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面向数控车削的CAD/CAM集成应用研究

作　者: 田康
导　师: 王德伦
学　校: 大连理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: CAD/CAM 数控车特征提取数控工艺规划图形应用框架
分类号: TG519.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

本文以数控车为应用背景，进行了CAD／CAM集成应用的研究，研究主要集中在三个方面：CAD／CAM集成应用系统的构建，实现了面向数控车削CAD／CAM过程中的信息集成和功能集成；回转体车削加工特征提取，加工特征信息是零件的设计信息到制造工艺的桥梁；基于特征的数控车工艺规划，这部分包括了CAPP以及CAPP到CAM功能部分，是CAD／CAM集成的关键，通过其对应模块完成特征到数控加工的映射，达到零件从设计到制造的一体化。CAD／CAM集成系统的实用化，商品化离不开良好架构的软件应用框架，为此，课题中设计并实现了一个“软件总线—组件”型图形应用框架，该框架是集成系统软件实现的基础。这部分工作独立于具体的数控车CAD／CAM集成应用，其目的是为CAD／CAM应用系统提供一个可扩充的应用框架，方便的图形功能接口以及一些可重用的功能组件。本文首先叙述了课题中面向数控车应用的CAD／CAM集成系统的架构和实现。集成系统的架构围绕着它的两个主要目标：信息集成和功能集成。系统中构造并管理了工件信息和加工资源知识信息两类信息模型，前者主要包括零件几何信息、特征信息，工艺信息等，后者则包括刀具信息库、材料信息库以及材料切削知识库等。系统的功能涉及图形操作、特征提取、工艺规划等。系统在程序实现上采用了组件和分层设计思想，使系统具有良好的应用结构和可扩充性。特征提取被作为解决CAD到CAPP集成的一个关键途径，很多前人在如何构建工件特征方面进行了大量的研究工作。特征是一个很广泛的概念，本文定义了回转体工件的加工特征在系统中的信息模型，提出了一个基于回转体轮廓的适用于回转体外轮廓加工特征的自动特征提取算法。基于这些的研究，系统实现了特征提取功能模块。基于特征的工艺规划包括三个部分，基于特征的自动工序规划，工艺编辑和基于工艺信息的走刀路径规划。工序是工艺中的“骨架”，本文以特征提取信息为基础，提出了对于这些特征的数控车削自动工序规划方法，该方法自动构建了零件的缺省工艺。工艺编辑是主要是通过交互的方式，从知识库中选择或是直接填写相干工艺参数。走刀路径是最终数控机床切削形式的直接反映，走刀路径信息是进行加工仿真和最终的NC代码映射的基础，因此，基于工艺信息的数控加工走刀轨迹规划实现了从CAPP到最终CAM的集成。文章的最后介绍系统中的底层图形应用框架的架构，实现以及其运行机制。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
第一章绪论  8-15
  1．1 CAD/CAM集成系统发展概况  8-11
    1．1．1 CAD/CAM软件系统发展历史  8-9
    1．1．2 CAD/CAM软件系统现状  9-10
    1．1．3 目前CAD/CAM系统存在的问题  10-11
  1．2 本文课题背景  11
  1．3 本文技术路线和文献综述  11-14
  1．4 本文主要工作  14-15
第二章系统体系架构与实现  15-29
  2．1 概述  15
  2．2 系统功能结构  15-16
  2．3 系统信息模型  16-22
    2．3．1 工件信息模型  17-19
    2．3．2 知识资源库信息模型  19-22
  2．4 系统功能实现方法  22-29
    2．4．1 开发平台  22-23
    2．4．2 系统软件架构和实现  23-29
第三章回转体车削加工特征构建方法  29-37
  3．1 概述  29
  3．2 回转体车削加工特征分类和信息模型  29-32
    3．2．1 特征分类  29-30
    3．2．2 特征信息模型  30-32
  3．3 回转体车削加工特征自动识别方法  32-34
    3．3．1 自动识别基础  32-33
    3．3．2 识别算法  33-34
  3．4 特征信息的调整  34-35
  3．5 特征提取方法的验证  35-37
第四章基于车削特征的数控工艺安排  37-50
  4．1 概述  37
  4．2 数控车工艺规划基础  37-39
  4．3 基于车削特征的数控车加工工序规划方法  39-43
    4．3．1 粗加工工序规划方法  39-42
    4．3．2 精加工工序规划方法  42
    4．3．3 工序规划中工艺信息的构造  42-43
  4．4 交互式工艺参数的确定  43-46
    4．4．1 数控车刀具选择  44
    4．4．2 切削参数的确定  44-45
    4．4．3 数控车削控制参数  45-46
  4．5 基于工艺信息模型的走刀路径规划  46-50
    4．5．1 外圆轮廓车走刀轨迹规划  46-48
    4．5．2 端面车削走刀轨迹规划  48-50
第五章基于ACIS的图形应用框架的构建  50-58
  5．1 概述  50
  5．2 ACIS几何建模平台介绍  50-52
  5．3 应用框架的架构  52-53
  5．4 框架的控制总线与功能组件  53-55
  5．5 应用框架中图形管理与显示  55-58
结论与展望  58-59
参考文献  59-62
硕士期间论文、项目及获奖情况  62-63
致谢  63-64

面向数控车削的CAD/CAM集成应用研究

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