基于特征實例傳動箱體零件ＣＡＤ／ＣＡＰＰ系統(tǒng)設(shè)計(1)

1、    基于特征實例傳動箱體零件系統(tǒng)設(shè)計(1)    】 本文介紹了一種基于特征實例的CAD/CAPP系統(tǒng)。在特征庫的支持下，用戶可完成箱體零件特征造型，形成描述性文件，系統(tǒng)根據(jù)描述的特征信息與特征實例庫進行匹配，以獲得各特征加工鏈，再利用工藝決策模塊進行排序優(yōu)化，最終獲得所需加工工藝。 【關(guān)鍵詞】 特征實例 加工鏈 CAD/CAPP 隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機技術(shù)在工藝過程設(shè)計中得到了應(yīng)用，即計算機輔助工藝設(shè)計(CAPP，Computer Aided Process Planning)，根據(jù)零件設(shè)計所給出的

2、信息進行零件的加工方法和制造過程的設(shè)計。 傳統(tǒng)的變異式CAPP雖然簡單易實現(xiàn)，但針對復(fù)雜的傳動箱體零件，GT代碼不可能完整地描述零件信息和工藝規(guī)程信息。以專家系統(tǒng)為核心的智能型CAPP系統(tǒng)，也未能很好的解決工藝知識描述、工藝決策方法等問題?；趯嵗挠嬎銠C輔助工藝設(shè)計(Case Based Process Planning，CBPP)為解決這些問題提供了一個較好的思路，其基本思想是利用已有的工藝方案實例求解新方案，是基于實例的推理(Case Based Reasoning，CBR)方法在CAPP中的應(yīng)用和發(fā)展。 基于特征實例傳動箱體零件YRX-CAD/CAPP集成系統(tǒng)在特征工藝設(shè)計模塊中，采用

3、了基于特征工藝實例的工藝設(shè)計方法，可快速獲得特征加工鏈，后利用工藝決策模塊進行排序優(yōu)化，以獲得零件工藝路線，大大簡化了復(fù)雜的箱體零件工藝設(shè)計的難度。 一、傳動箱體零件特征 特征是零件信息傳遞的載體，通過它能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計、制造或其他工程任務(wù)間的通信與交流 。傳動箱體類零件特征的定義和分類是主針對傳動箱體類零件的一些常見形狀和功能結(jié)構(gòu)進行的，由于傳動箱體類零件和其他零件類不同，所以特征定義和分類方式也有所不同。一個傳動箱體零件就是由不同形狀和不同功能的特征經(jīng)過一定的布爾運算和組合構(gòu)成，從幾何造型的角度可以把它定義成：傳動箱體零件特征 = 形狀特征 屬性 形狀特征：是與零件的幾何形狀描述相關(guān)的信息集合

4、。它是通過幾何和拓撲信息來描述，表示零件的某一功能形狀，一般由變量尺寸參數(shù)來驅(qū)動其造型。對形狀特征的進一步描述是通過顯示表示的面、槽、孔等低層次的幾何拓撲信息。 屬性：指的是描述特征屬性的數(shù)據(jù)，表達特征的功能以及特征間的相互關(guān)系。在本設(shè)計中，屬性主包括精度和材料屬性(1)精度屬性是建立在形狀特征模型基礎(chǔ)上，它表達零件的精度信息，由尺寸公差、形狀公差和表面粗糙度等組成；(2)材料屬性能夠主包括材料種類、熱處理方式、總體表面處理和局部處理等。 為確定這些形狀特征在空間的位置，系統(tǒng)引用了方位特征來描述傳動箱體類零件的特征信息，每個加工方位單獨成為一個描述單元，零件各特征(稱為一般特征)依附在方位面(

5、稱為方位面特征，也稱基體特征)上加以描述。 一個零件確定了空間三維坐標系后，其方位面的位置也隨之確定。零件的每個方向都可以單獨形成一個"子零件"，每個"子零件"都有外形輪廓和形面內(nèi)容，對所有的方位進行單獨描述，既可保證零件全部的輪廓和形面信息，同時也簡化了不同方位上特征形面的位置關(guān)系，避免了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和混亂由于傳動箱體類零件總是以基體為中心的，所以把箱體基體作為主特征，把其它所有結(jié)構(gòu)作為輔特征處理。 二、YRX-CAD/CAPP系統(tǒng)設(shè)計 框架系統(tǒng)由CAD特征建模子系統(tǒng)和CAPP子系統(tǒng)兩大部分組成。 1.CAD特征造型模塊 這是CAD特征建模子系統(tǒng)的核

6、心模塊，也是實現(xiàn)CAD與CAPP集成的重環(huán)節(jié)，主完成零件設(shè)計和信息輸入。傳動箱體類零件的特征造型可分為箱體基體結(jié)構(gòu)造型和附著在基體每個方位面上的形狀特征造型兩個階段。箱體基體結(jié)構(gòu)造型可以在預(yù)先利用CAD軟件造型并創(chuàng)建的基體特征庫中選用，也可以利用CAD軟件的實體造型功能的體素拼合而成。在箱體基體結(jié)構(gòu)造型完成后，可利用本系統(tǒng)提供的特征選取下拉式菜單，選取一般特征項，通過人機交互方式順序完成箱體各個方位的造型，并補充每個特征的有關(guān)工藝屬性信息，將特征的幾何信息和拓撲信息一起寫入特征數(shù)據(jù)庫中，直至零件造型完成。由于設(shè)計者直接面向特征進行零件的造型，因此操作方便，并能較好地表達設(shè)計意圖。用這種方法建立

7、的特征模型，具有豐富的工程語義信息，為后續(xù)應(yīng)用提供了方便。 在主界面點擊特征造型按鈕，系統(tǒng)將在提示下切換到AutoCAD界面，通過人機交互輸入零件相關(guān)的總體信息，將作為輸出工程圖上標題欄的填寫內(nèi)容以及CAPP工序卡表頭部分內(nèi)容。在輸入完總體信息后，進行面特征信息的輸入以及一般特征信息的輸入。如果有多個面的信息輸入，則只需連續(xù)反復(fù)操作此對話框，直到完成所有面的特征信息輸入為止。信息在輸入完畢后，系統(tǒng)將自動繪制圖形，并標注相應(yīng)的尺寸及精度求，一般特征將添加在基體上。所輸入的信息將以代碼的形式保存在特征信息數(shù)據(jù)庫的表格中，供生成加工鏈時讀取。     

8、60;    營生網(wǎng)-關(guān)注您的營生        【摘】 本文介紹了一種基于特征實例的CAD/CAPP系統(tǒng)。在特征庫的支持下，用戶可完成箱體零件特征造型，形成描述性文件，系統(tǒng)根據(jù)描述的特征信息與特征實例庫進行匹配，以獲得各特征加工鏈，再利用工藝決策模塊 .     本篇論文由網(wǎng)友投稿，3COME文檔只給大家提供一個交流平臺，請大家參考，如有版權(quán)問題請聯(lián)系我們盡快處理。2.CAPP特征工藝生成模塊 特征工藝生成模塊是CAPP子系統(tǒng)的核心模

9、塊之一。傳動箱體零件的加工也就是箱體零件上各方位面上的加工特征加工，因此獲得各加工特征的加工鏈是零件工藝路線生成的首關(guān)鍵，在獲得各加工特征加工鏈后，經(jīng)過合理組合就可以構(gòu)成了整個零件工藝路線，因此，特征工藝的生成是零件工藝過程生成的基礎(chǔ)。 本系統(tǒng)利用基于特征實例的思想來完成各種加工特征方法推理決策，其推理過程如圖1所示。當(dāng)對待加工零件進行工藝設(shè)計時，特征代碼將通過人機交互方式輸入，將其與實例庫中已有的實例的代碼進行進級匹配，所謂實例是指在滿足特定設(shè)計求下所獲得的優(yōu)化結(jié)果，這里指已設(shè)計完成的實例特征，實例庫由兩部分組成：(1)典型特征的信息描述，包括零件名稱、類別、幾何形狀、尺寸、精度、材料等內(nèi)容

10、；(2)典型特征的加工方案，可以通過人機界面，使用人機交互的方式把已經(jīng)代碼化或較簡短文字的加工方案輸人CAPP系統(tǒng)。匹配結(jié)束得到相似程度最高的實例，即最相似實例，然后對最相似實例的加工鏈進行推理及修正，使之滿足加工求，就可得到待加工特征最終加工鏈。 如此反復(fù)，直到讀完所有的制造特征為止。 3.工藝決策模塊 工藝過程決策是CAPP系統(tǒng)的核心和難點，它包括工藝決策方法和決策知識，它是以當(dāng)前零件信息為依據(jù)，選擇好各種形狀特征的加工方法，然后按一定算法合理生成零件得工藝路線。工藝過程決策的重點是工序間的排序，它是將按特征生成的加工鏈轉(zhuǎn)換為零件加工工藝的過程。在轉(zhuǎn)換中應(yīng)考慮特征間的關(guān)聯(lián)性：(1)特征間有

11、基準關(guān)系，應(yīng)考慮基準先行原則；(2)特征間互為基準，應(yīng)按照特征先后作為基準的順序安排加工順序；(3)特征間有定位關(guān)系，則定位特征先行加工；(4)特征間有衍生關(guān)系，則按特征產(chǎn)生先后順序進行工序安排；(5)特征間間有位置精度求，則在一次裝夾中完成。此外，排序的原則還包括：機床集中原則；先面后孔原則；工序集中原則；先粗后精原則；先主后次原則；刀具集中等工序排序原則。經(jīng)過加工排序后，生成了多個工藝方案，然后對多個備選工序方案按照不同的優(yōu)化目標進行排序，給出最優(yōu)工序方案。 三、結(jié)束語 本系統(tǒng)以傳動箱體零件為研究對象，通過特征造型技術(shù)的應(yīng)用，為從零件的設(shè)計到加工制造的集成提供了一條有效途徑。建立功能完善的基于特征實例的CAPP系統(tǒng)，重點解決好以下幾個關(guān)鍵技術(shù)：(1)特征建模；(2)特征實例庫和工藝規(guī)則庫的建立；(3)工藝文件輸出。 參考文獻： 羅尚虎，尹建偉等.一個工藝實例的匹配方法.計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報，2002，(6)：591-593. 張永康，黃翔.基于特征的工藝生成方法的研究.機械制造與研究，2002