面向三维复杂零件工艺优化关键技术的研究

发布时间：2020-04-25 08:55

【摘要】： 根据现代制造业中提出的合格加工质量、高生产效率、低成本和减少对环境的负面影响等新的要求,将复杂零件的制造工艺分为加工方法、工艺路线和切削参数三个局部优化,然后利用全局优化来进行评价,得到最优的工艺。介绍了课题的背景、来源及目的,描述了复杂零件在工艺设计与优化过程中的难点,从理论和实践展开了基于三维模型提取工艺数据并进行工艺设计与优化的研究和探索。分析了特征技术在工艺设计中的应用,利用几何面描述复杂零件的加工特征,不仅能表达原有的特征信息,而且还能表达加工基准、定位基准等信息。以面的几何信息和制造信息作为基础数据进行工艺设计与优化,实现了基于统一数据模型的工艺设计优化及管理的目的。采用分层的优化策略将工艺优化分解为加工方法、工艺路线和加工参数三部分。首先根据加工特征类型、加工资源能力等进行加工方法的推理;然后根据推理的结果和相关的几何与制造信息形成定量的约束矩阵,并以变换装夹、变换机床等优化目标进行加工单元顺序优化,其中以矩阵表达加工单元之间的约束关系不仅改变了定性、描述性的约束性信息难以参与运算的缺点,而且具有更高的效率和稳定性。构建了全局的评价的方法与模型,将定性分析与定量分析相结合,构造了多个目标,并按照层次分析法,对各目标进行处理,实现工艺的全局评价,获得最佳的优化结果。建立了动态资源模型,实现了工艺资源的动态监测,通过资源动态与静态信息,提供优化的约束条件和基础数据。介绍了原型系统的结构与功能,以某零件进行工艺设计与优化,并分析结果的实用性。
【图文】：

加工特征,加工方法

图 2.3 特征与加工特征密。之间是一对多（1：n）的关系，加工特征及加工方法之间的联系操作性。如图 2.4 所示，右端削、车削和磨削都可以满足加工加工方法的选择则要根据资源能一种或几种方式进行组合来达

草图,建模方式,建模,参数

同的软件系统所提供加工特征的信息不同，，即使同一种软件，因建模方式的区别，所获得的信息也有所不同。如图 2.6 是零件在两种不同软件下采用同一种建模方式获得参数。图 2.6(a)是在UGII 下采用草图拉伸的方式进行建模，系统自动匹配相关的参数，可以实现参数化修改和设计。图 2.6(b)同样采用草图拉伸的方式建模，但在 Pro/E 环境中，模型的数据并不能以参数的形式表示，只能以标注的形式表示，不能实现参数化的修改。由此可知，不同的三维软件在模型几何上表达虽然一致，但其数据结构及管理并不相同。图 2.6(a)UGII 建模图 2.6(b)Pro/E 建模如图 2-7 中零件的特征在 UGII 下采用不同的建模方式所获得参数，所获得数据表明，不同的建模方式所获得的数据及数据结构并不相同。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH162

【引证文献】