[发明专利]一种可实现快速工艺规划的机加件设计方法

说明书

本发明提供了可实现快速工艺规划的机加件设计方法，步骤包括：特征模板库建立、特征信息列表创建及加载、零件特征公差标注、特征信息识别、计算机辅助工艺规划、加工路径模拟与数控程序生成。该方法实现对机加件快速工艺规划及制造，创新的零件建模方法提高了特征识别过程准确度，CAPP系统减少了工艺人员工作量的同时降低工艺规程制定时间，引入智能优化算法提高CAPP系统适应性，同时引入CAM系统实现对工艺规程的验证及加工路径仿真，实现CAD/CAPP/CAM系统的集成，解决机加件制造周期过长的难题，提高工艺规划效率，缩短产品制造周期。

技术领域

本发明属于优化产品结构设计领域，具体涉及一种可实现快速工艺规划的机加件设计方法。

背景技术

零件特征是具有特定的设计与制造内涵的信息集合，可以分为设计特征与加工特征，加工特征是从三维模型中提取出来的与加工、制造过程相关的信息，不仅可应用于CAPP系统，还可应用于CAM系统，实现CAD/CAPP/CAM系统的有机集成，进而缩短零件设计周期、制造周期，具有重要的应用价值。

目前，飞行器产品的工艺规划过程主要由工艺部门根据设计单位提供的设计模型制定工艺规程，主要依靠工艺人员及零件加工者的经验，不仅缺乏在CAM系统中进行模拟仿真的过程，还不利于工艺规划经验的积累，直接影响着零件制造周期。飞行器产品的小批量生产的特点，决定部分工艺人员只熟悉特定的机加零件，并不能掌握大部分机加零件的工艺规划过程。CAPP系统的出现简化了零件工艺规划过程，使得工艺规划更依靠计算机，实现工艺规划的计算机化，工艺规划过程不单单针对特定零件，可实现对多种复杂特征零件的工艺规划过程。除CAPP系统外，CAM系统不仅可实现对零件工艺规划过程的检验，同时还可以模拟刀具路径，分析加工过程的合理性，为选取合理的机床、夹具、刀具、工艺参数等，设计合理的进退刀路径提供支持。

实现工艺规划与执行CAM仿真分析均需要输入信息，而输入信息则是来自于设计模型，通过对设计模型进行特征识别得到，并规定一定的数据格式实现加工特征识别信息在CAPP与CAM系统中的应用。加工特征信息的识别难易直接由设计模型的设计方法/策略决定，通常在CAD系统中设计的模型采用草图的方式，很少有特征采用模板进行设计，不利于加工特征信息的识别。

鉴于此，本发明提出一种考虑可实现快速工艺规划的机加件设计方法，该方法实现CAD/CAPP/CAM系统的有效集成，采用特征模板的形式设计零件模型部分特征，根据已有特征识别算法实现特征信息提取，为CAPP与CAM系统提供有效输入，优化产品工艺设计过程，提高工艺设计效率，缩短产品制造周期。

发明内容

本发明提出一种可实现快速工艺规划的机加件设计方法，该方法快速实现零件的工艺规划过程。

本发明一种可实现快速工艺规划的机加件设计方法步骤包括：

S1：根据零件常用特征建立常用特征模板库，针对零件特有特征建立专有模板，采用创建的特征模板完成零件建模，同时为创建的零件建立零件坐标系，用于后续特征识别；

S2：完成模型建模后，对零件各特征表面进行公差标注；建立零件特征信息列表加入到零件结构树中，所述零件特征信息列表包括特征序号、特征类型以及特征名称，相同特征类型赋予不同的特征名称加以区分；

S3：以基于特征模板建立的零件模型为输入，识别出各特征类型及其在零件坐标系中的位置以及各特征关联的公差信息，将识别的信息导出并存储；所述各特征关联的公差信息包括尺寸公差、形位公差或粗糙度；

S4：将识别信息作为输入加载至CAPP系统，实现零件工艺规划，根据所标注公差信息制定粗加工、精加工、半精加工组合，同时进行工序排序，制定合理工艺规程；

S5：以CAPP制定工艺规程为指导，在CAM系统中模拟零件加工过程，分析刀具路径及进退刀策略合理性，导出零件加工数控代码，用于实际零件加工。