基于特征的三维工序模型自动生成技术的研究与应用

在三维零件加工工艺规划系统中工序模型自动创建是其的核心功能,为了提高三维工序模型建模的速度和质量,提出了一种基于特征切削体的工序模型自动建模方法,即当前工序的工序模型为前一工序模型“减去”特征切削体模型。它首先利用加工特征和加工特征工步建立工序模型与工艺过程的关联关系,并在切削体库中通过加工特征匹配得到特征切削体;然后根据加工特征的尺寸参数和定位参数,实例化特征切削体,并确定其定形参数和定位参数,最终形成切削模型;最后将前道工序模型与特征切削体模型做布尔减运算,则得到当前工序的工序模型。这种方式以加工特征和特征切削体为核心、以毛坯模型为基础,以工艺信息为依据,以余量尺寸为驱动,按实际加工顺序正向生成各工序模型,这种正向的工序模型生成方法和现实的零件加工过程是一致的,经过在企业的应用验证,完全满足企业应用需求,大大降低工艺人员在工序模型的工作量,使其有更多的精力和时间进行工艺改进和工艺创新工作,提升我国制造企业工艺水平和工艺能力。

三维CAD软件性能自动化测试与变粒度可视评价

针对三维CAD软件性能指标缺乏参照基准而难以量化、现有软件性能评价方法不够直观等不足,提出了基于自动化测试与三角变换的三维CAD软件性能变粒度可视评价方法。首先,开发三维CAD软件统一测试接口和自动化测试工具,设计测试用例,通过相同的工具和用例对各三维CAD软件进行统一自动化测试,获取性能数据,通过国外对标软件测试建立参照基准,实现性能指标的量化;其次,对性能测试数据进行预处理,根据各指标的重要性构造归一化数据矩阵,通过三角多项式变换分别构造粗、细粒度下三维CAD软件性能的调和曲线图,引入基于乐观锁思想的数形结合法,基于格拉布斯准则与数形结合法检验数据的有效性;最后,通过变粒度的调和曲线可视聚类分析,直观得出三维CAD软件性能的评价结果。实例结果表明:所提方法能实现国产软件与对标软件性能的差异分析,直观地获得了三维CAD软件性能评价结果,为用户选择合适的软件提供了直观的决策依据,并与一般的基于层次分析的评价方法进行一致性比较,验证了所提方法的可靠性和有效性。

基于MBD的三维工艺在机匣产品制造中的应用研究

航空发动机机匣产品的结构复杂、制造精度高,产品加工难度很大。为了提高航空发动机机匣产品的工艺设计效率和质量,分析了机匣零件三维工艺设计需要解决的问题,研究了三维工艺设计的方法,并构建了机匣零件三维工艺设计技术路线。通过某机匣产品验证了三维工艺技术的可行性,为三维工艺在航空发动机的应用推广打下了坚实的基础。

基于三维模型的消耗式装配工艺方法研究

复杂产品的装配工艺对齐套性、一致性和完整性有很高要求,需要支持在BOM变迁的情形下实现基于模型的可视化装配。通过研究多BOM的数据关系与变迁过程,建立了可追溯的BOM静态信息模型和BOM变迁的动态过程模型。提出了基于路径与零件实例的从PBOM到MBOM的消耗式物料分配方法,并使用三维坐标动态运算的方式来保证三维模型组装与显示的正确性。依据此方法设计了内存数据结构,进行了系统功能实现和验证,证明该方法满足实际的应用要求。

基于Romax的高速动车牵引齿轮综合修形设计

牵引齿轮修形是减小振动噪声、改善传动性能、提高乘客舒适度的常见方法。以CRH380A高速动车组G301牵引齿轮为研究对象,利用Romax软件构建齿轮副动力学仿真模型,在高速运行工况下对齿轮传动系统进行动态接触分析,基于接触斑点、啮合错位量等分析结果,提出全齿廓结合齿向的综合修形方法,并以传动误差和单位长度法向载荷变化量作为修形效果的评价指标。仿真表明,采用提出的综合修形方法,齿轮副的传动误差幅值和最大单位长度载荷分别降低了16.75%、9.80%,有效改善了齿轮的传动性能,减小了传动的啮合冲击,从而降低振动噪声,提升了乘客的舒适度。

通过三维软件PDF自适应转换实现工艺卡片二维工程简图的高清显示

计算机辅助工艺设计(CAPP)的工艺卡片常常需要显示零部件简图,简图一般来自企业三维软件的二维工程图。为了提高工程图在工艺卡片中显示的清晰度,实现编辑管理一体化,将三维软件自身输出的PDF矢量图转换成图片,实现工程图与CAPP工艺卡片简图区集成的高清显示,以及将重新修改后的工程图自动同步到简图区,自动管理工程图、PDF、图片等文件及其对应关系。应用表明,所提方法为开目CAPP的用户进行工艺设计带来了更好的体验,较好地解决了工艺设计人员在开目CAPP工艺卡片中不能显示和编辑三维软件二维工程图的问题。

一种面向文档管理的分布式事务模型

文档管理包括数据库中文档对象的管理和实体文件的管理。由于数据库文档对象和实体文件对象不在同一个事务作用域中,造成文档对象属性不能和实体文件状态保持一致。提出一种统一分布式事务模型,将对数据库中文档对象和实体文件的管理纳入到同一事务作用域中,解决了文档对象属性和实体文件状态不一致的问题。另外,就文件上传和文件删除两种应用场景给出了具体的解决方案。实践证明,所提出的模型可以满足一致性要求,具备较好的实用性。

基于元数据的结构化工艺系统构建方法研究

结构化工艺具有复杂性高、多样性强的特点。为了构建一个面向不同行业、不同用户的通用结构化工艺平台,分析了结构化工艺的数据类型、特性和关系等,建立了统一的结构化工艺信息模型。提出了基于元数据建模和服务的结构化工艺层次架构,并在实践中进行了应用和验证,证明了基于元数据的结构化工艺系统构建方法的有效性。

基于特征矩阵的大型舱体类构件毛坯模型复杂特征分层识别方法

大型舱体类构件是大飞机、火箭等航空航天飞行器型号的重要部件,具有众多复杂内部相交特征,给其内部特征的准确识别带来极大挑战,毛坯模型内部特征的有效识别是实现加工余量确定、切削参数优化及刀具路径规划的重要基础。提出了一种基于特征矩阵的大型复杂构件毛坯模型相交特征分层识别算法,实现基于毛坯模型几何拓扑信息的多层次复杂相交特征识别。首先使用阈值分割法识别和剔除大型复杂构件毛坯模型伪特征及其数据,进行毛坯模型优化。然后构建该优化毛坯模型的属性邻接图,采用分层识别方法对构件的优化毛坯模型相交特征进行分层处理,得到单一特征并计算其特征矩阵。将多类型单一特征均转换为特征矩阵,建立特征匹配库。最后将特征矩阵与特征库进行匹配,以进行模型相交特征准确识别。对具有多种特征的舱体零件毛坯模型进行实例验证,通过准确识别多类型特征分别验证了该算法的可行性和有效性。

基于流程驱动和模型定义的航空发动机机匣三维工艺设计及应用

航空发动机机匣的复杂结构特征和加工变形控制,决定了机匣工艺设计的复杂性,如何实现高效率、高质量的工艺设计,成为型号研制的重要研究方向。随着航空发动机研制换代,机匣结构功能设计呈现复杂化和复合化的趋势机匣结构属于典型的精度高、结构复杂、易变形的薄壁零件,突出问题在于工艺设计的快速反应能力和薄壁难加工材料的变形控制[1]。