工艺设计是设计与制造的桥梁。目前多数企业仍采用三维设计模型与二维图纸相结合的工艺设计模式进行工艺设计,三维模型与二维图纸的信息转化导致信息传递不连贯,影响生产效率。以三维模型为唯一数据源的三维工艺能很大程度地提高企业设计制造效率与质量。本文以实现三维工艺为目标,分析三维工艺系统技术要求,提出了一种基于加工特征分类与映射的三维工序模型生成方法和面向加工特征的数控自动编程方法,开发了三维工序模型自动生成及NC自动编程系统。主要研究内容如下:(1)三维工序模型生成技术研究。基于设计特征与加工特征的约束关系,提出了一种基于加工特征分类与映射的三维工序模型生成方法。研究了设计特征和加工特征的内在联系,对设计特征和加工特征进行分类并关联工艺信息,基于属性邻域子图匹配的方法构建加工特征与设计特征之间的映射算法,完成设计特征与加工特征之间的转化。以工艺信息为导向,将设计模型反向恢复为初始毛坯模型,并生成各工序环节的三维工序模型。(2)NC自动编程研究。提出了面向加工特征的数控编程方法,构建工艺知识库,制定标准的工艺模板,提取零件表面特征,实现加工工艺与加工特征的对应匹配,形成和NC代码相关的加工特征表达方式,并基于贪心算法实现刀轨优化,降低空程走刀次数,使加工更有效,实现了NC自动编程。(3)最终基于UG开发三维工序模型自动生成及NC自动编程系统。以航天零件顶盖体为例验证了上述方法的可行性。