盘套类零件铸造毛坯及工序模型自动生成方法

针对盘套类零件三维工序模型构建问题,提出一种盘套类零件铸造毛坯模型和工序模型自动生成方法。首先将零件设计模型转化为包含候选分割面序列和加工方法链等信息的集成信息模型;然后对设计模型的最小包围盒添加机加余量生成初始毛坯模型,并通过布尔运算获得材料移除体;将材料移除体分割为单元体,对各单元体执行映射和分类操作,获得铸造单元体和机加单元体;最终通过机加余量分离及加工特征映射等操作,生成铸造毛坯模型和工序模型。以典型盘套类零件为案例对所提方法的有效性进行了验证。

复杂结构件工序模型自动构建技术研究

工序模型动态集成了航天产品及其零部件的设计、工艺、制造等信息,工序模型构建是航天制造领域三维工艺设计的关键内容,可为控制航天器制造工艺状态、提高加工质量提供使能工具。首先,介绍了正向和逆向两类建模方法的技术原理与特点,将主要建模方法分为特征法、工艺信息法两类;其次,深入分析了切削体造型等不同技术方法的原理与特点;最后,总结了该技术的关键问题并展望其发展方向。本文可为今后航天结构件工序模型自动构建技术的研究提供理论指导与支持。

工序模型驱动的工艺设计方法

通过分析目前三维环境下工艺设计存在的问题,在工艺设计过程中引入工序模型的概念,并提出了工序模型驱动的工艺设计方法。该方法从零件设计模型到毛坯模型逆向生成零件的加工工序,每规划一道工序,生成一个工序模型,然后基于该工序模型进行下一道工序的规划。在工序模型驱动的工艺设计过程中,加工特征识别、加工元生成以及加工元聚类是影响工艺自动规划的关键,为此,对基于工序模型的混合加工特征识别、基于知识的加工元生成以及基于模糊C-均值的加工元聚类进行了深入的研究。以某型号飞机双面大框零件为例,讨论了所提方法的应用过程,为三维环境下的工艺设计提供了一种新思路。

三维机加工序模型辅助生成技术

为达到以三维工序模型作为机加工艺信息载体的目的,研究了三维机加工序模型的辅助生成方法。分析了工序模型生成的Petri网模型,划分了三维工序模型生成的阶段过程。面向机加工艺知识建立了工艺本体,面向三维建模知识建立了建模本体,并在两者之间构建了映射转换关系。提出了工序模型的正向生成方法和逆向生成方法。在正向生成方法中研究了面向2.5维和超2.5维加工特征的加工余量生成方法,在逆向生成法中分析了其应用方法和约束条件,从而辅助工艺员面向机加工艺知识创建三维工序模型。

复杂零件三维中间工序模型逆向生成技术

针对传统的复杂零件三维中间工序模型生成方式通用性差、生成效率低等问题,提出一种面向全三维工艺设计过程的中间工序模型逆向生成方法。研究了中间工序模型的定义与逆向生成技术、加工工艺信息与建模信息之间的映射关系。分析了零件工艺结构与中间工序模型的关系,并设计了基于特征工序分组的全三维设计流程。通过建立加工工艺信息与中间工序模型辅助生成工具的对应关系,将中间工序模型的构建转变为实体建模操作,从设计模型出发派生出各中间工序模型。最后通过实例验证了该方法的可行性。

基于信息映射的三维工序模型辅助生成方法

为实现以三维模型作为机加工艺信息载体的目的,提出了一种基于信息映射的三维机加工序模型的辅助生成方法。首先总结机械加工领域知识,分析了领域内的基本概念和约束关系,建立了机械加工领域本体。在领域本体的引导下,描述了机械加工的基本情景,并据此定义了工艺信息模型和建模信息模型,并实现了它们的映射关系。基于UG NX描述了通过建模信息模型实现三维工序模型辅助生成的方法。最后,通过封装工艺信息,实现了三维工序模型辅助生成工具,使工艺员能够面向工艺知识创建三维工序模型。

面向MBD的数控加工工艺三维工序模型技术研究

本文在分析面向MBD的复杂零件数控加工工艺设计过程的基础上,对面向MBD基于DELMIA的数控加工工艺三维工序模型技术进行了研究。MBD(Model Based Definition基于模型的定义)是一个用集成的三维模型来完整表达产品定义信息的方法,它以三维标注技术[1]为基础,详细规定了三维模型中产品尺寸、公差等的标注规则和工艺信息的表达方法[2]。

基于MBD模型的工序模型构建方法

针对"基于模型驱动"的产品研制模式中,难以高效地构建工序模型以准确描述实际加工过程的问题,开展机加件工序模型构建方法的研究,提出以基于模型定义(MBD)模型为输入的工序模型构建方法.以零件MBD模型为输入,采用CAD系统二次开发技术进行模型参数提取,提出MBD模型参数信息结构化表达方法.交互进行加工工序设计,建立常见的机加工序工艺信息库辅助具体加工方案设计;根据MBD模型参数和工序参数得到工序模型构建数据文件.读取工序模型构建数据文件,实现工序模型快速建模.开发了工序模型辅助构建工具,以某航空企业典型机加件为例,验证了所提方法的有效性.

零件工序模型几何演变序列生成方法及应用

针对机加工艺知识挖掘与重用困难的问题,分析得出工艺知识隐藏在零件工序模型序列的几何变化之中,并进一步提出工序模型几何演变序列的生成和相似性度量方法以及特征匹配算法.首先对工序模型的几何变更进行提取和表示,并将整个工序模型序列中所有前、后道工序间的几何变更按照工艺过程的优先级约束组成了几何演变序列;然后建立零件工序模型几何演变序列的相似性度量算法,并以算法的计算结果作为衡量零件工艺相似性的依据;在几何演变序列中提取出参与特征形成过程的变更元素建立新的加工特征模型,并通过构建特征的匹配算法来为融入加工特征形成过程的更高维的特征识别与匹配提供依据.实例结果表明,文中方法是可行性的.

基于加工元体的三维工序模型构建方法

为了在三维CAPP系统中展现产品零件由毛坯状态向最终成品动态演变的过程,提出了一种以加工元体为基本单元的三维工序模型构建方法。首先,提出了制造特征及加工元体的表达方法,建立了属性邻接图、制造特征体与加工元体的关联关系,对制造特征库进行了构建。接着,对于待加工三维CAD模型,采用凸边分解并经由基面匹配算法从特征库中检索出相应的制造特征,并在此基础上利用CAD模型的几何面信息自动计算出制造特征的定位坐标系和定形参数,同时依据前驱工序模型对定位坐标系和定形参数值进行修正。最后,给定刀具半径和加工余量值,实现加工元体的定位和实例化,并与前驱工序模型做布尔运算,生成三维中间工序模型。在实验部分,以某机加零件为例,对提出方法的有效性进行了实例验证。

MBD机加工序模型更改的主动传播与一致性维护方法

针对MBD机加工序模型在设计更改中数据一致性维护困难的问题,提出了发现、传播与适应MBD工序模型更改的方法.首先归纳了MBD工序模型的组成,分析相邻MBD工序模型之间几何结构与标注的关联关系;接着按照工艺更改情况分类提出工艺更改的传播模型;并基于该传播模型提出了模型更改发现算法、模型更改传播算法和三维标注维护算法,用以维护前后置工序的数据一致性.实例验证结果表明,MBD工序模型的工艺更改传播模型与一致性维护方法是有效的.

基于体分解的MBD工序模型快速生成方法

为了实现基于模型定义的工序模型的快速生成,提出一种基于体分解的最大加工特征识别及工艺路线生成方法。将零件加工特征分为简单特征、复杂特征、简单相交特征和复杂相交特征。首先从加工方向上对切削体进行分层简化;然后检索复杂相交特征的凹边,生成分割面并按照分割顺序将其分解为简单特征和复杂特征;再根据组合规则合并所有特征、得到最大加工特征;最后根据各特征的位置关系及类型制定工艺路线,以生成基于模型定义的工序模型。通过实例验证,结果表明:所提方法能够有效减少分割次数和单元体数量,提高相交特征的识别效率,实现基于模型定义的工序模型的快速生成。

一种前驱三维工序模型与工序图关联方法

针对三维工序模型重建需解决前驱三维工序模型与工序图关联问题,提出一种基于图元组合单元的属性邻接图前驱三维工序模型与工序图关联方法.提取工序图与前驱三维工序模型投影图的图元组合单元信息,将工序图与投影图用属性邻接图来表示,根据图元组合单元顶点与边的属性信息判断两个属性邻接图是否同构,将前驱三维工序模型与工序图关联问题转化为属性邻接图的映射匹配问题.以侧板类零件为例进行实例验证,结果表明,该方法能够实现前驱三维工序模型与工序图关联.

基于三维工序模型重建的基准获取技术

为解决在工艺信息和工艺过程驱动的三维工序模型重建过程中获取定位信息这一最大难点问题,提出将前驱三维工序模型与当前工序图进行关联映射,实现零件定位信息(即加工基准)的获取。根据球面调和分析,计算工序图与前驱三维工序模型各投影视图的相似度。针对大部分形状函数为空值的情况,利用平滑线性滤波器原理进行线性插值,相似度最大的投影视图即为前驱三维工序模型沿工序图方向的投影视图。介绍并利用图元邻接槽和图元关系向量实现加工基准的获取。以某一零件为例,对算法进行了验证。

基于变形映射的多轴粗加工工序模型建立方法

在多轴铣削加工中,建立准确的加工工序模型是实现航空类零件智能加工的关键技术。为了获得复杂零件准确的加工工序模型,提出一种基于变形映射的多轴粗加工工序模型建立方法。介绍变形映射技术的理论基础,建立三次埃尔米特超限插值的变形映射模型,并分析变形映射模型中影响工序模型几何形状的工艺参数;根据工艺约束的分析结果对工艺参数进行设计,并将带工艺约束的工艺参数引入到变形映射建模方法中来构造工序模型。在一类复杂航空零件上进行验证。算例表明,该方法能够在控制当前加工余量的情况下构造复杂零件多轴粗加工的工序模型,可缩短零件的总加工时间,在一定程度上改善了加工效率。

基于UG数控加工的MBD工序模型建模方法研究

MBD工序模型是数字化设计技术发展的产物,已逐渐成为产品制造的依据。针对当前通过传统建模方法创建工序模型效率低,模型准确性差直接导致数控程序编制质量低的问题,提出了基于UG数控加工建立MBD工序模型的方法。首先将零件模型和毛坯模型进行装配,然后基于UG软件进行数控加工编程,最后利用UG数控仿真功能进行加工仿真并建立MBD工序模型。应用实例表明,该方法既能提高MBD工序模型的创建效率,同时能保证数控程序和工序模型的正确性。

基于制造特征的三维工序模型构建方法

为了在零件加工过程中能给实现制造毛坯的动态演变,提出了一种基于制造特征的三维工序模型构建方法。首先,提出了一种制造特征库的构建方法,包括制造特征的表达、加工元的表达以及制造特征与加工元关联关系的定义。接下来,基于制造特征库,从零件的几何模型中自动获取制造特征的定位参数和定形参数,然后通过给定的刀具半径和加工余量,实现加工元的定位和实例化,与毛坯做布尔运算,生成三维工序模型。最后,通过实例验证了该方法的有效性和可行性。

基于特征本体的三维工序模型生成方法研究

为了研究3D-CAPP技术,通过构建三维工序模型作为信息载体实现设计和制造信息的共享。首先提出了基于特征本体的工艺知识管理方法,分析了特征本体的构建思想,阐述了在Pro/NC模块下面向特征本体信息生成工序模型的原理及整体构建框架。研究了毛坯模型转换、特征本体信息向NC操作命令映射、工序模型配置管理关键技术。最后结合实例,验证了该方法的应用过程,实现了三维工序模型的有效构建和表达。

基于刀轨的三维工艺全信息工序模型构建

三维工艺全信息工序模型贯穿整个三维工艺设计、制造过程。在三维工艺全信息工序模型的构建中,能否对中间工序模型进行快速建模直接影响了三维工艺全信息工序模型构建的效率。为了提高已有三维工艺设计系统的适用性,便于对其进行推广应用,提供了一种基于刀轨的工序模型生成方案,通过计算刀具沿刀轨运动所成包络面来切削毛坯零件,实现仿真切削,形成本步工序模型,并对通过在此工序模型上添加零件几何信息、工艺信息来构建三维工艺全信息工序模型的方法进行了探讨。通过实例验证了该理论方法的可行性。

面向铣削类零件的三维工序模型构建方法

为了在三维CAPP系统中实现铣削类零件由初始毛坯向最终零件的动态演变,提出了一种面向铣削类零件的三维工序模型构建方法。首先,研究了曲线和偏置曲线的表达、直线段和弧线段的偏置及交点的计算规则;接着,以给定的余量值和刀具半径作为偏移量,对制造特征的外环曲线进行偏置以计算获得偏置曲线;然后,通过拉伸偏置曲线并与前驱工序模型进行布尔运算,完成三维工序模型的生成。最后,通过实验验证了该方法的有效性和可行性。