基于特征的零件设计过程模型研究

《基于特征的零件设计过程模型研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于特征的零件设计过程模型研究

2、第1在计算机集成制造环境里，人机之间良好的交互界面应使设计者能够完成全局产品信息建模，更确切地说，设计阶段产生的数据应能驱动后面的一系列活动，如编制工艺规程、数控加工、有限元分析等等．实体模型仅能在计算机中提供产品的几何形状信息，而不能提供表面粗糙度、材料性能、加工要求等重要的产品信息．因此，实体模型与产品模型还有很大的差距，为了克服上述不足，出现了特征造型和基于特征的设计．特征是具有工程含义的几何实体，特征模型之所以比实体模型更高一层，是因为它表达的产品模型兼含语义和形状两方面的信息，而特征语义包含着设计和加工信息，设计人员不必关注组成特征的几

3、何细节，而是用熟悉的工程术语阐述设计意图．这为基于特征的设计提供了方便的设计环境，成为ＣＡＤ/ＣＡＭ之间联系的纽带．１　基于特征的零件设计过程模型在工程设计过程中，零件设计模块是三维ＣＡＤ软件中重要模块之一，通过该模块完成零件设计整个过程，系统采用工程师设计术语（这里称为特征），动态捕捉设计意图，特征之间相互叠加操作构成零件．特征可分为以下三大类：１）参数定义特征　特征的形状由一系列参数决定，例如，圆柱体、直孔、直槽、螺纹等特征，这类特征的定义十分方便，用户只需输入参数即可．２）基准特征　又称辅助特征．在零件的构造过程中，大量使用辅助平面、轴线、辅助点和相对坐标，这类不构成零件

4、表面形状的特征统称为基准特征（即基准平面、基准轴、基准点等等）３）草图定义特征　又称用户自定义特征．这类特征是由二维截面按不同产生形成三维实体，具体产生方式有拉伸、旋转、扫描、蒙面等．零件的形成过程就是不断创建特征和对特征进行定位的过程，通过特征操作完成对零件的设计，一般来说，完成一个零件的构造可以由图１所示基本步骤组成。由以色列Ｃｉｍａｔｒｏｎ公司研制的高级软件——Ｃｉｍａｔｒｏｎ，可利用特征非常灵活地定义、修改参数和约束，不受特征生成秩序的限制，这种简捷的交互意味着高效的设计和优化．２　Ｃｉｍａｔｒｏｎ中基本特征生成方法按不同的分类方法，特征有各种各样类型，按特征的性质分类

5、有形状特征、材料特征、精度特征、工艺特征、装配特征等，本文主要讨论用Ｃｉｍａｔｒｏｎ生成形状特征的过程．通常进入Ｃｉｍａｔｒｏｎ的ＣＩＭＭＤ三维造型设计、绘图基本模块时，当屏幕上无实体，往往需要建立一些基准平面、基准轴线、参考曲线等．生成实体基于特征的方法有：１）拉伸体　用拉伸方法定义三维实体，由以下步骤组成：（１）作端（基）面图．可以通过作直线、矩形、圆、圆弧、样条曲线等组成；（２）标注尺寸（如不注尺寸，将来无法修改）；（３）给出增量；（４）返回ＩＳＯ三维图；（５）光照，可观察实体图．２）导动体　一截面沿一条轨迹导动而形成实体．（１）进入导动环境；（２）选择轨迹和截面形式；

6、（３）定义草图平面，画轨迹线并标注尺寸；（４）修改平面，画各截面并标尺寸．３）打孔　打孔可以制作定制孔（Ｓｈａｐｅｄ），直线的（Ｓｔｒａｉｇｈｔ），共轴的（Ａｘｉｓ）３种孔．（１）定义草图平面；（２）定出和标注孔的中心点位置；（３）画出及标注孔截面尺寸．４）旋转体　即由一个二维轮廓绕一轴旋转而形成实体．（１）进入实体造型环境；（２）确定作图平面；（３）定义旋转轴线；（４）画二维轮廓图；（５）定义旋转角度并旋转．Ｃｉｍａｔｒｏｎ中基本特征生成方法有多种，在ＣＩＭＭＤ模块中可很方便调用，下面以几个工程实体，详细说明用特征生成零件的过程．３　应用与分析3．1实体造型生成实体的主要特

7、征之一，实体拉伸．主要应用ＣＲＥＡＴＥ/ＥＸＴＵＲＥ的ＡＤＤ和ＲＥＭＯＶＥ命令进行拉伸和切割出实体形状，并结合局部特征命令ＤＥＴＡＬＬ，参考命令ＤＡＴＵＭ及拷贝命令ＣＯＰＹ生成实体特征．以六角薄螺母为例（ＧＢ６１７２－８６Ｍ１６），如图２所示．１）ＣＲＥＡＴＥ/ＥＸＴＵＲＥ/ＡＤＤ拉伸螺母体D＝２６．７５，M＝８。２）ＤＥＴＡＬＬ/ＥＤＧＥＤＲＩＶＥＲ/ＲＥＭＯＶＥ挖倒角Ф＝２５倒角圆直径＝２６．７５×ｃｏｓ（３０）＝２３．１６５故倒角长度＝（２６．７５－２３．１７）/２＝１．７９３）切角　ＣＲＥＡＴＥ/ＥＸＴＵＲＥ/ＲＥＭＯＶＥ画与内圆相切直线，画与圆弧重合弧中键退出/ＴＨ

8、ＲＯＵＧＨ/ＡＰＰＬＹ４）拷贝　ＤＡＴＵＲＭ/ＡＸＩＳ/ＣＥＮＴＲＥ作轴线ＣＯＰＹ/ＣＯＰＹＦＥＡＴＵＲＥ/ＲＯＴＡＴＥＳＩＮＧＬＥ＝６０　ＮＵＭ＝６　作圆内孔d＝１６3．2螺纹件生成分析生成实体的特征之二，实体导动、布尔运算．首先按标准生成螺旋线，主要输入半径值ＲＡＤＩＯＵＳ，圈数ＴＨＲＥＡＤＯＵＳ．ＴＨＲＥＡＤＯＵＳ＝线长L/螺距M．再画出牙型，按标准形状去掉正三角形头部及保留齿间间距，导动生成螺纹，最后布尔运算切除头部，以平滑过渡更接近实际形状．以六角头螺栓（ＧＢ５７８３－８６螺