铸造零件毛坯模型生成方法研究.pdf

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1、铸造零件‘毛坯模型生成方法研究‘““陈善国黄正东田韶鹏.,,,,1重庆工商大学机械与包装工程学院重庆F2.华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉、,,、摘要机械零件分抽类盘类和箱体类在制造过程中箱体类零件由于其结构复杂体、,,,积大型腔与孔多等特点在生产工艺中首先要安排铸造工序以生成零件的初始毛坯形状再。,经过多次机械加工形成最后的零件形状和达到功能要求在零件设计阶段设计者是按功能,,要求和结构属性进行设计的形成的3D零件模型是零件的最后形状和功能结构没有考虑生。,,产工艺在机械零件传统设计制造中须铸造的零件要经技术人员按零件图重新设计毛坯图再。3D,制模铸造现在零件模型维

2、CA设计技术已广泛推广如何将设计好的零件模型利用计。本文在总算机技术快速生成毛坯模型是一重要研究内容结了特征识别与生成和设计特征转,,换为制造特征领城研究成果后系统地提出了铸造零件毛坯模型设计的完整过程和系统结构并提,出以制造工艺知识和规则为工具对铸后加工面的重构进行推理改变了其他人员研究中由,,用户指定的方法提高了自动化程度在毛坯模型重构方法部分详细介绍了预定加工特征的、、,滤出铸后加工面的识别及其毛坯面的重构交叉特征的处理等关健技术及方法并指出了该,。领城存在的问题提出了解决方案关健词毛坯模型特征识别与生成设计特征制造特征、一毛坯模型生成技术研究现状,、从日前的研究情况

3、看国内外在这方面的研究热点主要集中在零件制造特征的识别与生成设计特,;()征到制造特征的转换研究方面并已取得了很多成果而在零件毛坯模型的生成技术方法方面的研究,...can‘〕ongm〔‘〕很少国外只有美国的EriW梦和韩国的YSeKi对铸造件的加工特征识别进行了较深人的研究,国内,目前只有华北工学院在这一领域做了一些研究其具体技术的研究对象仅局限在简单几何形状的零件。上在制造特征识别领域早期的研究通常只考虑零件的所有形状和功能结构完全从原材料开始经过多。、,次机械加工而形成最终的零件的情况而现实中许多机械零件是由铸件焊件或锻件毛坯加工而成而。,且毛坯的几何形状与生成方式对

4、制造过程规划有显著的影响如箱体类零件其铸造毛坯的几何模型,,,与零件的儿何模型密切相关一个零件模型设计完成后根据模型的非儿何信息该零件哪些部分通过,,铸造哪些部分采用机械加上或其他工艺完成就被确定下来形状特征和加工特征都取决于最初的毛坯。,,,丁’:模型事实上在产品设计至制造整个过程中当给定一个产品的设计模型后产品生产的后继工作。,都应理解为对该设计模型到毛坯模型的逆变换因此如何合理地将零件设计模型转换为毛坯模型是必须考虑。的问题特征识别与。它表达的产品信息完备且生成技术为从零件设计模型得到毛坏模型提供了技术基础,CAD/CAM。CAD模型识.含有丰富的语义信息也是集成的关

5、键技术从别特征的问题最早可迫溯到。基金项目:国家自然科学基金项日(50275060)2311nou,980年KyPria在剑桥大学的一个先期工作报告在报告中提出了为开发自动工艺过程规划系统而,’。GT码描述GTr[l〕设想应用零件为了给出零件码描述而提出从片eP模型识别一些凹陷和拉伸特征,。,从那以后关于解决特征识别问题的许多研究工作被广泛开展起来目前国内外许多研究单位和学者在进行这方面的研究。,,1982Arbab首次提出了特征分解造型年其主导思想是在毛坯上应用一系列布尔减操作来生成。;’二Cranfield理工学院的Prat和WilsoncAMl零件英国为一提出了一个按

6、形状和构造特点对形状;Falcidi。特征分类的模式意大利热亚那应用数学研究所的en等人提出了边界模型表示特征对象的描、,;Beitz述方法特征识别方法并开发了相应的系统德国柏林技术大学的开发了基于特征的造型系统GEKO;las〔’〕;TurrDoug等人研究了用凸多面体分解法进行加工特征儿何推理技术ne等人研究了公差特征模型建立的问题;Roy等人研究了尺寸及公差表示处理的问题;Jaroslaw等人研究了特征编辑与夜。[’〕询技术,。4严格地说对处理多工序的加工特征识别还没有人尝试过Boothroyd:二等描述了一种在工艺规划,。Herrn高层来选择材料和加工工艺的方法但范

7、围仅局限在简单的零件man灭等研究了高层工艺规划,,,设想从虚拟企业的角度对普通零件和电加工零件又一次用简单几何形状的零件他们认为几何形状.。ang简单的零件足够叮以反映处理通用零件的能力W和Kim川描述了一个用凸体分解的特征识别方,,法这个方法从固有的零件几何信息中识别形状特征它提供了支持多工序处理的局部和全局几何关系。。ngny。其他的早期研究较少De和Woz通过扩展零件的相邻面从面特征生成体特征[5]他们的方,。Xuinduja法只考虑对简单儿何形状零件的特征识别不能用来处理须经多道工序加工的零件和H结合特征