MBD技術(shù)發(fā)展歷程大致經(jīng)歷了“二維設(shè)計(jì)，二維出圖”、“三維設(shè)計(jì)，二維出圖”、“MBD全三維數(shù)字化設(shè)計(jì)”三個(gè)階段。MBD技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，有效地幫助產(chǎn)品縮短了生命周期、提高了產(chǎn)品質(zhì)量、降低了成本、減少了工作人員重復(fù)勞動(dòng)等。目前，數(shù)字化巨頭，Siemens、PTC、Dassualt等CAD/CAM/CAE集成平臺(tái)中緊跟相關(guān)技術(shù)需求，提供逐步完善的數(shù)字化制造技術(shù)功能模塊，使MBD模型作為產(chǎn)品全生命周期的唯一依據(jù)成為可能。

    新型航天整體結(jié)構(gòu)零件的應(yīng)用能使航天飛行器的制造質(zhì)量顯著提高，但是以通類零件為例的整體結(jié)構(gòu)零件特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工幾何多、加工精度高，數(shù)控加工技術(shù)要求高；零件種類多、改型多，數(shù)控程序編制任務(wù)量大，重復(fù)勞動(dòng)多，編程效率低。然而，傳統(tǒng)的工藝規(guī)劃是將三維模型轉(zhuǎn)化為二維工程圖，生成工藝卡片來(lái)指導(dǎo)數(shù)控加工，影響了工藝信息表達(dá)的直觀性，不符合設(shè)計(jì)和制造的協(xié)同性，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率，逐漸成為了制造業(yè)大力發(fā)展全三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的阻礙。本文基于MBD技術(shù)建立通類零件的工藝信息模型，使零件在設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造過(guò)程中保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，實(shí)現(xiàn)全生命周期的“無(wú)紙化”，便于設(shè)計(jì)上游和生產(chǎn)下游零件特征參數(shù)的修改、識(shí)別、提取和聯(lián)動(dòng)。

    1 MBD工藝信息模型

    1.1 基于模型的定義

    MBD（Model Based Definition，基于模型的定義）是用集成的三維模型完整地表達(dá)產(chǎn)品定義信息，將設(shè)計(jì)、工藝、制造、檢驗(yàn)、銷售等信息共同定義到產(chǎn)品的三維模型中，使三維模型成為產(chǎn)品生命周期各階段信息的唯一載體，保證數(shù)據(jù)信息的唯一性；產(chǎn)品全生命周期的每個(gè)階段的產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)可很好地實(shí)現(xiàn)繼承和共享。

    工藝信息模型圖如圖1.1所示。

    圖1.1 工藝信息模型

    工藝模型根據(jù)工藝信息種類的不同分為模型層( Product)、工藝層( Process)和資源層(Resource)。

    在模型層中，以設(shè)計(jì)MBD模型和工序MBD模型為核心。MBD模型的MBD數(shù)據(jù)“分視圖，分層級(jí)”顯示管理，其中工序MBD模型的標(biāo)注信息主要定義本道工序的表面粗糙度、模型的尺寸、形位公差等信息，與對(duì)應(yīng)的加工幾何特征相關(guān)聯(lián)。工藝信息包括工序和工步，在一個(gè)三維工序模型中通常包含一道工序和多道工步，同時(shí)還包含若干個(gè)加工特征。

    工藝層中根據(jù)零件設(shè)計(jì)信息制定工藝路線，MBD信息表達(dá)在工序和工步上，每個(gè)制造程序機(jī)加工藝信息都體現(xiàn)在每個(gè)加工操作仿真切削的體積特征中。

    資源層中的MBD數(shù)據(jù)集主要包含了制造資源庫(kù)和工藝資源，而這兩種資源正是工藝層中所需要的，在資源層中還包含了機(jī)加工藝設(shè)備、刀具和量具等。

    1.3 設(shè)計(jì)模型、工序模型、毛坯模型關(guān)系

    圖1.2 設(shè)計(jì)模型、工序模型、毛坯模型關(guān)系

    2 MBD技術(shù)在工藝信息模型中的表達(dá)

    2.1 零件MBD數(shù)據(jù)集表達(dá)公式

    式中：Y表示制造模型；1表示加工該零件有1個(gè)工序模型，Ai表示第i個(gè)工序模型有j個(gè)設(shè)計(jì)信息； Bik表示第i個(gè)工序模型有k個(gè)制造信息。

    2.2 設(shè)計(jì)MBD模型

    以三通零件為例，設(shè)計(jì)模型的MBD數(shù)據(jù)集如圖2.1所示。MBD數(shù)據(jù)集可以根據(jù)不同需要分兩種方式顯示零件的標(biāo)注信息：注釋層的分類表示方式和視圖層信息的分類表示方式。

    圖2.1 三通設(shè)計(jì)模型MBD數(shù)據(jù)集圖

    圖2.2 三通俯視圖的MBD數(shù)據(jù)集

    基于MBD的模型過(guò)濾器可以過(guò)濾其他不相關(guān)的信息，從而獲取自己需要的信息。注釋層可以顯示或者隱藏某一類信息，使對(duì)三維模型的觀察更加簡(jiǎn)潔明了。

    注釋層表達(dá) ：選擇一類注釋層，其余注釋層信息隱藏。視圖信息表達(dá) ：選擇一種視圖顯示，其余視圖信息隱藏 。如圖2.2所示，俯視圖數(shù)據(jù)集的單獨(dú)表達(dá)。

    2.3 工序MBD模型

    三維工序模型是指經(jīng)過(guò)每個(gè)加工操作后形成的帶有本道工序的完整機(jī)加工藝信息的集成化的三維數(shù)字化實(shí)體模型。三維工序模型在三維標(biāo)注平臺(tái)上把IPM（In-Process Model）附加上機(jī)加工藝信息，從而就形成了三維工序模型。利用MBD技術(shù)，盡可能把工藝信息完整清晰地表達(dá)出來(lái)。

    如圖2.3所示，其為三通銑一端外六方的工序模型。

    3. 結(jié)束語(yǔ)

    通過(guò)對(duì)基于MBD通類零件的工藝信息模型的研究，建立了基于基于MBD的設(shè)計(jì)模型及工序模型，并對(duì)制造工藝信息進(jìn)行了表達(dá)，對(duì)下游的基于MBD模型的數(shù)控加工有王賓 的指導(dǎo)意義，并且對(duì)下一階段所研究的零件參數(shù)化設(shè)計(jì)先生參數(shù)的識(shí)別和提取打下基礎(chǔ)。

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