基于CAD／CAPP集成的精度信息建模及提取.pdf

精度信息是集成化CAD／CAPP系统产品模型中不可缺少的重要组成部分，精度信息的建模与提取也是实现
CAD／CAPP集成的瓶颈之一。
基于CAD／CAPP集成的精度信息建模及提取

口上海工程技术大学机械工程学院刘胜

CAD、CAPP~CAM是CIMS的重要组成部分，三者之间的有
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机集成对制造业有着重大的意义。但是，CAD创建的几何模型=匕
只包含了零件的几何形状特征信息，CAPP系统难以从CAD系统南匦
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中获取所需的工艺特征信息，阻碍了数据的交换和共享。垒芏堡丝坌堑I

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特征具有多视域的特性，即不同的应用领域作为特征的t～j⋯
几何元素可能是完全不同的，一个几何元素在不同的应用中生坌j}垃叁：!
可能被视为不同的特征。从CAD／CAPP／CAM集成的角度出发，可
以将构成零件的特征分为5大类：管理特征、技术特征、材料峰谷不平度。这种微观几何形状一般是由零件的加工过程决定
及热处理特征、精度特征和形状特征。其中，管理特征、技术的。尺寸公差是指尺寸允许的变动量，尺寸既可以是其起始点
特征和材料及热处理特征只需通过中问数据库进行统管理，与终止点位于同一形状特征对应形体内的定形尺寸，也可以是
就可以容易地实现信息共享和交流。而形状特征可由CAD系统起始点与终止点位于不同的形状特征对应的不同几何形体之
获得。精度特征是描述零件几何形状、尺寸的许可变动量的信内的定位尺寸。被测单一要素的实际形状对其理想形状的变动
息集合，包括公差(尺寸公差和形位公差)和表面粗糙度，这量，称为该要素的形状误差，而实际要素的形状所允许的变动
些精度信息会影响零件的机械性能、加工路线和生产成本，是全量称为形状公差。被测相关要素间的实际位置对基准要素位
CAD／CAPP／CAM集成中重要的组成。但是精度特征并不能单独存置的变动量，称为该被测要素的位置误差，而实际要素的位置
在，必须依附于形状特征，两者之间有着复杂的映射。对基准所允许的变动全量称为位置公差。
目前的研究已经很多，虽然取得了些成果，但精度特2．基于几何形状特征的精度特征建模
征还是不能和形状特征很好地结合起来。本文从实际应用出形状特征是描述零件几何形状及拓扑关系、相关尺寸的
发，以形状特征为载体，定义精度特征附属于形状特征的规信息集合，形状特征是产品信息模型中最主要的特征，是精度
则，利用现有三维CAD系统已具备的特征树功能，开发简单易特征的载体。两者与零件建模直接相关，因此借助三维CAD系
用的接口，提取基于形状特征的精度信息，为CAD／CAPP集成中统在几何建模同时定义的基于形状特征的精度信息，可以建立
最核心的问题提供解决方法。产品几何模型与精度信息之间的联系。
目前常用的三维CAD系统(NX、Pro／ENGINEER、Solidworks

一
、基于几何形状特征的精度特征建模或SolidEdge等)都采用特征造型技术，并且通过特征树来管
1．精度特征理特征造型过程，构造零件的每一步实体操作(拉伸、切除和
精度特征是决定零件的产品质量、设计与制造成本的重钻孔等)都对应特征树上的一个节点，称之为基本特征。
要特征，从设计角度可以将精度特征分为2大类：公差和表面为了对应CAD系统中特征这一概念，最大程度地从CAD系
粗糙度，公差包括尺寸公差和形位公差，其中形状公差和位置统中获取已有的相关信息，避免二次输入，本文提出，j~CAPP
公差统称为形位公差。精度特征的划分如图l所示。所需的工艺规划信息分为4个层面：零件层、特征层、特征型
其中，表面粗糙度指加工表面所具有的较小间距和微小面层和特征尺寸层。其相互关系为：每个零件由多个特征组

2,4-CAD／CAM与制造业信息化·，wwidnovocomcrl
栏目主持：丁海骜
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成，每个特征由多个特征型面组成，每个特征包含不同的特征二、精度特征信息的提取
尺寸。零件层信息包括零件ID、零件版本ID、零件名称、零件1_开发环境设置
重量和材料等；特征层信息包括特征名称、特征ID、特征类型首先引用SolidEdge有关类型库，通过ActiveXAutoma—
和所属零件ID等；特征型面层信息包括型面ID、形状公差、位tion访问SolidEdge提供的主要对象。常用的类型库包括如下
置公差、粗糙度、硬度、所属特征IDeA基准型面ID等；特征尺几种。
寸层信息包括尺寸ID、尺寸值、尺寸公差和所属特征ID等。数◎SolidEdgeAssemblyTypeLibrary：装配类型库(as—
据结构如图2所示。sembly．tlb)。
一一一一一一一～~SolidEdgePartTypeLibrary：零件和钣金类型库
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