基于STEP—NC毛坯特征生成方法的研究.pdf

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1、精密制造与自动化2016年第1期基于STEP—NC毛坯特征生成方法的研究孥梅砖(陕西广播电视大学工程管理教学部西安710119)摘要毛坯的选择与设计是工艺规划的重要任务之一，而现有的CAPP系统中并不提供毛坯设计和自动选择的功能。采用基于特征识别的毛坯特征生成方法来完成STEP．NC的数控程序所需的工艺信息，其主要分为不可预制特征的添补和可预制特征余量的添加。最后通过毛坯特征生成实例来验证研究方法的可行性。关键词STEP．NC毛坯特征基于STEP—NC的数控程序不仅包含零件的三2不可预制特征的添补维几何信息，而且还包含了工艺信息和加工信息。基于假想毛坯从零件中识别出所有加工特征的毛坯的

2、选择与设计是工艺规划的重要任务之一，而面表示，并计算出特征的形状参数，然后根据铸造现有的CAPP系统中并不提供毛坯设计和自动选择或锻造的工艺知识判断每一个特征在制坯时是否可的功能，采用基于特征识别的毛坯特征生成方法来预制出来。对一些局部修饰特征在毛坯的制造中是完成STEP—NC的数控程序所需的工艺信息。不能采用铸造或锻造工艺预制出来的，如倒角、圆角、较小的孔或退刀槽等。其中对孔、槽类特征要1毛坯生成的具体方法根据其尺寸来判断是否可预制，在铸造铸铁件时，目前对于毛坯形状生成的主要做法是用零件体孔径小于030mlTl，槽的截面尺寸小于20mnlX的凸壳或包围盒来逼近“’。毛坯设计的关键是对

3、零10mm，铸钢件孔径小于040mm，槽的截面尺寸小件形状做出合理的评价，即评价零件上的加工特征于30mm×20mnl是不预铸出的。对锻造工艺，机哪些是可以在毛坯制造中通过预留加工余量预制出加工的倒角、圆角等要添补恢复，同时锻工手册还来或不可预制，以及哪些加工面应该怎样添加合理给出了台阶、凹档、法兰和内孔等特征的锻出条件。的加工余量。毛坯的设计过程是一个迭代过程，首另外，对一些凹腔或异型通孔也可按上述条件处理。先要“添补”局部修饰特征如倒角、退刀槽等。对在生成毛坯时，首先要处理这些不可预制的特征。不能预制出的特征也进行“添补”得到中间体，初对不可预制的特征要构建特征的完整体表示，步生成

4、的中间体上仍然会存在一些不可预制出的特把它们“添补”到零件上得到零件的中间件。倒角征，这就要基于“假想”毛坯对中间体再进行特征和圆角特征是局部修改特征，它们的体表示可以以识别，再添补不可预制的特征，反复循环迭代直到其截面按特定的扫描方向和扫描长度扫描得出，这没有这样的特征为止，最后对可预制出的特征添加两类特征的截面如图1所示，图1(a)的边和(b)适当的加工余量，得到零件的毛坯。基于特征识的边E是零件特征面截面的交线，截面的另外两条别的毛坯自动设计方法基本过程如下：边是特征面的临面延拓后与截面的交线。(1)对STEP文件通过特征识别模块识别出的特征(对铸造和锻造毛坯要基于一个预先设定的

5、分模面)，结合制造工艺知识对每一个特征进行评估，nl珏l如果没有不可铸或锻的特征毛坯自动设计方法过程E2转到步骤(3)；(2)对评估中不可铸或锻出的特征直接用其体勉特征添补，得到中间状态零件；(3)对可铸或锻出的特征添加适当的余量，生(a)(b)成毛坯。图1倒角和圆角的特征截面55精密制造与自动化2016年第1期倒角和圆角的截面法向是它们的特征面所连接的两个平面的叉积，截面的扫描长度要限制在与特-I征相连的两个端面之间；圆柱面的倒角或圆角的截面是过圆柱中轴线的一个平面，通过延拓这个截面■一与圆柱面的交线和平面的交线得到。俸对不可预制的孔、槽或型腔进行添补的方法与(上述倒角的添补方法类似

6、，但首先要根据特征识别所计算出的特征参数判断这些特征是否可以预制。一如图2所示，孔特征体是一个圆柱体，圆柱体的上下面要根据孔的面特征所连接的面来确定。槽特征体是一个长方体，槽的深度取宽度较小的侧面。型腔特征与槽特征类似。对初步添补特征后的零件还要进行特征识别，找出因添加特征体后，不能预制的特征继续添补，直到没有这样的特征为止，得到零件的中间体。3可预制特征余量的添加底面对不可预制的特征添补以后得到零件的中间体，(a)较小的孔(b)较小的槽中间体的边界面由毛坯面和可预制特征面构成，要图2孔和槽的特征添补体得到最终毛坯还要向可预制特征的加工面上添加加工余量，从而得到理想的毛坯。对最终的毛坯

7、还要以上给出的是独立特征的添补，对相交特征要添加适当的圆角和拔模斜度。加工余量的确定主要采取一些不同的措施。两个特征相交的特征添补分有三种方法，计算法、查表法和经验估计法。在这为两种情形：里采用的是查表法，查表法是根据《机械加工工艺(1)两个特征都是不能预制出特征。由于每一手册》提供的资料查出各表面的总余量以及不同加特征的添补最终都是与零件体做布尔求和运算，无工方法的工序余量。论先添补哪个特征对最终的结果都没有影响，因此进行余量补偿时，每一个初