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基于加工特征的零件设计方法研究

作　者: 姜斌
导　师: 赵刚
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 加工特征特征建模特征组合特征映射
分类号: TH161.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 24次
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内容摘要

特征技术在实现产品设计制造一体化的过程中起到关键的作用。一方面,特征模型能够包含多种信息,可将与产品设计制造相关的各个环节有机的联系在一起；另一方面,合理有效利用特征模型对产品进行描述,可缩短产品开发周期,提高企业的设计生产效率。研究基于加工特征的零件设计方法,目的在于通过建立具有信息集成性与共享性的加工特征模型,将设计与制造并行结合,为产品的结构设计与工艺生成两者并行协同工作提供有效支持。在此背景下,本文主要从以下几个方面做了具体研究。给出了加工特征的定义,并对其进行了分类,在此基础上对加工特征所包含的信息进行了分析与归纳,建立了加工特征模型,给出了加工特征模型重要信息的处理方法。采用配置文件技术存储加工特征信息,为建立应用系统提供信息支持。建立了制造资源模型,并给出了制造资源对加工特征的约束检查方法,由此保证零件设计的可制造性。从零件的制造过程出发,研究了加工特征之间的组合关系,对特征组合关系进行了分类,并给出了不同特征组合类型的判定方法,以及组合信息在特征文件中的描述方法,建立了针对不同组合关系的特征加工顺序确定规则,为零件加工工艺生成提供了信息基础和决策依据。分析了零件加工特征域中切削成形信息和几何特征域中几何形状信息的不同表现形式,以及信息之间的内在联系,以此为基础建立了加工特征向几何特征的信息映射机制,并构建了特征映射规则和知识库,采用基于知识和规则的方法实现了加工特征向几何特征的映射。通过UG NX 4.0软件的行二次开发,建立系统各功能模块,在此基础上构建了基于加工特征的零件设计软件系统。以某型号减速器为设计对象应用系统进行实例运行,运行结果表明了此系统能够有效实现产品设计与制造的并行集成,提高了产品的设计研发效率,同时表明了该方法的有效性和可行性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-19
  1.1 课题的研究背景和意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-17
    1.2.1 特征建模技术研究现状  12-15
    1.2.2 特征映射技术研究现状  15-16
    1.2.3 产品设计技术研究现状  16-17
  1.3 本文的主要研究内容  17-19
第2章基于加工特征的零件设计原理  19-35
  2.1 加工特征模型  19-25
    2.1.1 加工特征的定义  19-20
    2.1.2 加工特征的分类  20-21
    2.1.3 加工特征建模  21-24
    2.1.4 加工特征模型重要信息处理  24-25
  2.2 加工特征信息描述与存储  25-28
    2.2.1 基于面向对象的特征信息描述方法  25-27
    2.2.2 加工特征信息存储方式  27-28
  2.3 制造资源对加工特征的约束  28-31
  2.4 基于加工特征的零件模型  31-34
    2.4.1 零件信息模型结构  31-32
    2.4.2 零件模型的特征表达  32
    2.4.3 基于加工特征的零件设计流程  32-34
  2.5 本章小结  34-35
第3章加工特征组合关系研究  35-45
  3.1 加工特征的组合及分类  35-39
    3.1.1 加工特征组合关系  35-36
    3.1.2 加工特征组合方式分类  36-39
  3.2 组合特征的确定方法  39-42
    3.2.1 基准组合关系的确定方法  39-40
    3.2.2 衍生组合关系的确定方法  40-41
    3.2.3 附着组合关系的确定方法  41
    3.2.4 精度组合关系的确定方法  41
    3.2.5 同类组合关系的确定方法  41-42
    3.2.6 过渡组合关系的确定方法  42
  3.3 组合特征在特征文件中的描述方法  42-43
  3.4 组合特征加工顺序确定规则  43-44
  3.5 本章小结  44-45
第4章加工特征向几何特征的映射研究  45-59
  4.1 特征映射基本概念  45-46
  4.2 切削成形信息和几何信息在特征中的表示形式  46-49
    4.2.1 零件形状特征的分类  46-47
    4.2.2 凹特征切削成形信息与几何信息的表现形式  47-48
    4.2.3 凸特征切削成形信息与几何信息的表现形式  48
    4.2.4 加工特征与几何特征间信息转换需求  48-49
  4.3 基于产生式规则和知识推理的特征映射方法  49-58
    4.3.1 知识库系统结构  49-50
    4.3.2 映射规则的表示形式  50-51
    4.3.3 特征映射知识库中规则架的表示形式  51
    4.3.4 知识库规则体的表示  51-53
    4.3.5 知识推理  53-56
    4.3.6 基于规则和推理的特征映射  56-58
  4.4 本章小结  58-59
第5章原型系统开发及运行实例  59-75
  5.1 系统开发平台和运行环境  59
  5.2 原型系统框架结构设计  59-61
  5.3 系统主要功能模块开发  61-68
    5.3.1 特征文件操作功能模块  61-63
    5.3.2 设计参数优化功能模块  63
    5.3.3 零件特征模型操作功能模块  63-66
    5.3.4 特征组合功能模块  66-67
    5.3.5 特征映射功能模块  67-68
  5.4 系统运行实例  68-74
  5.5 本章小结  74-75
结论  75-77
参考文献  77-81
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  81-82
致谢  82

基于加工特征的零件设计方法研究

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