传统的二维工艺设计因自动化水平低、数据流通性差、可视性弱等问题,已无法适应数字化技术的发展。为此,本文针对机加工零件的制造特点,探索了基于MBD(Model Based Definition)技术的三维数字化工艺设计新模式,将工艺MBD模型定义为三维工艺设计最终输出的工艺参考文件,研究了工艺MBD模型的相关定义、制造特征识别与信息提取、工艺MBD模型生成与发布等关键技术,为CAD/CAPP/CAM系统集成奠定基础。本文研究的具体内容包括以下四点:(1)工艺MBD模型的定义、表达与存储研究。首先对工艺MBD模型的相关定义进行研究,确定了一种可读性及信息表达能力更强的工艺参考文件,并提出基于《MBD三维标注标准》的工艺MBD模型信息标注表达方法;之后研究了工艺MBD模型的可视化和非可视化存储管理方法;最后归纳了机加工零件工艺MBD模型生成的总体流程,确定了本文研究的关键技术,即制造特征识别与信息提取、工艺MBD模型生成与发布技术。(2)制造特征识别与信息提取技术研究。首先对制造特征进行定义与分类,并提取零件设计MBD模型的几何/拓扑信息;其次对基于图匹配的方法进行属性扩展,构造扩展属性邻接图,并提出基于矩阵映射的图同构特征匹配方法,实现机加工零件制造特征的快速、准确识别;最后,研究了基于NX/Open二次开发工具的特征信息提取技术,为工艺规划提供零件特征信息的数据来源。(3)工艺MBD模型生成与发布技术研究。首先将工步几何模型定义为工艺MBD模型的信息载体,研究了基于特征映射的工步几何模型逆向创建与更改方法;其次对工艺信息框形式的工艺信息标注表达方法进行研究,实现工艺信息全面、清晰、规范表达;最后,以模型树形式对工艺MBD模型进行组织,以轻量化工艺MBD模型为工艺参考文件,实现工艺信息的发布与传递。(4)工艺MBD模型生成关键技术的可行性与准确性验证。在NX10.0软件平台利用C++语言和NX/Open二次开发工具开发了工艺MBD模型快速生成系统;并以差速器壳为例,对工艺MBD模型快速生成的系统结果与理论结果进行对比分析,验证了工艺MBD模型生成关键技术的可行性与准确性。总之,本文对三维工艺设计中工艺MBD模型生成关键技术进行研究,改变了传统以二维工艺图纸为主的工艺设计模式,为三维数字化工艺设计新模式提供借鉴,为CAD/CAPP/CAM系统集成奠定基础。