轴承孔；轴孔不对齐；无盖板接口；随机打孔。
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### 减速器壳
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适合 references-only 优化，尤其是简化平行轴、蜗轮蜗杆或行星减速器壳。
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实施计划：
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- 识别：`减速器壳`、`减速箱壳`、`reducer housing`、`gear reducer case`。
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- 不变量：输入/输出轴承支撑；轴距或同轴关系；齿轮腔；安装底座/法兰；盖板接口。
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- 变体：平行轴减速器、直角/蜗杆减速器、行星减速器外壳、剖分壳体。
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- 默认：紧凑两轴减速器壳，齿轮腔、输入/输出轴承孔、盖板法兰、安装脚。
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- 参数角色：`input_bore_diameter`、`output_bore_diameter`、`shaft_spacing`、`housing_length`、`housing_width`、`housing_height`、`wall_thickness`、`cover_bolt_count`、`mounting_hole_spacing`。
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- feature roles：`gear_cavity`、`input_bearing_bore`、`output_bearing_bore`、`cover_flange`、`mounting_base`、`oil_fill_drain_ports`。
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- 建模顺序：外壳；主腔；轴承凸台和孔；盖板面；安装脚；螺栓孔/油口；肋和圆角。
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- 常见失败：没有定义输入/输出轴；轴线关系混乱；缺盖板；没有安装方式。
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### 发动机缸体/缸盖
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不适合作为 references-only 优化对象。
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原因：真实缸体/缸盖强依赖缸数和缸径、燃烧室、气门机构、水套、油道、缸垫孔型、铸造与加工工艺、强度和热管理。reference 可以生成教学级简化块体，但不能可靠优化“发动机缸体/缸盖”这类工业零件。因此不写实施计划。
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### 泵体
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只适合简化 references-only 优化；不适合流体性能或真实水力设计。
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实施计划：
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- 识别：`泵体`、`泵壳`、`pump body`、`pump housing`、`volute`。
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- 不变量：叶轮腔或流体腔；入口/出口通道或法兰；密封/轴承基准；安装脚或安装面；螺栓孔。
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- 变体：离心泵蜗壳、直通泵体、带盖泵壳、带轴承架泵体。
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- 默认：简化离心泵体，圆形叶轮腔、切向出口、轴向入口法兰、盖板螺栓孔和安装脚。
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- 参数角色：`chamber_diameter`、`chamber_depth`、`inlet_diameter`、`outlet_diameter`、`outlet_angle`、`flange_diameters`、`bolt_count`、`wall_thickness`、`seal_bore_diameter`。
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- feature roles：`impeller_chamber`、`inlet_port`、`outlet_port`、`flanges`、`seal_bore`、`cover_bolt_pattern`、`mounting_feet`。
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- 建模顺序：泵体包络；切叶轮腔；加入口/出口凸台和法兰；切简化流道；切盖板孔；加安装脚和圆角。
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- 常见失败：普通盒子打孔；没有叶轮腔；入口出口不连通；缺密封面。
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## 4. 板类零件
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代表件：安装底板、连接板、模板、面板。
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共同结构特征：
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- 主体是平板或近似平板。
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- 重点是厚度、外形、孔阵列、槽、沉孔/沉头、螺纹孔、基准边、倒角。
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### 安装底板
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高度适合 references-only 优化。
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实施计划：
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- 识别：`安装底板`、`mounting plate`、`base plate`。
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- 不变量：平板实体；安装孔；厚度；基准边或中心线。
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- 变体：矩形板、圆角板、开槽板、网格孔板、沉孔板、螺纹孔板。
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- 默认：居中矩形板，四角安装孔，小倒角。
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- 参数角色：`length`、`width`、`thickness`、`corner_radius`、`hole_diameter`、`hole_offset_x`、`hole_offset_y`、`slot_length`、`counterbore_diameter`。
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- feature roles：`plate_body`、`mounting_holes`、`slots`、`counterbores`、`datum_edges`、`chamfers`。
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- 建模顺序：板体；切孔/槽；切沉孔；倒角。
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- 常见失败：孔离边太近；通孔/盲孔语义错；缺厚度；原点任意。
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### 连接板
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高度适合 references-only 优化。
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实施计划：
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- 识别：`连接板`、`转接板`、`connecting plate`、`adapter plate`。
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- 不变量：连接两个或多个孔型/接口；孔型之间有明确相对位置。
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- 变体：平面转接板、偏置转接板、长槽调节板、三角连接板、狗骨连杆板。
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- 默认：矩形转接板，两个命名孔型 A/B 和中心线基准。
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- 参数角色：`plate_length`、`plate_width`、`thickness`、`pattern_a_hole_count`、`pattern_a_spacing`、`pattern_b_hole_count`、`pattern_b_spacing`、`pattern_offset`。
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- feature roles：`plate_body`、`pattern_a`、`pattern_b`、`adjustment_slots`、`datum_centerlines`。
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- 建模顺序：外形；切孔型 A 和 B；切槽或口袋；倒角。
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- 常见失败：把两个孔型合成一个；丢失偏置关系；孔位不对称。
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### 模板
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在几何明确时适合 references-only 优化；自由曲线模板需要尺寸或参考图。
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实施计划：
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- 识别：`模板`、`drill template`、`routing template`、`inspection template`。
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- 不变量：薄板；参考外形；导向孔/槽；定位缺口或基准边。
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- 变体：钻孔模板、铣削/雕刻模板、检测模板、轮廓模板。
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- 默认：薄矩形模板，导向孔和定位缺口。
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- 参数角色：`outline_dimensions`、`thickness`、`guide_hole_diameter`、`guide_hole_positions`、`alignment_notch_size`。
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- feature roles：`template_outline`、`guide_holes`、`alignment_notches`、`slots`、`reference_edges`。
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- 建模顺序：外形；切导向特征；切缺口；倒角。
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- 常见失败：做得过厚；缺导向特征；没有基准边。
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### 面板
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适合 references-only 优化。
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实施计划：
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- 识别：`面板`、`front panel`、`control panel`、`connector panel`。
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- 不变量：平板面；安装孔；功能开口；边缘处理。
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- 变体：设备前面板、仪表面板、连接器面板、通风面板、盖板。
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- 默认：矩形面板，四角安装孔；只有用户说明功能时加显示窗/按钮孔/连接器开口。
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- 参数角色：`panel_length`、`panel_width`、`panel_thickness`、`cutout_size`、`cutout_position`、`mounting_hole_diameter`、`hole_offsets`、`corner_radius`。
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- feature roles：`panel_body`、`mounting_holes`、`connector_cutouts`、`display_window`、`ventilation_slots`、`edge_chamfers`。
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- 建模顺序：面板主体；切主开口；切小孔/槽；倒角去毛刺。
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- 常见失败：遗漏用户指定开口；做成 UI 卡片状而不是可加工面板；孔未参数化。
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## 5. 异形件/曲面零件
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代表件：叶轮、涡轮叶片、螺旋桨、凸轮。
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共同判断：这类零件往往需要曲线、扭转、截面分布、运动规律或气动/流体设计。references-only 可以指导简化外形，但很难保证真实工程正确。
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### 叶轮
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适合简化 references-only 优化；不适合水力/气动性能。
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实施计划：
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- 识别：`叶轮`、`impeller`、`centrifugal impeller`、`compressor wheel`。
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- 不变量：中心轮毂；中心孔；背板或盖板；重复叶片；绕轴对称。
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- 变体：开式叶轮、半开式叶轮、闭式叶轮、带分流叶片、后弯叶片。
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- 默认：开式离心叶轮，背板、轮毂、中心孔、均布后弯叶片。
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- 参数角色：`outer_diameter`、`hub_diameter`、`bore_diameter`、`blade_count`、`blade_height`、`blade_thickness`、`blade_sweep_angle`、`blade_start_radius`、`blade_end_radius`、`backplate_thickness`。
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- feature roles：`backplate`、`hub`、`bore`、`main_blades`、可选 `splitter_blades`、`blade_root_fillets`。
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- 建模顺序：背板/轮毂；生成一片扫掠或 loft 叶片；环向阵列；切中心孔；叶根圆角。
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- 常见失败：像平面风扇；叶片不连到轮毂；叶片数错；没有中心孔。
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### 涡轮叶片
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不适合作为 references-only 优化对象。
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原因：真实涡轮叶片需要翼型截面、扭转、平台、榫根、冷却孔、材料/工艺约束和严格曲面质量。reference 只能生成玩具级外形，不能可靠优化工业涡轮叶片。因此不写实施计划。
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### 螺旋桨
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不适合作为通用 references-only 优化对象。
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原因：螺旋桨需要直径、桨距或桨距分布、翼型截面、扭转、弦长分布、桨毂、应用场景。缺少这些时，reference 只会得到“视觉像螺旋桨”的模型，而不是正确叶片。因此不写实施计划。
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### 凸轮
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当作为“带厚度的 2D 轮廓凸轮”时适合；不适合没有运动规律的动态设计验证。
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实施计划：
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- 识别：`凸轮`、`cam`、`disk cam`、`cam profile`、`lift curve`。
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- 不变量：非圆轮廓；绕中心旋转；驱动从动件升程；中心孔或安装孔；厚度。
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- 变体：偏心凸轮、盘形凸轮、径向凸轮、简化沟槽凸轮。
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- 默认：盘形凸轮，基圆、一段升程-停歇-回程轮廓、中心孔；传扭场景加键槽。
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- 参数角色：`base_circle_radius`、`lift`、`rise_angle`、`dwell_angle`、`return_angle`、`follower_radius`、`thickness`、`bore_diameter`、`keyway_width`。
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- feature roles：`cam_profile`、`base_circle`、`lobe`、`bore`、`keyway`、可选 `face_groove`。
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- 建模顺序：根据简化运动规律生成闭合 2D 极坐标轮廓；拉伸；切中心孔/键槽；倒角。
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- 常见失败：只是圆盘加凸点；轮廓不光顺；无中心孔；轮廓自交。
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## 6. 模具零件
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代表件：注塑模仁、压铸模芯、冲压模具镶件。
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共同判断：模仁/模芯主形状通常来自产品几何的正负形，不适合靠通用 reference 猜出来。references-only 只适合辅助特征，如螺钉孔、销孔、冷却孔、基准面、避空和安装方式。
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### 注塑模仁/型腔镶件
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不适合作为 references-only 优化对象。
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原因：核心型腔面取决于塑件几何、缩水率、拔模、顶出、浇口、冷却、分型线和模架结构。没有产品几何时，reference 无法决定主形体。因此不写实施计划。
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### 压铸模芯
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不适合作为 references-only 优化对象。
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原因：压铸模芯依赖铸件产品、分型策略、滑块/抽芯、拔模、浇排系统、热管理和合金工艺。reference-only 无法可靠优化。因此不写实施计划。
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### 冲压模具镶件
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对简单镶件、冲头、凹模套、轮廓块适合；复杂成形镶件仍需工艺设计。
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实施计划：
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- 识别：`冲压模具镶件`、`stamping die insert`、`punch insert`、`die button`。
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- 不变量：工具钢块或圆形镶件；工作刃口/轮廓；定位特征；紧固孔；避空或落料空间。
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- 变体：矩形轮廓镶件、圆凹模套、冲头镶件、压料相关镶件。
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- 默认：矩形镶件块，带指定工作轮廓、螺钉孔、销孔和非工作边倒角。
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- 参数角色：`block_length`、`block_width`、`block_height`、`working_profile`、`clearance_offset`、`screw_hole_positions`、`dowel_hole_positions`、`relief_depth`。
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- feature roles：`insert_body`、`working_edge_or_profile`、`screw_holes`、`dowel_holes`、`relief_pocket`、`datum_faces`。
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- 建模顺序：块体；切/凸出工作轮廓；加避空；切定位孔和螺钉孔；倒非工作边。
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- 常见失败：没有定位孔；工作刃口和避空不区分；只做装饰轮廓；声称冲裁间隙正确。
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## 7. 精密零件
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代表件：量规、夹具定位件、光学基座、医疗器械零件。
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共同边界：references 可以改善结构和基准表达，但不能声明公差、校准、计量认证、医疗合规或光学性能。
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### 量规
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适合简单量规几何；不适合认证计量。
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实施计划：
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- 识别：`量规`、`gauge`、`go/no-go gauge`、`inspection gauge`。
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- 不变量：受控测量几何；手柄或主体；测量开口/塞规/环规特征；基准面或标识。
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- 变体：塞规、环规、间隙规、轮廓规、台阶规。
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- 默认：简单台阶/间隙规，带测量开口和手柄。
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- 参数角色：`nominal_size`、`go_size`、`no_go_size`、`gauge_thickness`、`handle_length`、`measuring_slot_width`、`relief_radius`。
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- feature roles：`gauge_body`、`measuring_feature`、`handle`、`datum_face`、`relief_notches`。
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- 建模顺序：平面量规主体；切测量开口；加手柄/避空；倒安全边。
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- 常见失败：像装饰尺子；没有实际测量特征；声称已校准。
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### 夹具定位件
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高度适合 references-only 优化。
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实施计划：
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- 识别：`夹具定位件`、`定位块`、`fixture locator`、`locating block`、`datum block`。
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- 不变量：定位基准面；定位销/销孔；安装孔；夹持或接触面；重复定位逻辑。
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- 变体：定位块、V 形块、止挡块、销定位件、支承垫块。
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- 默认：矩形定位块，基准面、两个销孔、安装孔；如果定位圆料则加 V 槽或台阶。
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- 参数角色：`block_length`、`block_width`、`block_height`、`datum_face_offset`、`dowel_pin_diameter`、`dowel_spacing`、`mounting_hole_diameter`、`v_groove_angle`、`step_height`。
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- feature roles：`locator_body`、`datum_faces`、`dowel_holes`、`mounting_holes`、`contact_surface`、`v_groove_or_step`。
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- 建模顺序：块体；加工基准/接触特征；切销孔和安装孔；倒角。
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- 常见失败：没有基准；孔位不相对基准定义；只是普通块；定位孔布局过约束。
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### 光学基座
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适合结构 reference；不适合声明光学平面度或对准精度。
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实施计划：
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- 识别：`光学基座`、`optical base`、`optical mounting base`、`precision base`。
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- 不变量：平基座；规则孔阵列或安装孔；凸台/导轨/安装垫；基准边；稳定支撑。
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- 变体：光学面包板式基座、镜架底座、导轨转接座、棱镜安装基座。
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- 默认：矩形平基座，规则孔阵列，两条基准边，可选凸台。
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- 参数角色：`base_length`、`base_width`、`base_thickness`、`hole_grid_pitch`、`hole_diameter`、`pad_height`、`pad_positions`、`slot_dimensions`。
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- feature roles：`precision_base`、`hole_grid`、`datum_edges`、`raised_mounting_pads`、`slots`、`chamfers`。
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- 建模顺序：基座；切孔阵列；加凸台/槽；倒角。
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- 常见失败：随机装饰孔；没有基准边；声称光学平面度。
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### 医疗器械零件
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不适合作为一个通用 references-only 代表件。
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原因：`医疗器械零件` 范围过宽，而且常涉及安全、法规、材料、生物相容性、灭菌和临床用途。可以针对明确几何子类写 reference，例如简单手术夹具、定位块、试模件，但不能对这个大类做通用优化。因此不写实施计划。
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## 优先级建议
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最适合第一批做 reference 的代表件：
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- 阶梯轴
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- 传动轴
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- 法兰盘
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- 端盖
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- 轴承座
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- 安装底板
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- 连接板
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- 夹具定位件
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- 简化叶轮
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- 凸轮
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暂不建议作为 reference-only 首批目标：
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- 发动机缸体/缸盖
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- 涡轮叶片
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- 螺旋桨
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- 注塑模仁/型腔镶件
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- 压铸模芯
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- 泛化的医疗器械零件
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这些对象需要标准、产品几何、截面曲线、运动规律、工艺决策、性能计算或法规边界。只靠 reference 很容易生成“像”，但不容易生成“对”。
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## 在 text-to-cad 中的使用建议
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只做 references 时，推荐先把本文拆成 7 个短 reference 文件，并在 `skills/cad/SKILL.md` 的 `Progressive references` 中加触发说明：
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- 用户请求出现轴、主轴、丝杠、花键、键槽时，加载 `part-families/shaft.md`。
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- 出现法兰、端盖、轴承座、同步带轮、齿轮毛坯时，加载 `part-families/disc-sleeve.md`。
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- 出现箱体、壳体、减速器壳、泵体时，加载 `part-families/housing.md`。
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- 出现底板、连接板、模板、面板时，加载 `part-families/plate.md`。
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- 出现叶轮、凸轮、叶片、螺旋桨时，加载 `part-families/freeform-surface.md`，并对不适合项保持强 caveat。
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- 出现模仁、模芯、冲压镶件时，加载 `part-families/mold-tooling.md`，并提醒主形体需要产品几何。
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- 出现量规、夹具定位、光学基座、医疗件时，加载 `part-families/precision-fixture.md`，并避免精度/合规承诺。
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这一步会影响生成，因为 CAD agent 在写代码前会获得“这类零件应该有哪些结构”的上下文。但它不会像 factory 那样强制固定几何，也不会像 validator 那样保证正确性。
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## 资料链接
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- Protolabs CNC milling design guidelines: https://www.protolabs.com/services/cnc-machining/cnc-milling/design-guidelines/
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- Xometry CNC CAD design tips: https://www.xometry.com/resources/machining/10-tips-improve-cad-cnc-design/
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||
- Texas Flange flange guide: https://texasflange.com/blog/the-complete-guide-to-flanges/
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||
- ASKUBAL pillow block / bearing housing overview: https://www.askubal.de/en/knowledge-base/bearing-units/pillow-block/
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||
- Roton trapezoidal lead screws: https://www.roton.com/products/trapezoidal-lead-screws-nuts/general-information/
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- NASA OpenVSP propeller geometry notes: https://www.nasa.gov/reference/openvsp-propellers/
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- Marine propeller geometric parameters: https://link.springer.com/article/10.1007/s00773-022-00878-6
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- Injection mold component overview: https://fecision.com/parts-and-components-of-an-injection-mold/
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||
- CNC fixture design / workholding reference: https://resources.utec.co/workholding/fixture-design-cnc-machining/
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