e-works数字化企业网  »  文章频道  »  产品创新数字化(PLM)  »  CAD

基于用户自定义特征的壁板类工件MBD工序模型设计方法研究

2019/3/6    来源:互联网    作者:秦慧斌  张瑞廷  黄登高  王宗彦  郑智贞  张余升  成全      
关键字:MBD  工序模型设计  
针对当前航天壁板工件批量少、改型多,三维工序模型设计效率低、重复劳动多的问题。提出了基于用户自定义的壁板类工件MBD工序模型设计方法。

    基于模型的定义(ModelBasedDefinition,MBD)以简明的方式在产品的三维模型中直接加入了产品的制造信息,进一步实现了产品从CADCAM(加工、装配、测量、检测)的集成,弥补了三维模型不能直接用于制造的缺点,为彻底取消二维图纸提供可能。当前国内航空航天企业正在开展基于MBD技术的“三维模型下车间”的研究与产品实践工作。以三维模型作为设计端向下游发放唯一数据载体的趋势越来越明显。

    面向生产现场的可视化三维工序模型快速建立是三维数字化工艺设计的基本要求,也是三维计算机辅助工艺设计与传统二维CAPP的最大区别。三维工序模型的建立形象地表达了工件在生产制造过程中各工序的变化。三维工序模型成为了生产制造中的唯一依据,改变了传统以二维工程图纸为主的工艺设计方法,实现了制造链中的三维数据的贯通。

    壁板类零件作为航天产品控制系统电器元气件,如航空插头、电路板、热敏电阻变换器等零部件安装、固定的载体,具有“承上启下”的重要的连接作用。航天壁板结构零件能有效缩短航天器的装配周期,增加机体的强度,提高航天器制造质量,因而得到了广泛的应用。但航天壁板类工件结构特征多、结构复杂、精度要求高;并且航天壁板工件的批量少、改型多,三维工序模型设计效率低,重复劳动多。这些问题制约着壁板类工件三维工艺设计的推广应用。

    国内外已有专家学者对工件三维工序模型的建立方法进行了卓有成效的研究。如唐健钧等人提出了面向MBD的数控加工工艺,重点研究了三维工序模型与工件三维设计模型、毛坯模型、工序间关系,三维工序模型的信息表达与信息操作方法。但是没有涉及到三维工序模型的具体建立过程。万能等人提出信息映射下的三维工序模型辅助生成方法,采用正向工序模型建立设计特征与加工特征的映射,通过特征参数化建模去除毛坯材料,以生成中间工序模型,但该方法对于含较多相交特征的复杂工件适用性差。本文提出了对壁板类工件加工特征进行合理分类,利用MBD技术建立壁板工件的用户自定义加工特征库,并以某壁板典型航天零件为例,综合应用UDF特征实例建立了壁板零件的MBD工序模型,并通过加工实验验证了该方法的可行性。

1 壁板类工件MBD工序模型技术路线

    MBD工序模型是带有标注的三维CAD模型,包括工件几何形状特征、尺寸公差、注释以及与制造、管理相关的属性。

    工序MBD信息模型主要包含以下几个方面:加工特征、注释信息、属性信息、标记信息等。特征是对三维几何模型对象的描述,加工特征精确地表达了模型的特征以及特征之间的拓扑关系,包括模型几何元素和辅助几何元素,辅助几何元素主要用来表达设计要求,指注释、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等元素;注释信息指模型相关的表面处理方法、热处理方法等信息;工艺属性信息是对三维模型制造信息的完善和补充,比如机床、工装等信息;标记信息指的是与模型相关的定位、装夹、基准等信息。

图1所示为MBD工序模型生成技术路线。

    (1)工件分组。根据壁板类工件结构形状、精度和工艺等多方面的相似性进行工件分组,并对壁板工件的特征进行分类。

    (2)特征库的建立。建立三维参数化特征模型,并结合MBD标注,依据分类规则建立壁板工件三维典型特征库。

    (3)MBD工序模型的建立。针对设计模型,分析其工艺特点,规划工件的三维工艺。依据建立的工件特征库,完成三维工序模型的建立。依据MBD技术对工件三维工序模型的制造信息和设计信息进行三维标注。

MBD工序模型生成技术路线

图1 MBD工序模型生成技术路线

责任编辑:程玥
本文来源于互联网,e-works本着传播知识、有益学习和研究的目的进行的转载,为网友免费提供,并以尽力标明作者与出处,如有著作权人或出版方提出异议,本站将立即删除。如果您对文章转载有任何疑问请告之我们,以便我们及时纠正。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐