面向弯曲件工艺交互设计的几何模型

计算机辅助工艺设计的主要任务是对被加工零件选择合理的加工方法和加工顺序。针对冲压弯曲件工艺设计包括的弯曲工步设计和弯曲件平面几何展开等主要内容，本文提出一个用于弯曲工步设计的几何模型，此模型已成功地用于汽车冲压件工艺卡创成系统中，解决了弯曲件展开、弯曲工序设计、产品几何建模等关键技术     

模具CAD／CAM系统中弯曲零件的几何描述和数据结构

在模兵CAD/CAM系统中,描述被加工零件的几何特征是最重要的方面之一,它是后续毛坯展开、工艺方案设计、模具参数计算、模具结构设计和模具图绘制的基础。本文重点讨论了典型弯曲件的几何特征,采用“弯曲树”的方法表示弯曲件的基本结构,并用表面模型描述了弯曲件的几何信息和拓扑信息。     

国外基于特征设计的研究现状与展望

一、前言基于特征设计，简称特征设计。特征的概念是从工艺引出的，工艺规程是从毛坯到给定零件的转换过程，具体包括产品建模、选择机床、选择刀具组、选择加工时的装卡方案、确定切削序列和切削用量、设计夹具、确定刀具路径、编制数控机床加工程序等。为实现工艺规程的自动化，需要各种各样的信息，这些信息在设计好的零件三视图中已经存在，但可惜的是，当设计人员用几何实体造型方法在计算机上建立零件模型时，只保留了几何信息，而其他大量信息全丢失了！本文要讨论的特征设计恰恰能帮助我们克服这个问题。特征可以携带大量的工程信息…     

摄影文档图像倾斜矫正研究

研究摄影文档图像几何畸变的数学模型，分析了其中关键的几何关系，并在前人工作成果的基础上，进一步对书籍装订线弯曲的柱面模型进行抽象，得到一种参数化的几何模型。同时以上述参数化的几何模型为指导，设计并实现算法从摄影图像中提取关键信息，估计模型参数，完成畸变图像的倾斜矫正与复原。     

基于STL文件的导管加工工艺信息的自动提取

导管加工工艺信息的自动生成对于实现导管加工的CAD/CAPP/CAM系统集成至关重要。文章针对弯管类零件的加工工艺特点,给出了导管加工工艺信息的自动生成算法。它直接利用CAD系统设计产生的导管数字化STL模型,自动判断三角面片的类型,生成面片间的拓扑关系,提取导管的几何参数信息,根据相应的工艺知识生成加工工艺信息。     

关联工艺引导的型腔类零件局部结构检索方法

针对已有的基于内容的三维CAD模型检索技术难以保证检索结果关联工艺的可重用性,需要设计人员进一步甄别其重用价值的问题,提出一种关联工艺引导的型腔类零件局部结构检索方法,以从基于制造特征的结构化工艺数据中查找关联工艺可重用的相似三维几何.首先建立特征关联工艺参数化驱动模型,从特征加工几何、加工精度、刀具几何角度揭示特征实例关联工艺的参数化驱动特性;然后以特征实例关联工艺为参考,建立基于中轴转换的特征相似性评价模型;最后提出基于子图同构的相似局部结构提取算法,并且计算相匹配局部结构之间的相似度.在CATIA平台下开发了原型系统,并验证了文中方法的有效性.     

零件工序模型几何演变序列生成方法及应用

针对机加工艺知识挖掘与重用困难的问题,分析得出工艺知识隐藏在零件工序模型序列的几何变化之中,并进一步提出工序模型几何演变序列的生成和相似性度量方法以及特征匹配算法.首先对工序模型的几何变更进行提取和表示,并将整个工序模型序列中所有前、后道工序间的几何变更按照工艺过程的优先级约束组成了几何演变序列;然后建立零件工序模型几何演变序列的相似性度量算法,并以算法的计算结果作为衡量零件工艺相似性的依据;在几何演变序列中提取出参与特征形成过程的变更元素建立新的加工特征模型,并通过构建特征的匹配算法来为融入加工特征形成过程的更高维的特征识别与匹配提供依据.实例结果表明,文中方法是可行性的.     

覆盖件产品CEG集成知识模型及表达

产品集成知识模型是对几何模型，特征模型及其相应建模技术进一步的综合和扩展，是实现产品生命周期内信息综合表达的关键，在分析覆盖件产品对象类层次的基础上，提出了几何特征，规则对象和约束方法的面向对象表达策略，建立了集成构形、工程和几何知识描述的覆盖件产品模型，利用基于STEP标准的EXPRESS语言和KBE开发语言，通过语言联编实现产品特征信息和工艺设计知识的高度集成来支持智能化工艺设计过程。     

模具CAPP专家系统与加工过程仿真的模型研究

为保证模具CAPP专家系统生成的工艺规程是合理和有效的，集成了用于模拟检验的包含几何仿真和物理仿真的加工过程仿真。根据仿真结果来修正工艺规划至最优，达到提高一次试模成功率的目的。在UG／CAM的刀轨仿真功能基础上，用MARC(模型参考自适应控制)方法来实现加工过程的物理仿真。设计了一个系统模型，从理论上为完善CAPP专家系统提出了解决方案。     

基于功能特征的零件建模技术

本文研究了一种人有人工智能性质的，以广义功能特征为对象的体特征模型定义方法，用该方法建立箱体零件信息模型，实现了箱体功能与箱体几何特征之间的映射，并在满足箱体功能的要求下实现箱体的几何设计与工艺设计交叉进行。     

用于光电集成收发模块的SOI波导耦合器设计

基于光纤陀螺的小型化和工程化设计要求,提出模块化设计概念。设计了一种Y型SOI波导耦合器,用于光纤陀螺光收发模块。此结构具有形式简单、谱宽、加工工艺成熟和易于实现光电集成等技术优势。理论上分析了波导结构参数对其特征参数(分光比、损耗)的影响,优化参数设计,通过模场匹配理论减小器件损耗。最后,对波导耦合器加工工艺进行了讨论,采用电子束光刻技术加工出波导掩膜版,并对加工工艺参数进行了优化。实验结果表明:所设计的分光比50%:50%波导耦合器,当波导长为25mm时,输入输出波导的间距可以达到300μm,且理论弯曲损耗可忽略不计,可以有效的抑制光源与耦合器的串音干扰。通过优化工艺参数,设计的SOI波导耦合器可以满足设计要求。     

符号熵驱动的零件机加工艺过程的多维度相似性度量方法

机加工艺过程从表象看是一道道工序加工方法组成的序列,但从内里看其实是工件从初始毛坯模型到最终成品模型的几何结构演变过程,单纯从工序加工序列或三维几何结构的角度出发进行相似性检索会降低检索到工艺的有效性.针对以上问题,提出一种符号熵驱动的零件机加工艺过程的多维度相似性度量方法.首先建立基于符号熵的序列相似性度量方法,直接对加工方法序列进行相似性计算;然后建立与加工方法序列对应的几何演变序列,并在符号熵方法的支持下实现对几何演变过程的相似性度量;最后将加工方法序列的相似性计算结果及对应几何演变过程的相似性计算结果进行融合,实现对机加工艺过程相似性的多维度和精准评价.实例结果表明,所提方法在度量不同类型机械零件的工艺相似性时,评价结果更贴近实际制造工艺过程和工艺人员的经验认知,证明方法是可行的.     

基于留量模型的智能加工

随着现代制造技术的发展，传统的数控加工系统日益显现出其局限性，智能加工技术已经成为现代数控加工技术的发展方向。本文依次论述传统加工几何模型在现代加工中的局限性、留量的概念和基于留量的加工几何模型，对智能加工做了初步研究。     

基于NX的特征加工

一般情况下,在CAM环境中的编程操作主要有两部分内容组成,一方面根据加工工艺内容的要求,选择CAM软件提供的加工方法生成刀具路径,通过对加工方法中的参数设置获得合理的刀具路径形状和样式;另一方面,选择加工对象和输入零件模型相关的几何参数,保证生成的刀具路径符合零件几何形状的要求。这种以实体模型的几何特征为加工对象,以特征参数为加工依据的编程方式,即为特征加工,也常称为实体加工。特征加工可以直接利用CAD造型过程中设置的模型特征参数,不仅减少了加工对象和参数的输入,而且可以以模型特征为纽带,将CAD/CAM系统连接起来,实现数据的动态关联。     

根据工艺需要进行设计特征模型调整的方法

保持不同领域特征模型的一致性是多领域特征建模的一个核心问题。为有效地维护特征模型的一致性，提出一种根据对加工特征模型的修改要求自动确定设计特征模型调整方案的方法。该方法从加工特征修改所涉及的拓扑元素出发，通过搜索拓扑元素约束关系图找出相关的拓扑元素约束链，并以此为基础，利用有关准则自动确定设计特征调整的最优方案。该方法从加工的需求出发调整设计模型，保证设计与加工特征模型的一致性，可用于支持面向制造的设计。     

基于圆角特征简化的工序三维几何建模方法

三维实体模型是CAX集成研究中的基础,圆角特征广泛存在于零件设计模型中,为提高此类零件工序三维几何建模的准确性,提出一种基于圆角特征简化的工序几何建模方法.通过分析工序三维几何建模过程中对圆角特征几何元素的提取过程,提出构建圆角特征线段,以便准确获取三维模型上的加工特征边界;利用加工特征边界和拉伸、旋转和扫掠3种常用的几何造型方式,建立加工体积特征;通过上一道工序的三维模型与加工体积特征作布尔差运算,得到本工序的三维几何模型.最后以某零件的工序三维几何建模过程为例,采用3种方法进行工序几何建模,通过对结果的分析对比,验证了文中方法的优越性.     

基于超网络的集成工艺决策与调度问题研究

针对多工艺产品的加工路线决策与车间调度方案不能同步制定的问题,在制造车间数字化背景下,提出集成车间不同要素信息的特征—工序—机器—工人的超网络结构,建立基于超网络的加工路线决策与车间调度模型,设计一种集成工艺决策与车间调度的两阶段混合遗传算法求解模型。在工艺决策阶段,设计特征—工序双层矩阵编码染色体保持加工路线的多样性,并在遗传算法的执行过程中使用变邻域搜索方法增强算法的局部搜索能力;在车间调度阶段,采用NSGA-Ⅱ算法优化调度模型,将得到的调度方案多目标值返回至工艺决策阶段用于加工路线的适应度评价。最后通过仿真实验验证了该算法的可行性与有效性。     

硅纳米梁的静态特性分析

提出了用于分析硅纳米梁静态弯曲的半连续体模型.与传统的连续体模型相比,该方法考虑了厚度方向进入纳米尺度所带来的物理特性的离散化现象.基于Sun-Zhang提出的应变能量计算模型,运用变分原理,推导出半连续体模型.从计算结果可以看出,几何尺寸和表面原子的重构、弛豫效应对梁的弯曲有一定影响.该模型分析梁的弯曲得到的结果与连续体模型相比偏小,随着尺寸的增大误差逐渐减小,在宏观尺寸下两种模型最终趋于一致.     

加工仿真系统中弯管类零件加工工艺信息的自动提取

在加工仿真系统中 ,加工工艺信息的自动生成对于提高仿真系统的自动化、实用化水平 ,减少工艺人员的工作负荷至关重要。该文针对弯管零件加工仿真系统 ,提出了加工工艺信息自动提取方法。该方法根据弯管零件的数字化模型 ,自动判断曲面的类型 ,生成各曲面间的拓扑关系 ,提取每个曲面的几何参数及相关曲面的位置关系信息 ,并将这些信息转为工艺参数 ,输入工艺知识库 ,再根据相应的工艺知识 ,生成加工工艺信息。     

基于PAM-STAMP的进油管成形有限元分析

一、引言 导管弯曲成形是管子完成所需形状尺寸的二次塑性加工,是一种典型的材料非线性、几何非线性、边界条件非线性的多重非线性耦合变形,其弯曲过程属于三维非稳定变形.弯曲时管子大部分形面为无约束自由表面,沿弯曲半径方向材料中断而失去相互约束和支撑,材料流动变形易于形成壁厚减薄、波纹度超差及圆度超差等弯曲缺陷.加力总管的成形质量直接关系到后续装配质量以及使用性能.以某型加力总管的进油管为例,利用专业金属板料成形的有限元模拟分析软件PAM-STAMP对其弯曲成形过程进行了数值模拟分析,以得到工艺可行性、工装可行性以及成形危险区域等结果,为后续的工艺制定提供了重要的指导作用.