基于特征的箱体类零件三维工艺设计关键技术研究

发布时间：2017-04-09 17:21

  本文关键词：基于特征的箱体类零件三维工艺设计关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于三维环境的设计制造集成是实现数字化制造的关键,而三维工艺设计是实现基于三维环境的设计制造集成的重要环节,是数字化制造的重要研究方向。由于工艺设计的复杂性,目前实现随着三维CAD技术的不断发展,三维环境下的工艺设计仍有许多难题。已经是现今生产系统的一个热门发展趋势。本文结合科研项目,针对现阶段三维工艺设计中所存在的研究存在的问题,开展了三维环境下工艺设计的关键技术研究,形成了一定研究成果。本文主要研究内容如下:(1)提出了基于统一数据模型的箱体设计-制造集成框架。根据箱体研制需求,提出统一数据模型的概念,并分析了各阶段统一数据模型的信息内容;以此为基础研究了基于统一数据模型的箱体设计-制造集成的模式,将统一数据模型贯穿于箱体研制的整个周期中,以保证数据源的唯一性和完整性。(2)提出了基于制造特征的制造资源能力建模方法。依据制造特征的概念,对机床和工装能力信息进行了形式化描述,设计了基于制造特征的制造资源定义方法,对制造资源能力信息进行描述,并设计了机加方法库模型,最终构建了基于特征的制造资源能力模型,为工艺设计提供基础。(3)通过分析箱体类零件的特征,提出了基于图的箱体零件制造特征识别方法。研究了组成特征的面、边属性,提出了基于邻接图的制造特征表示方法;分析了箱体类零件的常用特征并基于面邻接图对常用特征进行预先建模;设计了基于图论的箱体设计模型特征的识别方法,提取了箱体零件的制造特征。(4)提出了基于加工元的三维工艺规划方法。基于加工元的概念对单个制造特征进行工艺过程建模;针对零件提取所有加工元,依据精度原则等提出了加工元的分组方法;以此为基础提出采用模拟退火和蚁群算法相结合的混合式算法实现箱体零件的工艺路线优化决策方法,并给出了基于特征的工序模型生成方法。(5)以本文所述理论为基础,结合三维设计软件Pro/ENGINEER,设计开发了箱体设计-制造集成平台和箱体三维工艺设计系统。
【关键词】：制造特征 特征识别 制造资源建模 加工元 三维工艺设计
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH122
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 引言9-10
• 1.1.1 选题背景9
• 1.1.2 课题来源9
• 1.1.3 课题研究目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状及不足10-16
• 1.2.1 研究现状10-16
• 1.2.2 现阶段研究不足之处16
• 1.3 本文的主要内容及组织结构安排16-18
• 第2章 基于统一数据模型的箱体设计-制造集成框架18-35
• 2.1 引言18-19
• 2.2 箱体统一数据模型的定义19-29
• 2.2.1 箱体统一数据模型概述19-20
• 2.2.2 基于统一数据模型的箱体设计模型定义20-24
• 2.2.3 基于统一数据模型的箱体铸造模型定义24-26
• 2.2.4 基于统一数据模型的箱体工艺模型定义26-28
• 2.2.5 基于统一数据模型的箱体制造模型定义28-29
• 2.3 基于统一数据模型的箱体设计-制造集成模式研究29-32
• 2.3.1 设计-制造集成的概念30
• 2.3.2 箱体设计-制造集成模式研究30-32
• 2.4 基于制造特征的箱体零件三维工艺设计流程32-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第3章 基于特征的制造资源能力构建技术35-44
• 3.1 引言35
• 3.2 基于特征的制造资源能力建模35-41
• 3.2.1 基于特征的机床能力建模37-38
• 3.2.2 基于特征的工装能力建模38-40
• 3.2.3 基于特征的机加方法库构建技术40-41
• 3.3 基于特征的制造资源能力建模实现技术41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 基于图的特征识别技术44-61
• 4.1 引言44
• 4.2 特征和特征识别相关定义44-48
• 4.2.1 特征的定义44-45
• 4.2.2 特征的分类45-46
• 4.2.3 箱体零件制造特征46-47
• 4.2.4 特征识别的定义47-48
• 4.3 基于图的特征识别方法48-56
• 4.3.1 基于图的特征识别方法概述48
• 4.3.2 UDF的定义和命名48-50
• 4.3.3 基于图的特征匹配算法50-56
• 4.4 基于图的特征识别技术实例验证56-59
• 4.5 本章小结59-61
• 第5章 基于加工元的三维工艺规划技术61-72
• 5.1 引言61
• 5.2 基于加工元的工艺模型表示61-62
• 5.2.1 加工元定义61
• 5.2.2 加工元分组61-62
• 5.2.3 工艺模型表示62
• 5.3 基于加工元的工艺路线优化决策62-66
• 5.3.1 基于加工元的工艺路线决策过程描述62-63
• 5.3.2 基于工艺规则的加工顺序推理方法63
• 5.3.3 工艺路线决策求解算法63-66
• 5.4 基于特征的工序模型生成技术66-68
• 5.5 箱体三维工艺规划实例验证68-71
• 5.6 本章小结71-72
• 第6章 基于制造特征的三维工艺设计系统实现72-84
• 6.1 引言72
• 6.2 系统概况72-73
• 6.2.1 系统的功能框架72-73
• 6.2.2 开发和运行环境73
• 6.3 系统运行实例73-83
• 6.3.1 箱体设计-制造集成平台73-75
• 6.3.2 制造资源建模模块75-78
• 6.3.3 箱体工序几何模型生成模块78-79
• 6.3.4 箱体三维工艺规划模块79-83
• 6.4 本章小结83-84
• 总结与展望84-86
• 全文总结84-85
• 展望85-86
• 参考文献86-90
• 攻读学位期间发表论文与研究成果90-91
• 致谢91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 余强;张海盛;梁丽;;基于能力的制造资源模型研究[J];工程设计学报;2006年01期

2 朱海平;肖诗旺;黄刚;;基于遗传算法的工艺过程排序研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2006年03期

3 宋玉银,褚秀萍,蔡复之;基于STEP的制造资源能力建模及其应用研究[J];计算机集成制造系统-CIMS;1999年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈永府;基于三维几何模型的计算机辅助工艺规划技术[D];华中科技大学;2006年

  本文关键词：基于特征的箱体类零件三维工艺设计关键技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：295762