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基于3D的工艺变型设计的研究与实现

作　者: 王飞飞
导　师: 盛步云
学　校: 武汉理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: CAPP 工艺变型设计参数化加工特征
分类号: TP391.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 114次
引　用: 1次
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内容摘要

工艺设计作为连接产品设计与制造的桥梁,对产品的质量、制造成本以及企业快速响应市场的能力都具有极为重要的影响。同时,各企业都希望已有的宝贵设计经验能够得到更好的继承和发展。对此,本文结合智能化CAPP的理论基础,对加工特征的工艺变型,支持工艺变型的零件和工艺建模方法,以及基于三维的工艺变型设计做了深入的研究,并设计开发了一套工艺变型设计原型系统。首先,研究了加工特征的工艺变型技术。按照特征加工方法,建立加工特征的工艺模板。在特征的工艺模板基础上,根据特征的实际参数,变型出符合实际的特征工艺。加工特征的工艺变型从特征的层次上对零件的工艺变型进行了研究与实现。依据零件的相似特征,给出了工艺可借用度的计算方法,为找到与设计零件工艺相似性更高的典型工艺提供了一种手段。其次,研究了支持工艺变型的零件模型和工艺模型的设计方法和规则。提出了从零件几何模型设计初期就采用减材料法、参数化和特征拼合的造型方法,以支持工艺变型。在参数化的几何模型基础上,在制造资源库的支持下,通过完成工艺路线的建立、工序尺寸链建模、工序简图的建立这一顺序步骤,最终实现工艺模型的构建。再次,研究了在三维环境下基于加工特征的零件工艺变型方法和步骤。根据几何模型的变型程度确定工艺变型的类型,按照每一类的变型规则和步骤完成工艺路线的变型;在参数化工艺模板的基础上,对工艺卡片中的工序内容、加工参数等进行更新替换,完成卡片的变型,最后完成零件的工艺变型。最后,在以上理论基础的基础上,分析了基于三维的工艺变型设计系统的组成模块和设计方法,并以齿轮的工艺变型设计为实际对象,设计并开发了一套原型系统,对工艺变型设计原理进行验证和实践,对工艺变型设计系统的构建方法和流程进行说明。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-16
  1.1 研究背景  9-11
    1.1.1 CAPP的研究背景  9-10
    1.1.2 工艺变型设计的研究背景  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
    1.2.1 CAPP研究现状  11-12
    1.2.2 工艺变型技术的研究现状  12-13
  1.3 研究目的和意义  13-14
  1.4 研究内容  14-16
第2章基于3D的工艺变型设计原理及关键技术  16-25
  2.1 工艺变型设计原理  16-20
    2.1.1 基于特征的产品变型设计原理  16-18
    2.1.2 工艺变型原理  18-20
  2.2 关键技术分析  20-24
    2.2.1 工艺可借用度的度量  20-21
    2.2.2 工艺模型的设计与变型技术  21-23
    2.2.3 工艺变型技术  23-24
  2.3 基于3D的工艺变型设计系统的框架  24-25
第3章加工特征的工艺变型与工艺可借用度研究  25-39
  3.1 加工特征的工艺变型研究  25-31
    3.1.1 加工特征的内容与作用  25-27
    3.1.2 加工特征的工艺模板建立  27-29
    3.1.3 加工特征的工艺变型  29-30
    3.1.4 加工特征在工艺变型设计中的应用  30-31
  3.2 基于零件相似特征的工艺可借用度研究  31-39
    3.2.1 零件特征编码定义  31-32
    3.2.2 零件特征编码模型的构建  32-33
    3.2.3 相似特征元权重的确定  33-35
    3.2.4 相似特征元的相似度确定  35-38
    3.2.5 零件工艺可借用度的计算  38-39
第4章基于3D的工艺变型设计技术  39-54
  4.1 支持变型技术的零件CAD模型设计  39-42
  4.2 支持变型技术的工艺模型设计  42-46
    4.2.1 三维工艺模型的概念和作用  42-43
    4.2.2 三维工艺模型的设计与参数化  43-46
  4.3 工艺模板的参数化  46-48
  4.4 基于三维的工艺变型设计  48-54
    4.4.1 零件工艺变型设计的一般过程  48-49
    4.4.2 工艺简图的变型  49-50
    4.4.3 工艺路线的变型  50-52
    4.4.4 工艺卡片的变型  52-54
第5章基于3D的工艺变型系统设计与原型实例  54-66
  5.1 基于3D的工艺变型系统设计  54-58
    5.1.1 系统功能分析和构架设计  54-55
    5.1.2 系统主要功能模块设计  55-58
  5.2 系统开发工具、运行环境简介  58-59
  5.3 原型系统实例简介  59-66
    5.3.1 系统编码建立和查询  59-61
    5.3.2 零件几何建模和变型  61-62
    5.3.3 工艺模型变型设计  62-64
    5.3.4 工艺卡片的变型  64-66
第6章研究的总结与展望  66-68
  6.1 本文研究的总结  66-67
  6.2 本文研究内容的展望  67-68
参考文献  68-72
致谢  72-73
攻读硕士学位期间发表的学术论文  73

基于3D的工艺变型设计的研究与实现

内容摘要

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