面向并行工程的零件可制造性评价方法研究
发布时间：2021-01-16 21:39
提高产品质量、降低生产成本、缩短开发时间是制造业在全球激烈竞争的市场上取得成功和发展的关键因素和永恒的追求目标，并行工程的产品开发哲理、设计与制造集成的开发方式是近年来人们的研究热点。本文提出一个面向数控机床和金属切削加工零件的计算机辅助可制造性评价的系统方法，采用在产品设计过程中逐步评价和设计完成之后的整体评价相结合的评价策略。旨在提供一个设计决策支持工具，用于在产品的详细设计过程中从制造的角度来改进设计质量和缩短设计时间。 评价一个零件的设计方案的可制造性，涉及根据制造资源判断零件的整个制造过程中各个环节的可行性和制造难易程度，包括零件的结构工艺性、零件精度设计的合理性和经济性、可装夹性、可装配性等方面，指出设计方案存在的问题、提供设计方案的制造经济指标。本文的研究内容主要涉及以下几个方面：详细设计过程中的可制造性逐步评价方法、基于简化加工工艺规划的整体可制造性评价方法、面向组合夹具的零件可装夹性评价方法等。 在本研究中，零件的设计方案以Brep实体模型表示，零件的公差和表面质量以实体模型中各个相关面的属性表示。通过自动特征识别方法获得零件的制造特...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
特别致谢
全文摘要
英文摘要
第1章 绪论
1.1 并行工程概论
1.2 面向制造的设计（DFM）与产品可制造性评价（ME）
1.3 可制造评价方法的研究状况
1.3.1 可制造性评价的策略
1.3.2 可制造性评价的尺度
1.3.3 可制造性评价与设计系统的集成程度
1.4 基于特征的可制造性评价方法与系统介绍
1.4.1 面向单个特征的定性评价方法
1.4.2 基于工艺规划的定性评价方法
1.4.3 面向整个产品模型的定量评价方法
1.4.4 具有优化设计建议功能的评价方法
1.5 产品可制造评价方法存在问题及解决对策
1.6 本文的主要研究目标
1.7 本章小结
1.8 本章参考文献
第2章 零件可制造性评价的需求分析与框架体系
2.1 设计过程中进行可制造性评价的需求分析
2.2 零件可制造性评价方法的框架体系
2.3 制造特征建模
2.3.1 制造特征建模方法介绍
2.3.2 基于最小条件子图的特征识别方法
2.3.3 制造特征参数定义
2.4 零件公差信息的建模方法
2.5 制造资源建模
2.6 本章小结
2.7 本章参考文献
第3章 详细设计过程中的逐步可制造性评价
3.1 相关研究工作介绍
3.2 逐步可制造性评价的内容和特点
3.2.1 逐步可制造性评价内容
3.2.2 逐步可制造性评价特点
3.2.3 逐步评价需要解决的关键问题
3.3 设计过程中特征模型分析及逐步评价相关概念介绍
3.3.1 逐步可制造性评价中产品模型特征数量和类型的变化
3.3.2 零件设计过程中制造特征的存在状态
3.3.3 特征存在状态的确定方法
3.3.4 制造特征的影响特征集合概念
3.4 影响特征集合的建立方法
3.4.1 通过公差关系确定影响特征
3.4.2 通过相交关系确定影响特征
3.4.3 通过特征的加工方法确定影响特征
3.5 加工顺序约束关系建立方法
3.5.1 基于相交边界信息建立相交特征加工顺序约束的原理
3.5.2 相交特征的确定方法
3.5.3 铣削加工的顺序约束关系
3.5.4 钻削加工的顺序约束关系
3.6 确定需评价特征及其参数
3.6.1 确定需进行可制造性评价的特征集合
3.6.2 特征的关键参数计算方法
3.7 评价方法的实施步骤
3.8 本章小结
3.9 本章参考文献
第4章 基于简化加工工艺的整体可制造性评价
4.1 基于规划的整体评价目标及评价方法
4.2 加工工艺自动规划的相关方法介绍
4.3 保证公差要求的简化加工工艺自动规划相关概念及公差关系初步评价
4.3.1 几个基本概念
4.3.2 公差关系初步评价
4.4 装夹自动规划过程中的加工可行性评价
4.4.1 模型分解为相同装夹特征集合
4.4.2 相同装夹特征集合可装夹性检查
4.4.3 相同装夹特征集合之间的循环约束处理
4.4.4 确定多方向特征的加工方法
4.5 建立装夹方案和加工操作排序
4.5.1 相同装夹特征集合的排序与合并
4.5.2 特征加工操作排序
4.6 可制造性评价定量指标计算
4.7 本章小结
4.8 本章参考文献
第5章 零件装夹定位可行性评价
5.1 可装夹性评价的内容、目标和评价方法
5.2 组合夹具自动规划的研究现状及存在问题
5.3 确定零件定位方案
5.3.1 评价主要定位基准
5.3.2 零件侧面定位方案建立方法
5.3.3 零件侧面定位方案的算法
5.4 装卸方便性分析
5.4.1 装卸方便性分析相关概念
5.4.2 计算定位销可见锥以及可见锥交集的算法
5.4.3 装卸可行性评价准则
5.5 可夹紧性分
5.5.1 夹紧力必须满足的条件
5.5.2 确定直线边界和圆弧边界的夹紧点范围
5.6 建立定位方案的评价准则
5.6.1 定位质量因素
5.6.2 装卸质量因素
5.6.3 夹紧质量因素
5.6.4 实例介绍
5.7 本章小结
5.8 本章参考文献
第6章 可制造性评价原型系统
6.1 原型系统结构和功能
6.1.1 系统结构
6.1.2 系统界面设计
6.1.3 系统的功能模块
6.2 实例一方形规则零件
6.3 实例二圆柱类零件
6.4 实例三不规则轮廓零件
6.5 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 进一步的研究工作展望
7.3 结束语
攻读博士学位期间完成的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向产品全生命周期的虚拟产品开发技术[J]. 宁汝新,姚珺. 中国机械工程. 2000(Z1)
[2]面向并行工程的产品设计综合评价及决策[J]. 杨培林,朱均,文永红. 西安交通大学学报. 2000(02)
[3]制造资源构造工具建模[J]. 段广洪,王云莉,毛伟,刘丹,王先逵,库冠群,庞智勤. 制造技术与机床. 2000(01)
[4]简单多边形方向与顶点凸凹性的本质联系[J]. 金文华,唐荣锡,何涛,唐卫清. 计算机工程与设计. 1999(05)
[5]表面形状为自由曲面零件的装夹设计研究[J]. 唐东,李全胜,成晔,蔡复之. 计算机集成制造系统-CIMS. 1999(04)
[6]敏捷制造中面向对象的企业信息建模技术[J]. 姜万生. 机械工业自动化. 1999(04)
[7]模具面向制造的设计研究[J]. 何汉武,熊有伦,谢健文,陈新. 华中理工大学学报. 1999(07)
[8]面向并行工程的结构工艺评价系统[J]. 黄新刚,王先逵,刘成颖,何煜琛. 机械与电子. 1999(04)
[9]敏捷夹具计算机辅助构形设计[J]. 蔡力钢,李培根,李伟,融亦鸣. 高技术通讯. 1999(05)
[10]敏捷制造中制造资源重构问题建模[J]. 毛宁,钱燕鸣,伍乃骐. 计算机集成制造系统-CIMS. 1999(01)
本文编号：2981586
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
特别致谢
全文摘要
英文摘要
第1章 绪论
1.1 并行工程概论
1.2 面向制造的设计（DFM）与产品可制造性评价（ME）
1.3 可制造评价方法的研究状况
1.3.1 可制造性评价的策略
1.3.2 可制造性评价的尺度
1.3.3 可制造性评价与设计系统的集成程度
1.4 基于特征的可制造性评价方法与系统介绍
1.4.1 面向单个特征的定性评价方法
1.4.2 基于工艺规划的定性评价方法
1.4.3 面向整个产品模型的定量评价方法
1.4.4 具有优化设计建议功能的评价方法
1.5 产品可制造评价方法存在问题及解决对策
1.6 本文的主要研究目标
1.7 本章小结
1.8 本章参考文献
第2章 零件可制造性评价的需求分析与框架体系
2.1 设计过程中进行可制造性评价的需求分析
2.2 零件可制造性评价方法的框架体系
2.3 制造特征建模
2.3.1 制造特征建模方法介绍
2.3.2 基于最小条件子图的特征识别方法
2.3.3 制造特征参数定义
2.4 零件公差信息的建模方法
2.5 制造资源建模
2.6 本章小结
2.7 本章参考文献
第3章 详细设计过程中的逐步可制造性评价
3.1 相关研究工作介绍
3.2 逐步可制造性评价的内容和特点
3.2.1 逐步可制造性评价内容
3.2.2 逐步可制造性评价特点
3.2.3 逐步评价需要解决的关键问题
3.3 设计过程中特征模型分析及逐步评价相关概念介绍
3.3.1 逐步可制造性评价中产品模型特征数量和类型的变化
3.3.2 零件设计过程中制造特征的存在状态
3.3.3 特征存在状态的确定方法
3.3.4 制造特征的影响特征集合概念
3.4 影响特征集合的建立方法
3.4.1 通过公差关系确定影响特征
3.4.2 通过相交关系确定影响特征
3.4.3 通过特征的加工方法确定影响特征
3.5 加工顺序约束关系建立方法
3.5.1 基于相交边界信息建立相交特征加工顺序约束的原理
3.5.2 相交特征的确定方法
3.5.3 铣削加工的顺序约束关系
3.5.4 钻削加工的顺序约束关系
3.6 确定需评价特征及其参数
3.6.1 确定需进行可制造性评价的特征集合
3.6.2 特征的关键参数计算方法
3.7 评价方法的实施步骤
3.8 本章小结
3.9 本章参考文献
第4章 基于简化加工工艺的整体可制造性评价
4.1 基于规划的整体评价目标及评价方法
4.2 加工工艺自动规划的相关方法介绍
4.3 保证公差要求的简化加工工艺自动规划相关概念及公差关系初步评价
4.3.1 几个基本概念
4.3.2 公差关系初步评价
4.4 装夹自动规划过程中的加工可行性评价
4.4.1 模型分解为相同装夹特征集合
4.4.2 相同装夹特征集合可装夹性检查
4.4.3 相同装夹特征集合之间的循环约束处理
4.4.4 确定多方向特征的加工方法
4.5 建立装夹方案和加工操作排序
4.5.1 相同装夹特征集合的排序与合并
4.5.2 特征加工操作排序
4.6 可制造性评价定量指标计算
4.7 本章小结
4.8 本章参考文献
第5章 零件装夹定位可行性评价
5.1 可装夹性评价的内容、目标和评价方法
5.2 组合夹具自动规划的研究现状及存在问题
5.3 确定零件定位方案
5.3.1 评价主要定位基准
5.3.2 零件侧面定位方案建立方法
5.3.3 零件侧面定位方案的算法
5.4 装卸方便性分析
5.4.1 装卸方便性分析相关概念
5.4.2 计算定位销可见锥以及可见锥交集的算法
5.4.3 装卸可行性评价准则
5.5 可夹紧性分
5.5.1 夹紧力必须满足的条件
5.5.2 确定直线边界和圆弧边界的夹紧点范围
5.6 建立定位方案的评价准则
5.6.1 定位质量因素
5.6.2 装卸质量因素
5.6.3 夹紧质量因素
5.6.4 实例介绍
5.7 本章小结
5.8 本章参考文献
第6章 可制造性评价原型系统
6.1 原型系统结构和功能
6.1.1 系统结构
6.1.2 系统界面设计
6.1.3 系统的功能模块
6.2 实例一方形规则零件
6.3 实例二圆柱类零件
6.4 实例三不规则轮廓零件
6.5 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 进一步的研究工作展望
7.3 结束语
攻读博士学位期间完成的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向产品全生命周期的虚拟产品开发技术[J]. 宁汝新,姚珺. 中国机械工程. 2000(Z1)
[2]面向并行工程的产品设计综合评价及决策[J]. 杨培林,朱均,文永红. 西安交通大学学报. 2000(02)
[3]制造资源构造工具建模[J]. 段广洪,王云莉,毛伟,刘丹,王先逵,库冠群,庞智勤. 制造技术与机床. 2000(01)
[4]简单多边形方向与顶点凸凹性的本质联系[J]. 金文华,唐荣锡,何涛,唐卫清. 计算机工程与设计. 1999(05)
[5]表面形状为自由曲面零件的装夹设计研究[J]. 唐东,李全胜,成晔,蔡复之. 计算机集成制造系统-CIMS. 1999(04)
[6]敏捷制造中面向对象的企业信息建模技术[J]. 姜万生. 机械工业自动化. 1999(04)
[7]模具面向制造的设计研究[J]. 何汉武,熊有伦,谢健文,陈新. 华中理工大学学报. 1999(07)
[8]面向并行工程的结构工艺评价系统[J]. 黄新刚,王先逵,刘成颖,何煜琛. 机械与电子. 1999(04)
[9]敏捷夹具计算机辅助构形设计[J]. 蔡力钢,李培根,李伟,融亦鸣. 高技术通讯. 1999(05)
[10]敏捷制造中制造资源重构问题建模[J]. 毛宁,钱燕鸣,伍乃骐. 计算机集成制造系统-CIMS. 1999(01)
本文编号：2981586
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