● 摘要
针对复杂航空结构件的数控加工具有加工特征的类型与数目繁多、加工工艺复杂，数控编程效率低、质量不稳定等难点，本文围绕提高复杂结构件数控编程质量和效率的问题，对基于MBD与特征技术的数控工艺设计技术进行了深入的研究。论文研究了基于MBD规范的完整三维产品信息模型的数字化定义技术。在按照MBD规范完成零件设计模型与标注信息建模后，本文提供了一套自动化添加属性注释数据到MBD零件模型中的方法。在建立MBD属性注释分类编码数据库的基础上，并通过CAA二次开发的技术，设计出了MBD属性注释编辑生成器。保证在设计环节，产品信息定义的完整性和无二义性。实现了基于MBD 模型的特征信息结构化识别、提取与组织。为各类典型加工特征建立了面向制造的特征信息模型。通过分层特征识别算法和基于MBD标注信息的面孔特征筛选，实现了复杂航空结构件中面、孔、槽特征的自动识别。并按照制造特征信息模型的数据组织要求，在MBD模型上进行了交互式的特征信息提取与组织。最终获得了完整的特征信息，并向下游的数控工艺决策模块传递。研究基于特征加工元的数控工艺决策方法。针对以XML文件形式输入的特征信息，进行几何加工元分解、加工元加工方法决策、加工元分段分组以及加工元组排序，形成最终所需的有序数控加工操作链，作为数控仿真系统的输入。完成了数控加工操作驱动信息的自动匹配与生成。针对数控加工操作节点的驱动信息进行需求分析，归纳总结出各加工方法节点所需的工艺参数，然后通过参数重构的方法，借助XML文件数据结构的组织与传递，研究出了CAM系统中数控加工操作节点的自动匹配与生成方法。本论文在技术方法研究的基础上，开发了基于MBD和特征的数控工艺设计原型系统。以某航空制造企业的复杂航空结构件为实例验证对象，实现了原型系统各功能模块的应用与验证。