基于工艺路径规划的加工工序模型构建研究
发布时间：2021-12-31 22:19
制造业是国民经济的基础产业,同时也是支柱产业,是一个国家经济实力与其竞争力的重要标志。智能化、数字化制造是将先进制造技术和数字化技术用于产品的全生命周期,实现产品的设计和功能的仿真。基于模型的定义（Model-Based Definition,MBD）技术是现今数字化设计的主流模式。工艺知识表达等已成为数字化设计模型向智能化工艺信息模型构建与规划的新需求。三维MBD工序模型的创建是现代化三维数字化设计的基础,对机械行业的发展起着关键性的作用。为实现三维设计模型到工序模型的快速建立,本文利用UG平台、二次开发技术和以MBD设计模型为单一数据源进行基于工艺路径规划的三维工序模型的创建与系统开发。论文的主要研究内容如下:首先,对基于图的制造特征关联关系模型构成进行了详细介绍。并给出了建模方法,先由三维标注信息和制造特征属性邻接图的关系推断出模型特征面间的位置关系,构建其位置关系图,然后通过判定方法从位置关系图中提取出高层次制造特征间的关联关系,创建制造特征关联关系模型,为后续工艺路径规划做准备工作。其次,遍历制造特征关联关系图,由制造特征间关系计算出制造特征的序列系数。同时根据制造特征相关信...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MBD模型的内容
西安建筑科技大学硕士学位论文12图2.1工步、工序与三维工序模型的关系特征间的位置关系：位置关系是对象之间的相互关系、相互限制，不能独立存在。几何类型反应了几何体的形状和相对位置关系，是对变量几何的类型、属性、定形和定位的限制，可以表示几何元素之间的固定关系，如平行、垂直、相切等相对位置关系，特征定义本身就对图形特征位置关系有着隐含表达。同时尺寸标注也是用于固定几何元素或元素间相对位置关系的，如各种距离、两面夹角、圆的半径等等。故本文将根据标注信息及特征的相关信息，利用图模型表示出特征之间的位置关系，并在其基础上推断出大粒度制造特征间的关联关系，创建制造特征关联关系模型为后续工艺路径规划做准备工作。工艺约束关系：为了确保零件在加工过程中不被破坏并且减少加工时间和加工成本，加工元之间只有满足工艺约束关系的加工序列才是可行的。因此，需要对约束关系进行分析：a.典型工艺约束关系：先进行粗加工，再进行精加工，最后进行光整加工；先加工基准表面，后加工其它表面；先加工平面，后加工平面上的孔；先加工主要表面，后加工次要表面。典型工艺约束关系主要用来保证零件的加工精度和表面质量。b.组合约束关系：随着机械设备的加工能力的日益增强，工序集中原则正愈来愈受重视，成为了工艺路线优化必须考虑的一个重要因素。工序集中原则是指对零件的各个表面的加工应该集中在较少的工序中进行，每个工序应该尽可能加工较多的内容。根据工序集中原则，相同类型的特征、不同特征的相同加工阶段的加工元、需要相同的制造资源(机床、刀具、夹具等)的加工元等应该分别安排在一起加工。
西安建筑科技大学硕士学位论文13工艺路径规划：在特征识别结果的基础上，将制造特征的加工方法分解为加工元。根据加工元间的工艺约束条件可以确定零件的可行加工元序列，但该序列可能不一定是最优序列，故需要对其进行工艺路径规划。就是从大量可行加工元序列中选出最优序列，本文以加工辅助用时最少为优化目标，将工艺路径规划问题转化为从可行加工元序列中寻找刀具，机床，夹具变换次数最少的序列问题。2.2.2三维MBD工序模型定义三维MBD工序模型是指在计算机辅助工艺设计过程中每一道工序加工后形成的三维模型，是工艺信息的载体。三维MBD工序模型是以零件的设计模型为基础，以加工工艺信息为建模指导，可将产品的制造加工过程用三维可视化的方法形象地进行展示。工序模型包含本道工序内容、加工设备及加工方法等工艺信息，是一个面向设计和制造人员的完整信息集成模型。该模型通过对每道工序及各工序和相邻工序模型间的关系进行研究分析，来定义三维MBD工序模型。由几何实体、工序信息及标注信息三部分组成。具体内容如图2.2所示。图2.2三维MBD工序模型定义零件MBD工序模型以三维几何实体模型为载体，标注信息、工序信息等作为辅助信息与三维几何实体模型相关联；几何实体包括加工几何和辅助几何，加工几何指与本道工序加工过程有关的几何部分；从几何实体中除去加工几何的部分称为辅助几何；工序信息包括工序内容，加工方法、加工设备等内容；标注信息和工序信息以几何实体模型为载体，共同构成了完整的零件三维MBD工序模型[37]。可用公式表示如下[10]：111iiiijiiikikjktnmtPMGMENoteA(2-1)
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于特征主基面的相交特征识别[J]. 成彬,丁君利. 机床与液压. 2019(01)
[2]基于MBD模型的工序模型构建方法[J]. 于勇,周阳,曹鹏,赵罡. 浙江大学学报(工学版). 2018(06)
[3]基于知识与遗传算法混合的薄壁多腔件加工元排序方法[J]. 魏涛,张丹,夏三星,左敦稳,徐锋. 机械制造与自动化. 2018(03)
[4]航天器三维协同研制标准体系研究[J]. 石胜友,袁义,郎静宏,张辉,石倩. 航天标准化. 2018(01)
[5]基于MBD的装配管理系统的应用研究[J]. 陈艳艳,郭虹,郝永平. 成组技术与生产现代化. 2016(01)
[6]NX环境下MBD模型信息的获取[J]. 成彬,白茜,田莹莹. 煤矿机械. 2015(12)
[7]基于MBD的三维模型信息标注与管理[J]. 成彬,田莹莹,白茜. 煤矿机械. 2015(11)
[8]基于约束矩阵的启发式工序排序方法[J]. 彭关伟,乔立红,胡权威. 计算机集成制造系统. 2016(04)
[9]复杂零件三维中间工序模型逆向生成技术[J]. 张辉,刘华昌,张胜文,张健. 计算机集成制造系统. 2015(05)
[10]基于模型定义的阀门产品全三维数字化设计技术应用[J]. 方忆湘,杨铁男,魏江涛,靳江艳,黄风山. 组合机床与自动化加工技术. 2014(11)
博士论文
[1]面向三维数字化制造的机加工艺设计与优化技术研究[D]. 辛宇鹏.西北工业大学 2015
硕士论文
[1]轴类零件MBD工序模型的研究[D]. 姚鹏鹏.中北大学 2018
[2]NX环境下MBD全息模型表达方法研究[D]. 苗凤金.中北大学 2018
[3]航天壁板类零件MBD制造模型的建立与应用技术研究[D]. 张瑞廷.中北大学 2017
[4]基于MBD的航空结构件数控加工工艺设计技术研究[D]. 魏涛.南京航空航天大学 2017
[5]基于MBD的零件工艺信息模型建模方法研究与实现[D]. 庄乾宇.中北大学 2016
[6]基于MBD的三维CAD模型信息标注研究[D]. 田莹莹.西安建筑科技大学 2016
[7]基于MBD的数控加工工艺模型及设计系统研究[D]. 吴容.南京航空航天大学 2016
[8]基于全三维制造特征的高效工艺决策方法研究[D]. 寇林风.沈阳航空航天大学 2016
[9]雷达零件三维工序模型快速生成关键技术研究[D]. 房文林.南京航空航天大学 2015
[10]基于MBD制造特征的三维数控工艺技术研究[D]. 伞雷.沈阳航空航天大学 2015
本文编号：3561091
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MBD模型的内容
西安建筑科技大学硕士学位论文12图2.1工步、工序与三维工序模型的关系特征间的位置关系：位置关系是对象之间的相互关系、相互限制，不能独立存在。几何类型反应了几何体的形状和相对位置关系，是对变量几何的类型、属性、定形和定位的限制，可以表示几何元素之间的固定关系，如平行、垂直、相切等相对位置关系，特征定义本身就对图形特征位置关系有着隐含表达。同时尺寸标注也是用于固定几何元素或元素间相对位置关系的，如各种距离、两面夹角、圆的半径等等。故本文将根据标注信息及特征的相关信息，利用图模型表示出特征之间的位置关系，并在其基础上推断出大粒度制造特征间的关联关系，创建制造特征关联关系模型为后续工艺路径规划做准备工作。工艺约束关系：为了确保零件在加工过程中不被破坏并且减少加工时间和加工成本，加工元之间只有满足工艺约束关系的加工序列才是可行的。因此，需要对约束关系进行分析：a.典型工艺约束关系：先进行粗加工，再进行精加工，最后进行光整加工；先加工基准表面，后加工其它表面；先加工平面，后加工平面上的孔；先加工主要表面，后加工次要表面。典型工艺约束关系主要用来保证零件的加工精度和表面质量。b.组合约束关系：随着机械设备的加工能力的日益增强，工序集中原则正愈来愈受重视，成为了工艺路线优化必须考虑的一个重要因素。工序集中原则是指对零件的各个表面的加工应该集中在较少的工序中进行，每个工序应该尽可能加工较多的内容。根据工序集中原则，相同类型的特征、不同特征的相同加工阶段的加工元、需要相同的制造资源(机床、刀具、夹具等)的加工元等应该分别安排在一起加工。
西安建筑科技大学硕士学位论文13工艺路径规划：在特征识别结果的基础上，将制造特征的加工方法分解为加工元。根据加工元间的工艺约束条件可以确定零件的可行加工元序列，但该序列可能不一定是最优序列，故需要对其进行工艺路径规划。就是从大量可行加工元序列中选出最优序列，本文以加工辅助用时最少为优化目标，将工艺路径规划问题转化为从可行加工元序列中寻找刀具，机床，夹具变换次数最少的序列问题。2.2.2三维MBD工序模型定义三维MBD工序模型是指在计算机辅助工艺设计过程中每一道工序加工后形成的三维模型，是工艺信息的载体。三维MBD工序模型是以零件的设计模型为基础，以加工工艺信息为建模指导，可将产品的制造加工过程用三维可视化的方法形象地进行展示。工序模型包含本道工序内容、加工设备及加工方法等工艺信息，是一个面向设计和制造人员的完整信息集成模型。该模型通过对每道工序及各工序和相邻工序模型间的关系进行研究分析，来定义三维MBD工序模型。由几何实体、工序信息及标注信息三部分组成。具体内容如图2.2所示。图2.2三维MBD工序模型定义零件MBD工序模型以三维几何实体模型为载体，标注信息、工序信息等作为辅助信息与三维几何实体模型相关联；几何实体包括加工几何和辅助几何，加工几何指与本道工序加工过程有关的几何部分；从几何实体中除去加工几何的部分称为辅助几何；工序信息包括工序内容，加工方法、加工设备等内容；标注信息和工序信息以几何实体模型为载体，共同构成了完整的零件三维MBD工序模型[37]。可用公式表示如下[10]：111iiiijiiikikjktnmtPMGMENoteA(2-1)
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于特征主基面的相交特征识别[J]. 成彬,丁君利. 机床与液压. 2019(01)
[2]基于MBD模型的工序模型构建方法[J]. 于勇,周阳,曹鹏,赵罡. 浙江大学学报(工学版). 2018(06)
[3]基于知识与遗传算法混合的薄壁多腔件加工元排序方法[J]. 魏涛,张丹,夏三星,左敦稳,徐锋. 机械制造与自动化. 2018(03)
[4]航天器三维协同研制标准体系研究[J]. 石胜友,袁义,郎静宏,张辉,石倩. 航天标准化. 2018(01)
[5]基于MBD的装配管理系统的应用研究[J]. 陈艳艳,郭虹,郝永平. 成组技术与生产现代化. 2016(01)
[6]NX环境下MBD模型信息的获取[J]. 成彬,白茜,田莹莹. 煤矿机械. 2015(12)
[7]基于MBD的三维模型信息标注与管理[J]. 成彬,田莹莹,白茜. 煤矿机械. 2015(11)
[8]基于约束矩阵的启发式工序排序方法[J]. 彭关伟,乔立红,胡权威. 计算机集成制造系统. 2016(04)
[9]复杂零件三维中间工序模型逆向生成技术[J]. 张辉,刘华昌,张胜文,张健. 计算机集成制造系统. 2015(05)
[10]基于模型定义的阀门产品全三维数字化设计技术应用[J]. 方忆湘,杨铁男,魏江涛,靳江艳,黄风山. 组合机床与自动化加工技术. 2014(11)
博士论文
[1]面向三维数字化制造的机加工艺设计与优化技术研究[D]. 辛宇鹏.西北工业大学 2015
硕士论文
[1]轴类零件MBD工序模型的研究[D]. 姚鹏鹏.中北大学 2018
[2]NX环境下MBD全息模型表达方法研究[D]. 苗凤金.中北大学 2018
[3]航天壁板类零件MBD制造模型的建立与应用技术研究[D]. 张瑞廷.中北大学 2017
[4]基于MBD的航空结构件数控加工工艺设计技术研究[D]. 魏涛.南京航空航天大学 2017
[5]基于MBD的零件工艺信息模型建模方法研究与实现[D]. 庄乾宇.中北大学 2016
[6]基于MBD的三维CAD模型信息标注研究[D]. 田莹莹.西安建筑科技大学 2016
[7]基于MBD的数控加工工艺模型及设计系统研究[D]. 吴容.南京航空航天大学 2016
[8]基于全三维制造特征的高效工艺决策方法研究[D]. 寇林风.沈阳航空航天大学 2016
[9]雷达零件三维工序模型快速生成关键技术研究[D]. 房文林.南京航空航天大学 2015
[10]基于MBD制造特征的三维数控工艺技术研究[D]. 伞雷.沈阳航空航天大学 2015
本文编号：3561091
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/3561091.html
