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1、箱体零件的特征建模方法罗生梅,王,贾建军,张娜(兰州理工大学机电工程学院,甘肃兰州730050)摘要:通过分析和归纳,总结了箱体类零件的设计制造特征,阐述了特征技术的基本概念,提出了一种基于方位特征的箱体零件信息描述方法。关键词:特征;箱体零件;建模中图分类号:TP302文献标志码:A零件信息包括零件几何形状信息、拓扑信息、工2基于特征的方位确定艺信息和控制信息。工艺信息主要是精度、形位公差和表面粗糙度等,控制信息包括工艺设备、批量大选择三维空间坐标系来描述箱体零件。从形状小、材料及热处理等。零件信息的描述和处理是上我们将箱体零件看作矩形六面体经
2、切削加工而CAPP系统的关键问题之一。箱体零件结构复杂,来。任何一个立方体所在的方向,按其法线方向,不型面参数繁多,要进行整体描述很困难。采用特征外乎有10种情况,即十方位描述法。通过对大量的建模法,可以为工艺设计和NC编程提供完整的箱体类零件进行分析,发现平行于六面体的6个方信息。位面上加工特征比较多,而其他4个方位面上加工特征是由一组彼此相关的、可以统一描述几何特征很少,因此从经济合理性考虑,选择六面体的6元素和拓扑关系的信息所组成的集合。它除了具有个方向为方位面是合适的,同时考虑到便于系统的一定的几何信息之外,还包括零件的设计、工艺规划扩展,可以采用上述
3、6个面、再加1个空间任意平面和加工等一系列制造活动。这种表达不仅能够反映的方法,即七方位法来描述箱体类零件。即平面法设计者和制造者的意图,而且还能满足概念设计、详线指向X、Y、Z轴的正、负方向的平面与长方体的细设计、工艺设计和数控编程等不同层次对零件模某一平面发生转动时形成的空间任意平面。用方位型的要求,从而实现制造系统中各个环节的信息号码来表示,见表1。共享。表1方位码规定方位码udfblr1箱体类零件形状特征分析空间方位上下前后左右箱体零件无论何种类型,其形状一般是由腔体、任何一个实际的零件在某一方位上均有多层次轴承孔、安装板、筋板、各种连接孔和
4、槽等结构组成。的实体面。将这些面按一定的顺序划分为层。因采用特征技术就可以将箱体类零件抽象为一个多面此,任何一个加工特征表面都可以通过其所在的方体,组成多面体的各面定义为箱体的方位面,而每一位和层次来表达它在零件上的位置。图2所示为零方位面又抽取其组成要素的特征和加工方法,即面、件信息结构分层模型。孔、槽、孔系等的组合。组成零件的各种孔、面、槽、腔等形状特征是划分加工特征单元的基础,这些形状特征表达了不同几何表面的特性,又是加工方法选择的重要约束条件。因此,箱体类零件的描述就是它的面、孔、槽、孔系的特征码及其对应尺寸和精[1]度表示。如图1是箱体零件的特征分解
5、图。图2零件信息结构第1层为零件总体特征层:主要反映箱体的总图1箱体零件的特征分解图体结构和箱体的形状、材料等信息及控制信息。20新技术新工艺数字设计与数字制造2007年第11期第2层为形状特征层:由方位面和操作面组成的型面特征,主要反应箱体的几何形状、精度和加工要求等信息。第3层为基本特征层:主要反映箱体的基本几何形状、次要几何形状、在功能、结构及工艺特点上存在组合要求的特征、箱体零件各特征间的空间位置关系、各特征间拓扑关系以及特征形位精度。表2箱体零件型面特征特征类型典型型面主特征平面、凸台、基本孔辅特征倒角、退刀槽、圆角图4箱体零件
6、特征二叉树复合特征同轴孔、平行孔、交叉孔、均布孔精度特征尺寸、形位公差、表面粗糙度、热处理4结语3形状特征二叉树的建立特征模型在零件信息描述中起到了非常重要的作用。同时,处理好尺寸、形位公差、表面粗糙度等零件模型中的特征是有序的,一一对应设计者工艺信息与形状特征的关系也是零件信息描述所必涉及的零件形体改变的每一步特征操作,这样系统不可少的。本文结合箱体零件特点,从带有方位面就可以根据操作的先后对零件中的所有特征加以编与操作面的特征出发,将方位、特征、层次综合起来号,称为特征码。采用多层次特征描述法,通过交互描述箱体零件信息,可以使箱体零件的形状信息和式菜单
7、传递给CAPP系统,系统将以树形结构存储工艺信息有机结合。极大地简化了工程设计人员的零件的特征对象,根据箱体类零件的形状特征分布输入工作,既提高了效率,又符合工程设计人员的设于各方位面上及形状特征的层次与属性关系,可以计习惯。建造以零件形状特征为主干的箱体类零件形状特征二叉树[4],如图4所示,CAPP系统在获取零件信息[参考文献]并建立基于特征的零件信息模型后,从零件形状特[1]罗学科.计算机辅助制造[M].北京:化学工业出版征二叉树树根开始遍历二叉树,以主辅形状特征的社,2001.形状、尺寸、精度、材料等为依据,调用各加工方法。[2]李佳,杨萱,张冠伟,等
8、.特征建模及其在箱体零件CAD/给箱体
