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机械制造业中存在大量的腔板类零件,开发一套面向腔板类零件的CAD/CAPP集成系统,对提高腔板类零件工艺设计效率,实现CAD/CAPP/CAM的信息集成具有重要意义,而腔板类零件的特征识别就是实现这一目标的一项关键技术。本文通过分析腔板类零件的特点和工艺设计需求,研究开发了面向腔板类零件三维CAD/CAPP集成系统的软件工具,为三维CAPP系统的实现奠定了技术基础。论文取得了下列研究成果:
建立了面向腔板类零件三维CAD/CAPP集成系统的体系结构和功能模型,分析了系统的数据流向和工作流程,并对系统各模块的实现所涉及的关键技术进行了研究。
提出了基于主加工方向的特征识别策略和基于主加工面的特征识别算法。为了使系统具有实用性和通用性,首先分析了腔板类零件的特征类型,给出了形状特征的类型定义和识别规则,根据CAD/CAPP系统集成的要求,定义了特征数据结构,给出了算法的流程和示例。
给出了圆角特征选择性抑制识别的处理策略。在分析了圆角、倒角等特征对特征识别过程的影响的基础上,重点研究了腔板类零件中圆角特征的处理方法。
提出了基于映射机制的制造特征的转化方法,即通过制造体作为转化媒介,通过设计特征-制造体-制造特征之间的双层映射关系作为转化机制,根据制造体与设计特征之间的映射关系提出了基于主加工面的制造体构造方法,通过制造体,建立了设计特征与制造特征之间的映射关系,进而转化得到了制造特征。
研究了基于制造特征的加工顺序生成方法,并给出了加工顺序间三维模型的构造方法和工艺文件的生成方法。
在上述研究的基础上,开发了面向腔板类零件的三维CAD/CAPP集成系统的原型系统,并通过应用实例对系统中涉及的特征识别、制造特征转化、加工顺序生成等功能进行了验证。