毕业论文--基于MBD的箱体类零件工艺信息模型的建立及数据管理技术研究

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1、中北大学学位论文1绪论1.1课题研究背景及意义1.2.1课题研究背景一直以来，二维图纸是传递产品设计与机械加工信息的主要手段。这种模式的缺点是[1]：１）依靠工艺员手工绘制二维工序简图，导致其复用性不好；２）二维工序简图容易造成工艺信息误读，工人仍然需要经常与工艺员沟通消除误解；３）与产品三维设计环境和数控制造环境格格不入，导致三维模型与二维模型之间需要人工转换。而采用三维软件建立模型后，在相对于传统设计生产流程中，由于所有设计内容及工艺内容全部以二维图纸的形式传递，导致产品的实际构型需要在设计、工艺和生产等环节中不断进行三维、

2、二维投影转换，各环节中容易出现理解偏差等问题，对于一个复杂的结构件，图纸内往往需要包括大量的标注信息，随着所需标注数量的增加，遗漏或过约束的可能性随之提高，在有限的图纸空间内，如何有效的布置尺寸标注，方便审签人员、工艺人员和加工车间准确快速地理解设计意图，已成为设计人员在绘制图纸时面临的主要难题，为了完成复杂的结构图纸的标注，由于图纸篇幅有限，尺寸过于密集，容易导致图纸理解错误，以致产品需要维修或报废，因此复杂零件的二维设计方法已经难以满足越来越多的复杂零部件设计需求[2]。应运而生的MBD（基于模型的数字化定义）试图通过三维手

3、段改变传递制造信息的现状，利用三维模型作为零件机械设计制造信息的载体与依据。从传统的二维加三维数字化产品定义进化到MBD数字化定义技术，核心的转变是原来的二维工程图和零件表定义与应用，完全被MBD数据集（三维标注）所代替。该规范包括了从设计、工艺、生产、检验、质量等相关环节，其中三维工艺是建设MBD的关键环节。在建设MBD的整个环节过程中，随着基于MBD三维设计规范的制定和完善，为三维工艺的建设和实施奠定了基础，三维工艺逐渐成为MBD建设的的重点和关键，也代表着企业生产和制造的最高水平[3]。而在三维CAPP设计环节应用MBD技

4、术是当前研究的热点[4，5]，研究三维CAPP21中北大学学位论文系统的基于MBD的工艺信息模型及其数据的管理，有助于CAD/CAPP/CAM系统中信息的共享与交换，节省研发的时间，满足企业进行信息积累和知识库的扩充的要求，并能够帮助企业提高产品的生产效率和质量，降低生产成本，将工艺设计人员从大量的数据查找等重复性劳动中解放出来，提高企业在制造行业中的竞争力、现代制造行业的适应能力和在开放的发展环境中的生存能力，对先进制造技术的发展具有工程实用价值1.2.2课题研究意义在典型精密零部件中，箱体类零件是机器或部件的基础零件。箱体类

5、零件，如机床主轴箱，零件结构复杂，且是整体铸造、整体加工，加工较困难，精度要求很高。箱体的加工质量将宜接影响机器或部件的精度、性能和寿命。但由于其三维建模复杂程度高，实体建模精度的检验显得尤为重要。所以当前箱体类零件MBD工艺信息模型的建立及其数据管理是急需解决的难点，这能够帮助企业提高产品的生产效率和质量，并解决生产周期过长的问题。为此，为了提高CAD/CAPP/CAM系统中信息的共享与交换，节省研发的时间，满足企业进行信息积累和知识库的扩充的要求，提出了基于MBD工艺信息模型的建立及其数据管理的方法。本课就是题借助三维设计软

6、件SolidWorks与二次开发工具VB6.0，采用了先进的设计思想和设计方法以及先进的数据管理理念，建立起艺信息模型数据管理体系结构。从而达到了快速研制和快速批量生产的目的。总体来讲，具有以下意义：（1）建立箱体类零件MBD工艺信息模型，提高零件在三维CAPP设计环节的应用，减少人工识别时间。（2）MBD工艺信息模型工艺信息的自动提取，大大减少了工艺信息数据手动识别和输入，加大CAD/CAPP/CAM系统的集成。（3）工艺信息数据集中统一管理，可正确可靠的提供后续工艺相关所需的数据，提高CAD/CAPP/CAM系统中信息的共享

7、与交换，节省研发的时间。21中北大学学位论文1.2国内外MBD工艺信息模型研究状况1.2.1MBD工艺信息模型概述工艺信息是用于描述生产制造产品的过程和方法一系列的数据，包括从产品设计完成到工艺文件生成的所有信息，工艺信息模型是对所有的工艺信息的抽象总结（三维CAPP系统中基于特征的工艺信息模型研究）。在整个工艺设计过程中，随工艺设计的阶段和在工艺设计过程中的任务不同，会有不同信息参与其中，每种信息都有相应的信息模型，如图1-1所示。各种信息模型之间虽然并不是孤立的，具有一定的逻辑关系。但是在当今制造行业中的竞争越来越激烈、现代

8、制造行业的适应能力需求越来越强的开放发展环境中，信息模型的繁复，会增加处理的工作量，延长研发周期，直接影响到企业在制造业的竞争力。MBD技术得到应用后，采用三维模型为载体，结合尺寸、公差、表面粗糙度等相关工艺信息，对原有三维几何模型进行拓展整合，建立基于MBD的