基于特征的箱体类零件三维工艺设计关键技术研究

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1、中图分类号：TH164UDC分类号：621.7基于特征的箱体类零件三维工艺设计关键技术研究作者姓名翟德慧学院名称机械与车辆学院指导教师张发平副教授答辩委员会主席阎艳教授申请学位工程硕士学科专业机械工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月ResearchonThree-DimensionalCAPPKeyTechnologyBasedonManufacturingFeatureCandidateName：DehuiZhaiSchoolorDepartment:SchoolofMechanicalEngi

2、neeringFacultyMentor:Prof.FapingZhangChair,ThesisCommittee：Prof.YanYanDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MechanicalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方

3、外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文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

4、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

5、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

6、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I北京理工大学硕士学位论文AbstractThree-dimensionalprocessplanninghasbeenapromisingtre

7、ndinmodernmanufacturingsystemwiththedevelopmentofthree-dimensionalCADtechnology.Focusingontheproblemintheresearchofthree-dimensionalprocessplanning,thepaperincludesthefollowingwork:(1)Accordingtothedemandofboxdesign,westudytheboxdesign-manufactureintegrationmo

8、deandthenputforwardtheboxdesign-manufactureintegrationframebasedontheuniformdatamodel.Theuniformdatamodelwasimplantedallacrossdevelopmentcycleoftheboxdesigninordertoguaranteetheuni