大型航天薄壁結(jié)構(gòu)件制造特征MBD模型自動構(gòu)建方法研究.pdf

1、大型航天薄壁結(jié)構(gòu)件是運載火箭中主要的承力零件，零件上特征數(shù)量大、結(jié)構(gòu)復雜、存在大量曲面，導致產(chǎn)品工藝規(guī)劃、數(shù)控編程等生產(chǎn)準備工作任務量極大。制造特征MBD模型作為CAD/CAM/CAPP系統(tǒng)之間信息傳輸?shù)妮d體，能有效集成加工知識和經(jīng)驗，是實現(xiàn)數(shù)控編程自動化和智能化的關(guān)鍵。因此，研究面向大型航天薄壁結(jié)構(gòu)件的制造特征MBD模型自動構(gòu)建方法，對提高自動工藝規(guī)劃和數(shù)控程序編制的效率、降低生產(chǎn)成本、滿足國家日益強烈的現(xiàn)代化國防需求，具有重要的理論

2、意義和工程應用價值。本文針對大型航天薄壁結(jié)構(gòu)件制造特征MBD模型自動構(gòu)建問題進行研究。主要內(nèi)容包括：
　　在制造特征識別問題上，針對大型航天薄壁結(jié)構(gòu)件含有大量曲面、存在多特征復合而成的復雜特征的特點，本文提出了基于拓撲層矩陣、幾何層矩陣、特殊關(guān)系層矩陣的三層次屬性鄰接矩陣模型的特征識別方法，將所有特征分為：單一特征、凹連接復合特征、凸連接復合特征進行識別。首先，設(shè)計了拓撲層矩陣，描述零件CAD模型幾何元素之間的鄰接屬性、凹凸性；設(shè)

3、計了逐層蔓延的特征搜索算法，從零件拓撲層矩陣中提取所有特征的拓撲層矩陣；以特殊關(guān)系層矩陣表達特征間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，將屬于同一凸連接復合特征的特征合并、關(guān)聯(lián)；基于凹連接復合特征的幾何層矩陣，采用逐層分割的策略，將凹連接復合特征分割為單一特征；最后，基于單一特征的拓撲層矩陣、幾何層矩陣匹配精確地識別出單一特征的形狀，從而實現(xiàn)了制造特征的準確、高效識別。
　　在自動識別制造特征的基礎(chǔ)上，提出了制造特征MBD模型的MBD模型構(gòu)建方法。首先，設(shè)

4、計了基于制造特征和技術(shù)要求信息的制造特征MBD模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括三個層次的信息：特征形狀信息、特征幾何元素信息以及與幾何元素關(guān)聯(lián)的技術(shù)要求信息；通過提取MBD模型上以文本和符號形式標注的技術(shù)要求信息，包括：幾何公差、尺寸公差、粗糙度三類信息，并與特征的幾何元素關(guān)聯(lián)，從而實現(xiàn)制造特征MBD模型的構(gòu)建；基于分類清晰、數(shù)據(jù)充分的制造特征MBD層次性數(shù)據(jù)模型，可降低制造特征在實際工藝決策過程的復雜度，提高數(shù)控程序自動生成的效率與準確率。