UG箱体零件（精选5篇）
UG箱体零件 篇1
后罩零件是稳瞄系统中用到的一个典型箱体零件,该后罩零件安装在稳瞄电子系统外部,启密封保护作用。该零件属铸铝件,体积较大,内外部结构相对较复杂。需要在多种普通机床上多道工序才能完成。使得定位夹紧工序多,因而影响加工精度及增加了工人劳动强度,所以考虑用UG CAD/CAM软件系统作为平台。根据零件结构特点设计出稳瞄系统后罩所使用的辅助工装,并且利用UG软件仿真加工过程,自动生成五轴加工程序。确定无误后,投入生产,这种方式更加经济、高效。根据零件结构复杂特点,选择加工中心、各种刀具并编制合适的工艺路线。加工出后罩成品。
1稳瞄系统后罩的模型构建
1)零件图及特征(图1)
图1为后罩零件图,该零件的结构特点为复杂箱体类零件,该球面上有4个孔,球心到孔的中心为500mm,球心到两孔轴心线之间夹角为89º。加工时特别要注这2个问题。因为是曲面加工孔,且孔与孔之间有一定夹角,所以一般普通机床加工或者4轴加工起来比较麻烦,且生产效率低。因此,考虑用5轴数控铣削加工中心加工。
2)UG构建三维模型
根据零件图的尺寸在ZY平面上绘制平面,沿X轴拉伸,然后采用圆命令分别将内孔按各自尺寸生成。如图2所示为经过UG软件渲染的后罩三维模型。
2编制加工工艺
2.1毛坯的准备
稳瞄系统一般用在船舶上,考虑其一工作环境有海水侵蚀,必须要求材料有抗腐蚀能力强。其二控制稳瞄系统重量, 后罩采用铸铝合金。由于后罩体积大,内外部结构复杂,并通过对零件图的仔细研究及亲自手工编程、半自动加工,基本可以顺利加工完毕。但是,存在精度低、劳动强度大等诸多缺点, 不适合批量加工。因此,为了提高生产效率、加工精度、降低劳动强度。考虑用UG数控编程5轴铣削加工。
2.2机床的选取
加工使用的机床是VMC- B50C五轴联动加工中心, FAGOR系统。主轴最高旋转速度是24000r/min,机床加工精度高、刚度好、系统稳定,适合对结构复杂精度要求高的产品加工。
2.3工件的装夹
由于工件体积较大,又是曲面结构且内部4个圆凸台,结构复杂,安装比较困难,为此,专门设计个夹具。其尺寸560X470X360mm。平面上加工一组中心距为77mm的定位孔。长边各焊接2个小凸台,准备给夹紧时使用。详细见下图3。
2.4刀具的选择
根据工件结构,选用10mm钨钢立铣刀,铣削平面。 3mm铣刀铣缺口, 25R5圆鼻机夹铣刀,铣削内曲面。 20R10加长白钢球刀,精修外曲面。6x¢5.0钻头钻凸台上的孔,中心钻钻所有孔中心孔。
2.5工艺路线
根据加工工艺路线的先粗后精、先面后孔、先主后次、基准先行的原则,将后罩加工工艺路线设计如图4:
2.6工艺核心
1)保证球心分别到4个凸台中心孔的距离500mm及夹角为89º;
2)保证4个凸台孔径¢120mm及位置度公差¢0.2mm;
3)保证4个凸台平面的平面度0.01mm;
5)专用夹具的设计(图3所示)。
3 UG生成加工程序后处理
程序后处理就是把已经编好的刀路轨迹转换成数控机床能够识别的语言程序。在“操作导航器”中可以把已经编好的程序子程序全部显示出来,可以进行一个一个子程序的后处理,一起进行后处理假设发生错误就比较难查询修改。要想处理哪段程序,点击“操作导航器”里“后处理”就自动输出一个后处理的程序文件。用记事本的方式打开文件,可以看到最终想要的数控机床识别的程序。以下是4个凸台加工后处理程序:
4结束语
用UG CAD/CAM软件对复杂零件的三维建模,对复杂箱体零件进行数控加工仿真,能高效合理代替人为手工编程与加工,用5轴数控铣削加工中心加工,给企业带来了前所未有的智能化、人性化的生产环境,大大缩短设计和制造周期,提高了加工精度与生产效率。
参考文献
[1]迟涛.基于UG的不锈钢送料器的四轴数控加工[J].煤矿机械,2013(3).
箱体类零件的加工工艺研究 篇2
箱体是组成机器整体的主要框架, 它作为主要的支撑件把其他零部件有机地组成一个整体, 使其能够实现某种运动或具有某种生产加工的功能。通常箱体的结构都比较复杂, 具有内部含有多种孔类结构以及内壁不均匀等特点。对于箱体内重要的孔结构, 其加工精度要求较高。箱体加工质量的优劣直接影响了机器的装配精度, 而且还会影响到机器的使用寿命和生产加工精度等。因此, 箱体类零件的加工工艺是否合理和先进就决定了整个机器的生产加工精度以及使用寿命。
1 箱体零件加工技术要求
1.1 表面加工技术要求
箱体类零件的定位基准面、装配参考面等重要表面对零件的加工精度、装配精度以及整机的使用性能都有直接的影响。考虑到箱体腔内零件的运动特点, 一般箱体零件的重要表面只要求具有很高的平面度以及较高的相对位置精度, 对于表面粗糙度的要求则较低。
1.2 孔的加工技术要求
箱体类零件中对孔的加工技术要求一般指定位孔或支撑孔的尺寸精度要求或具有同类功能的孔的位置精度要求。譬如:轴承安装孔的技术要求主要是对于尺寸精度的要求, 如果一对安装孔的重合度不够, 那么在机器工作时可能会产生局部振动, 进而影响到产品的加工精度。尤其对于机床上的轴承孔, 尺寸精度的高低会直接影响到产品的加工精度。另外, 对于减速器类箱体零件, 对相邻传动轴的定位孔相互位置精度、定位孔尺寸精度、同轴度等要求较高。相互位置精度低会影响到传动齿轮的相互啮合情况, 使齿轮受力不均, 降低齿轮的使用寿命。如果传动轴的同轴度精度达不到技术要求, 那么在进行整机装配时就会出现齿轮装配不上或孔隙较大等情况, 另外由于装配精度的降低也会磨损齿轮, 进而影响到机器的使用寿命和工作精度。对于箱体上的支撑孔, 一般与装配基准面之间具有很高的平行度要求, 且与固定端面间有较高的垂直度要求。
2 箱体零件加工工艺
本文主要以图1所示的减速器类箱体零件的加工为例进行工艺分析, 如图所示该零件具有典型的箱体类零件特点:形状复杂、孔较多、壁厚不均等。箱体零件的加工主要涉及到不同的定位孔、支撑孔及基准平面的加工。其对尺寸精度、相互位置精度要求较高。
2.1 工艺路线分析及确定
由图1可知, 该箱体零件的加工工序较多, 主要涉及到定位孔、支撑孔及相关表面的加工。箱体零件孔的加工难度较大, 而且加工精度要高于相关表面的加工精度要求。考虑到该箱体零件加工的特殊性, 其工艺路线的设计应从以下几方面准备:
1) 合理确定毛坯件。该箱体零件的工作特点主要是起支撑、固定框架的作用, 对力学性能的要求一般, 故可以选择HT200作为毛坯材料。另外, 该箱体体积较小且结构较复杂, 因此, 应选择铸造成型的方式, 不宜采用焊接成型。
2) 合理确定加工顺序。该箱体零件结构较复杂, 需要加工的面和孔较多, 工艺设计要本着先加工表面后加工孔, 先粗加工后精加工的原则。加工完的表面可以作为后续孔的加工定位基准, 这样也利于孔的加工, 同时可以保证孔的加工精度和相互位置精度。另外, 在表面加工时还要根据零件的工作特点分清哪些是重要表面, 哪些是非重要表面, 零件表面的加工要按照先加工重要表面后加工次要表面的顺序。考虑到箱体零件的加工表面较多, 且对于孔的尺寸精度要求也较高, 因此, 加工时要先粗加工后精加工, 且两个阶段不宜同时进行。原因是大面积、多表面的粗加工易使表面的内应力集中, 如果不能把该应力释放出去必将影响零件的使用性能。所以, 粗加工时要多次对夹具进行松懈, 以便使内应力及时释放, 从而保证箱体的加工精度和使用性能不受影响。
3) 合理确定工序。根据零件的生产批量确定是否采用相对集中的加工工序, 如果属于大批量的生产, 那么应将零件的粗加工和精加工分别在不同的机床上完成;如果属于小批量生产, 则应将粗加工和精加工尽量选择同一机床上加工, 这样可以提高生产效率, 降低生产成本。
2.2 合理选择加工定位基准
该箱体零件结构较复杂, 在确定定位基准时要本着基准统一和基准重合的原则。同时, 也要考虑影响零件加工精度的相关因素。
1) 确定粗加工定位基准。粗基准的选择要根据该箱体零件的主要工作孔来确定, 对于该箱体零件要优先考虑主轴孔的加工余量, 保证孔的尺寸及相关表面加工余量均匀, 这样才能确保孔在精加工时的加工精度。因此, 该箱体零件应选择主轴孔作为粗加工的定位基准。
2) 确定精加工定位基准。根据该箱体零件的结构特点, 精加工的定位基准应选择装配基准面, 这样选择可以保证定位基准、装配基准相互重合, 符合基准重合的原则, 同时也可以有效降低不重合误差的产生。
2.3 零件重要表面的加工
1) 平面的加工。通常箱体零件平面的粗加工采取刨削法, 精加工采取铣削法。在小批量生产时, 一般采用划线找正, 利用刨刀和铣刀对表面进行加工。也可以在龙门刨床上同时安装多个刀架对多个平面同时加工, 这样可以有效地确保平面的相互位置精度。在大批量生产时, 一般在数控机床或组合机床上进行多表面加工, 这样既可以提高生产效率, 也可以确保各个平面的位置精度。
2) 孔的加工。箱体零件中孔类较多, 而且尺寸精度和位置精度要求也较高, 因此, 孔的加工是确定箱体零件加工工艺的关键, 孔通常有两种, 一种是平行孔, 另一种是同轴孔。平行孔在加工时要保证孔的中心线之间的平行度和尺寸精度要求。同轴孔在加工时主要是保证孔的同轴度精度要求。在小批量生产时, 由于划线法找正加工容易引起加工误差。因此, 较多采用试镗法来提高零件的加工精度, 但该方法生产效率较低, 故只适合小批量生产。在大批量生产时, 一般采用镗模法。该方法可以在组合机床上对多孔进行同时加工, 具有方便工件找正、生产效率高的特点。
3 结语
箱体类零件结构复杂, 加工要求也较高, 在加工工艺设计时必须要根据零件的加工难度确定合理的定位方式、选择合适的切削用量和加工机床、加工刀具。只有对箱体类零件的结构和使用要求有了深入的理解才能制定出合理的加工工艺。
参考文献
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[2]张世有.箱体类零件的加工工艺分析[J].科技信息, 2010 (17) :118-119.
[3]施燕.箱体零件孔系加工工艺方案的探讨与实践[J].中国制造业信息化:学术版, 2009 (9) :75-77.
UG箱体零件 篇3
随着社会财富的积累,人们对商品质量与功能的要求不断升高。制造企业为了自身的生存和发展,必须持续地进行技术创新,研发制造新产品,才能取得相对于竞争对手的产品优势,进而赢得市场。产品种类的不断增加和生命周期的不断缩短,使得制造企业原有的刚性生产线无法满足生产需要,必须研究柔性制造技术。
1967年,英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS基本概念,研制了“系统24”。其主要设备是六台模块化结构的多工序数控机床,目标是在无人看管条件下,实现昼夜24h连续加工,但最终由于经济和技术上的困难而未全部建成。同年,美国的怀特·森斯特兰公司建成Omniline I系统,它由8台加工中心和2台多轴钻床组成,工件被装在托盘上的夹具中,按固定顺序以一定节拍在各机床间传送和进行加工。这种柔性自动化设备适于在少品种、大批量生产中使用,在形式上与传统的自动生产线相似,所以也叫柔性自动线。1976年,日本发那科公司展出了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(简称FMC)为发展FMS提供了重要的设备形式。1982年,该公司建成自动化电机加工车间,由60个柔性制造单元(包括50个工业机器人)和一个立体仓库组成。迄今为止,全世界有大量的柔性制造系统投入了应用,国际上以柔性制造系统生产的制成品已经占到全部制成品生产的75%以上,而且比例还在增加。
本文以沈阳机床集团内数控机床产品的典型小箱体零件作为柔性制造系统的制成品,分析了该类零件结构特征,设计了专用工艺装备,制定了该类零件的柔性加工工艺,规划了柔性加工生产线的布置方案。本文研究的柔性制造技术将作为沈阳机床集团的智能制造装备发展专项的一项技术支撑。
2 加工特征分析
小型箱体零件的关键结构特征是自身的安装基准和箱体孔系,也就是小型箱体的安装底基面、安装侧基准面、前面、直口、轴承安装孔、轴承安装孔内端面、轴承压盖安装端面。在数控机床典型零件中,箱体零件的加工精度是很高的。一般来说,轴承安装孔的尺寸精度为IT6级,关键特征的形位公差精度为4~5级(如表1)。
3 柔性线加工工艺设计
通常情况下,小型箱体类零件的常规工艺方法是在卧式加工中心上先加工基准,再以基准装夹找正铣镗完成其他关键结构特征的加工,主要工序为:(1)第一次装夹,以小型箱体背面为装置面,按外轮廓找正,加工小型箱体的安装底基面和侧基面;(2)第二次装夹,以加工完成的小型箱体安装底基面为装置面,按加工完成的侧基面找正,加工前面、直口、轴承安装孔、轴承安装孔内端面、轴承压盖安装端面。
常规工艺第二次装夹是以关键特征面(小型箱体的安装底基面和小型箱体的安装侧基面)为装置面和找正基准的,所以第二次装夹过程中产生的误差必然会影响小型箱体的形位精度。为了保证加工精度,需要设计在一次装夹过程中完成全部关键特征加工的工艺方法,使得关键特征之间的形位精度只与加工设备有关,而与装夹找正过程无关,依靠加工设备自身的几何精度来保证加工件的形位精度。
数控机床产品种类和规格不同,小型箱体必然是多种多样的,对于混流生产线,若直接用小型箱体外轮廓作为生产线上下料机械手爪的夹持面和机床夹具的装夹面,就需要配置若干种规格尺寸的上下料机械手爪和液压夹具。为了减少生产线的建设费用,需要设计一批与生产线上下料机械手爪和机床夹具的接口尺寸相同的专用工艺装备,作为各种规格尺寸小型箱体的随行夹具。
小型箱体的顶面并非其关键特征面,而且与关键特征面也没有相对位置关系,可以在生产线外完成加工,并在此面上加工4个工艺螺孔,以其作为小型箱体类零件与随行夹具结合的通用工艺面。根据卧式加工中心的特点、上下料机械手爪的特点、机床夹具的特点以及小型箱体工艺面的特点,设计随行夹具,如图2。
按随行夹具装夹找正,在卧式加工中心上加工除顶面外的所有加工特征。具体工步为:(1)粗精铣小型箱体底基准面;粗精铣小型箱体侧基准面(如图3)。(2)粗精铣削前面;粗精镗削直口;钻攻前面上的螺纹孔。粗精铣削轴承压盖安装面;粗精镗削轴承孔及其内端面;钻攻轴承压盖安装面上的螺纹孔(如图4)。
根据卧式加工中心的主轴功率及扭矩、伺服电机进给速度及功率和所用切削刀具的推荐切削速度、切削深度,设计详细的加工工序表,如表2。
4 柔性生产线规划
生产线除了加工设备外,还需要清洗机、在线检测装置和打标机。经过市场调查,通过式清洗机的节拍≤120s/件,在线检测装置的节拍≤30s/件,打标机的节拍≤15s/件,而经过计算可知,单台加工设备的节拍是896s,如表4。为了平衡节拍,需要并行布置8台卧式加工中心作为数字化车间混流生产线的加工设备。根据混流成线加工工艺,本文规划了生产线的布局,如图5。
柔性生产线的具体流程为:(1)自动仓库通过料道将待加工件送上生产线。(2)在随行夹具安装工位,夹具机械手从夹具缓冲区取来随行夹具,装配机械手将待加工件与随行夹具结合。(3)夹具机械手将待加工件随同夹具送至上下工件缓冲区。(4)带直线运动单元的关节机械手将物料随同夹具依次送至加工设备和清洗、检测、打标工位,最后送回上下工件缓冲区。(5)夹具机械手将加工成品随同夹具从上下工件缓冲区送至随行夹具拆卸工位,拆卸机械手将随行夹具卸下,夹具机械手将随行夹具送回夹具缓冲区。(6)加工成品经料道送回自动仓库。
5 结语
本文根据沈阳机床集团混流成线加工小型箱体类零件的需要,通过分析该类零件的结构特征,以专用工艺装备作为随行夹具,详细设计了该类零件的柔性线加工工艺,并且以加工工艺为基础规划了柔性生产线。在后续工作中,将以本文研究的柔性线加工技术为技术支撑,继续细化数字化车间的建设方案。
参考文献
[1]吴平.高速加工中心组成的敏捷柔性生产线的研制和应用[J].组合机床与自动化加工技术,2009(5):78-81.
[2]张亚明.柔性制造技术及应用[J].煤炭技术,2008(3):9-10.
[3]吴建华,姚振强.敏捷可重组制造系统的研究[J].淮阴工学院学报,2003(3):1-5.
UG箱体零件 篇4
在机械制造企业中,生产着成千上万种不同的零件,这些零件在外形结构和制造工艺方面各有不同,但很多零件在若干方面都存在着相似性,有着相同的功能结构和加工工艺等。利用成组技术的基本原理,把相似的零件归入一个零件族,使分散的小生产量汇集成较大的成组生产批量,从而获得更大的经济效益。零件编码分类系统在成组技术的基础下,从CAD里获取设计人员的零件模型信息,经计算机编码分类后送到CAPP的其他子系统进行后续工作。它作为CAPP的重要组成部分,为CAD/CAPP/CAM—体化的实现奠定了基础。
零件编码分类系统是用符号(数字、字母)等对产品零件的有关特征,如功能、几何形状、尺寸、精度、材料以及某些工艺特征等进行描述和标识的一套特定的规则和依据。目前,世界上应用较为广泛的编码系统有德国的OPITZ系统、荷兰的MICLASS系统、日本的KK-3系统和我国的JLBM-1系统[1]。本文将选用JLBM-1编码系统[2],在它的基础上进行修改,使其满足企业里的零件需求,为零件编码;再利用特征位码域法把零件分到指定的零件族里,从而完成零件的编码分类。
1 零件分析
箱体类等非回转体零件复杂,形面参数繁多,包含的信息量大,要完整而简明地描述和输入零件信息较为困难;而轴类等回转体零件则相对简单,计算机辅助编码分类的技术成熟。因此,以箱体类零件的信息分析出发开发一个针对工程机械各类箱体零件自动编码分类系统LW-CCBP,对箱体类零件信息描述有着一定的研究意义。
零件的信息包括几何信息、结构信息、拓扑信息和制造信息等。虽然箱体零件形状复杂,但只要能准确说明零件由哪些与其相关的特征组成,就能根据这些特征对零件进行编码分类。目前,构成零件的特征有五类:形状特征、精度特征、材料热处理特征、管理特征和技术特征。在这些特征类中,形状特征是零件模型中最主要的内容,是其他非几何信息所依附的载体,是区分零件特征之间区别的主要依据。所以,对箱体类零件特征的分类主要是对箱体类零件的形状特征的分类。
箱体类零件无论是何种类型,都可以看成是由主特征和辅助特征构成。主特征是箱体零件的总体几何构造形状特征,而辅助特征依附在主特征或其他特征之上,其形状一般是由面、孔和槽等结构组成。零件形状特征关系如图1所示。
为了确定辅助特征在空间的位置,在描述箱体零件的形状特征时将引入方位面特征[3]。方位面一般情况为6个,可根据零件的复杂程度增加或减少。方位面不参与零件的几何造型,仅仅是为确定其他特征的空间位置而设定。在此,对方位面特征编号规定如表1所示。
各特征依附在方位面上,以方位面作为其间接的联系,则表示箱体零件的形状特征如图2所示。
在一般的零件中,某个形状是一个特征被另一个特征截去一部分或者由至少两个特征汇集而成,这是工程机械上箱体零件常见的情况。下面采用数学形式来描述这些问题。若箱体零件的第i个形状是由几个特征并集而成,则
其中Xi是箱体零件的第i个特征,Xi1是平面特征,Xi2是孔特征,Xi3是槽特征。若箱体零件的第j个形状是由几个特征交集生成,则
上式的Xj1、Xj2和Xj3分别与式1中的Xj1、Xj2和Xj3意思相同。由式(1)、式(2)将箱体零件表示为
式3中的B是箱体零件的基体。根据上面三式,可使箱体零件的任何复杂形状得到表达,同时也为后续编程实现自动编码分类提供理论依据。
2 总体设计
箱体零件编码分类系统LW-CCBP主要由零件编码模块、零件分组模块、零件编辑模块3个模块和零件编码库、零件分组库2个数据库构成,如图3所示。它先从Solidworks软件里调用一个用VB自做的插件,该插件是通过人机交互方式把箱体零件的其它信息填写。然后,将从外界输入的箱体零件图和填入的信息经Solidworks处理后,生成包含零件几何信息和工艺信息的STEP中性文件,输到零件编码模块。该模块与零件编码库里的信息对比编码,完成零件编码后就将零件码送到零件分组模块,由零件分组模块与零件分组库的相互匹配分类到对应的零件族上。最后,零件编码分类系统输出零件码和零件族号。当箱体零件出现新的特征或要对一个特征进行修改时,就通过零件编辑模块对特征进行补充和修改,从而使零件编码分类系统不断得到更新,符合企业的新要求。
以下是对3个模块的说明:
零件编码模块是完成箱体零件编码的功能子模块。它是由主码、辅码及形面工艺码组成。主码、辅码采用JLBM-1编码系统非回转体类零件分类箱体零件码。形面工艺码是编码模块的核心,主要描述各方位面及孔、槽的几何形状、表面粗糙度、精度等信息。在零件编码时,是通过对零件每个方位面上的特征对比,找到相应的码值。当所有方位面上的特征完成编码后,就得到6个特征码子集,根据式3使编码模块生成对应的箱体零件码。
零件分组模块是采用了特征位码域法,从零件编码中选择一些特征性较强、对划分零件族影响较大的特征码位,并在这些特征码位中规定一定的允许变化范围,以此作为零件分组的依据[4]。当零件分组模块接收到箱体零件码后,开始逐一与零件分组库里的组信息对照匹配,找出符合该零件码的一个零件族。
零件编辑模块主要是对存放于零件编码库和零件分组库里的零件编码进行查询、修改、删除、浏览等操作。它是为了使零件编码分类系统不断适应企业的零件要求而建立的应用模块。
3 程序设计
箱体零件编码分类系统LW-CCBP的程序,是采用VB编程语言编写。如图4所示,在CAD软件完成零件信息处理后,以STEP中性文件形式发送到零件编码模块。编码模块先从箱体零件的方位面1上读取附在上面的第一个特征,然后计算机从零件编码库的第一条特征开始扫描。在扫描编码库每条特征的同时,计算机判断是否与零件上的指定特征存在相等关系。当检测到相等时,记录下表达这一特征的特征码,并结束后面的扫描,转到当前方位面的第二个特征读取。如此不停地读取-扫描-编码,直到方位面1上的全部特征都被编码为止。在n=n+1和条件判断语句(是否n>6?)下,转入方位面2上的特征读取,并按照方位面1的特征编码流程循环工作。若在过程中发现新特征(编码库没有记录的特征),则跳出主程序转入零件编码模块,为新特征定义特征码,存入编码库并返回主程序。当编码模块完成了6个方位面上的全部特征编码后,n=7满足条件n>6,计算机结束特征编码,计算合成箱体零件码。
完成箱体零件码后,数据被送到零件分组模块开始零件分组。分组模块先从箱体零件码里取出第一位码的码值,由计算机扫描零件分组库中的特征矩阵,选择出在第一码位上包含有这一码值的一系列零件族并记录下来,同时删去多余的零件族。在“m=m+1”和“是否m>Z?”下进入第二位码的码值查组,但此时要扫描的特征矩阵是第一位码完成分组时记录下来的系列特征矩阵。如此重复上面的工作,把箱体零件码的所有码位全部分组。在条件判断语句的作用下,结束循环继续后面的工作。最后得到符合规则的零件族号,并输出箱体零件的零件码和零件族号。
4 结论
箱体零件编码分类系统LW-CCBP是在我国JLBM-1编码系统的基础上,根据箱体类零件的形状特点,从六个方位面分别对其特征逐一描述。由于CAD软件是现今主流的设计工具,里面的图形蕴含了零件的形状信息、功能信息和工艺信息,因此,LW-CCBP系统从CAD里获取的零件信息,能完整地表达零件本身。
箱体零件编码系统采用模块化设计,主要由三个模块和两个数据库构成。程序采用VB编程语言编写。其编码分类能力,取决于零件编码库和零件分组库的信息含量。由于诸多因素影响,本系统还有许多有待进一步完善之处。
摘要：零件编码分类系统作为CAPP的子系统,能把零件的图形信息和工艺信息转换成计算机易于识别的符号信息,为工艺决策提供了零件描述方法。该编码分类系统LW-CCBP是以工程机械上的箱体零件作为对象,采用了特征技术,在CAD平台上运用VB编程语言开发的零件编码分类软件,具有很好的扩展性和广泛的应用前景。
关键词：箱体零件,特征,成组编码,自动分类
参考文献
[1]蔡汉明,陈清奎.机械CAD/CAM技术[M].机械工业出版社,2005.
[2]许香穗,蔡建国.成组技术[M].机械工业出版社,2000.
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UG箱体零件 篇5
CAD/CAPP集成的方法有很多,其中特征建模是目前被认为最适合于CAD/CAPP集成系统的产品表达方法。特征建模可大致分为3类:交互式特征定义、特征识别和基于特征的设计。交互式特征定义的集成方法自动化程度低,在信息处理过程中容易产生人为的错误;特征识别往往只对简单形状有效,而且CAPP所需要的公差、材料等属性仍然缺乏,难以达到集成的要求;而基于特征的设计方法,用户可直接用特征定义零件几何体,即将特征库中预定义的特征实例化后,以实例特征为基本单元建立特征模型完成产品的设计。本文就是研究在AutoCAD下开发的特征参数化设计,以便实现CAD/CAPP的无缝集成。
1设计思想
当前,国内外特征技术的研究基本上都建立在三维实体造型的基础上。然而三维造型方法缺少表达如表面质量、公差等非几何信息的能力,另一方面,二维绘图系统在企业的实际运用中仍然有很大的普遍性,因此研究从二维工程图形中提取和表达其制造信息,以达到CAD/CAPP的集成具有一定的实际意义。本文以箱体零件的二维特征造型为例进行研究。
箱体是机械产品的基础件,由于箱体零件结构形状复杂,很难准确地对其进行零件信息的描述。本文采用面向对象的设计技术,把箱体的各个部分划分为主特征和辅特征,将各个特征作为对象封装起来,建立了箱体的形状特征库。利用交互界面输入各个特征的参数值,再运用特征建模的有关理论和方法,实现箱体零件的绘制及其完整的信息描述,既满足了特征模型的修改和编辑要求,又可以和后续的CAPP/CAM系统进行数据交换,是一条实现CAD/CAM集成化的有效途径。
本文以AutoCAD为开发平台,以ObjectARX为开发工具,在Visual C++6.0环境下开发完成了二维特征造型系统,其组成与功能如下:
(1)特征造型功能:建立特征库,构造主特征对象和辅特征对象,通过用户交互式地输入特征几何和工艺信息参数,设计并绘制出用户满意的箱体。
(2)特征编辑功能:对已设计好的特征进行动态的修改编辑,并与数据库实现动态连接,随时更新数据库。
(3)数据库管理功能:可对数据库中的内容进行添加、修改、删除等操作,形成最终的特征信息表和表头信息表,供CAPP/CAM调用。
特征设计的工作原理见图1。
2特征库的建立
特征造型方法的主要特点是引入特征作为造型的对象,因此对于箱体类零件特征造型系统来说,零件特征库的建立是系统的基石。特征是设计者对设计对象的功能、形状、结构、制造、装配、检验、管理与使用信息及其关系等具有确切的工程含义的高层次抽象描述,特征不仅是产品数据的集合,还反映了各类数据的表达方式以及相互间的关系,能有效地为各应用系统所接受和处理,能完整表达出产品的各种信息。
对于箱体,通过归纳总结,其特征可分为3大类:孔、面、槽。各大类又向下细分为若干子类,直至零件的每个部分都能精确的描述为止。箱体类零件都是由面、孔、槽通过不同的加工方法排列组合而成。这些由一系列加工而成的形面在该方法中称为基本特征要素,它不仅含有几何特征而且具有加工特性。具体应包括以下几个信息:①形状特征信息(形状、结构、位置参数);②尺寸和公差信息;③表面质量要求信息。
每一个基本特征要素用一个特征集来表达特征信息的内容。特征集的结构如下:
[类型为(面、孔、槽);坐标位置为(P(x,y,z));几何参数为(面:长、宽、高;孔:直径、长度;槽:宽、长、深 等);工艺参数为(粗糙度、公差、平面度…)]。
所有的基本特征要素的特征集在数据库中的反映即为特征库。
3特征造型及动态编辑
用户对零件进行设计时,需先确定零件由那些特征组成,并在特征库中选择相对应的特征,然后以交互的方式输入该特征所需的参数,最终完成零件的设计、绘制和动态编辑。以直孔特征为例说明特征造型和编辑过程:首先由[绘图初始化]菜单对绘图环境进行初始化,其中包括图纸大小的选择、总基准点的确定、坐标轴的确立和标题栏的填写等;然后由[特征绘图]菜单选择直孔特征并调出直孔特征绘图对话框(见图2),由用户交互填写几何和工艺参数,最终生成所设计的特征绘图,同时将直孔特征信息即所填的参数以直孔为载体写入数据库。如果想对该直孔进行修改,可选定该特征,右击菜单中的[特征编辑]读取该特征原有信息,经用户对参数修改后重新生成所要的直孔特征,达到了动态编辑的效果,并查询数据库中的原有记录对其进行更新,直到设计满意为止。
4特征数据文件及管理
特征数据文件作为基于特征的零件描述模型的具体体现,包括特征信息和几何/拓扑信息。特征数据文件的格式可依据具体的CAPP系统而定,也可以自定义一个简单易懂的零件描述格式来生成特征数据文件,对于不同的CAPP系统,可附加一个读取模块对特征数据文件中的零件信息进行读取。系统采用通用的数据库Access来存储零件的特征信息,并可以方便地在AutoCAD环境下完成对数据库的各种操作,例如记录的添加、删除、修改、更新等(见图3),最终生成完整准确的特征信息,供CAPP/CAM调用。
5结束语
本文叙述了在AutoCAD下应用ObjectARX技术和ADO技术通过二维特征造型开发CAD/CAPP集成系统的方法。通过这种方法开发出的CAD特征造型方法能从数据库输出CAPP和CAM所需信息,这些信息不仅包括零件的总体信息(形状、尺寸等),更重要的是加工面的加工信息(粗糙度、加工精度、形位公差等),而这些信息计算机是无法从传统的CAD建模中提取的。这种面向CAD/CAM集成的二维特征造型方法,较好地解决了CAD/CAPP相互独立的问题。
摘要：论述了在AutoCAD环境下应用ObjectARX技术开发二维特征参数化绘图软件的原理和方法,借助ADO技术将特征信息写入数据库,系统最终可生成零件完整准确的特征信息表,供CAPP/CAM调用。零件的图样设计方便、快捷,并避免了CAPP零件信息的二次输入,实现了CAD/CAPP信息集成。
关键词：ObjectARX,AutoCAD,特征造型
参考文献
[1]Kunwoo LEE.Principles of CAD/CAM/CAE Systems[M].England:Addison Wesley Longman Limited,1998.
[2]杨志宏,黄克正.二维特征造型方法的研究[J].机电一体化,2002(5):13-16.