1.一种三维机加工序模型轻量化组织模式的构建方法,其特征是,包括以下步骤:
步骤一、基于视图组建框架式机加工序模型组织管理树树枝节点,在显示零件设计模型的主模型文件阅览界面中,工艺设计人员按照特征面标识规则对工艺设计过程中涉及的特征面进行颜色标定,同时记录加工特征面序列号,按照加工特征面序列号,正序地在三维CAD软件的视图管理模块内组建框架式机加工序模型组织管理树中的树枝节点;
步骤二、逆序构建机加工序模型,初创机加工序模型组织管理树,以步骤一中基于视图组建框架式机加工序模型组织管理树树枝节点为输入,将最后一道树枝节点设为工作状态,根据步骤一中记录的加工特征面序列号,高亮显示与之对应的加工特征面,依据加工特征面所属加工特征类型,结合特征加工工艺参数集中相关工艺信息,应用适当的特征建模操作方法,得到工步模型和工序模型,同时在机加工序模型组织管理树树枝下生成与工步模型相关联的树叶节点,建立工步模型和工序模型与特征建模操作方法间的映射关系,其余树节点上对应的机加工序模型亦按此过程依次逆序生成,初步完成工序模型组织结构管理树的构建;
步骤三、添加毛坯划线工序,完成机加工序模型组织管理树的构建,在步骤二完成所有树节点对应的工序模型和工步模型创建后,在此基础上额外添加一道顶层树枝节点,定义为毛坯划线工序,用于校验和改进理想毛坯模型,使之与实际毛坯模型更为匹配,便于后续CAM在加工零件毛坯时更为精准的分配加工余量;
步骤四、基于机加工序模型组织管理树表达可视化机加工艺信息,在步骤一、二、三完成的基础上,基于工序模型组织管理树,在树节点属性中存储对应工序模型和工步模型所携带的机加工艺信息,同时借助三维可视化技术在三维模型实体上可视化输出机加工艺信息。
2.根据权利要求1所述一种三维机加工序模型轻量化组织模式的构建方法,其特征在于:步骤一中所述特征面,按照其在三维工艺设计过程的作用分为:加工特征面,用来标识零件加工时需要加工到位的面;定位特征面,在零件加工前,用于限定其空间活动的且与夹具定位元件相配的面;基准特征面,属于加工特征面的一类特殊情况,用来标识制造特征先后加工顺序的面;夹紧特征面,在零件加工前,用于限定其空间活动的且与夹具夹紧元件相配的面。
3.根据权利要求1所述一种三维机加工序模型轻量化组织模式的构建方法,其特征在于:步骤二中所述加工特征类型,分为单元素特征和多元素特征,所述单元素特征,即基本特征,指的是最基本最简单的加工特征,不能再进行几何拆分且具有加工意义的几何形状,包括孔特征、平面特征、曲面特征、腔槽特征、轮廓特征和过渡特征;所述多元素特征,由基本特征根据用户的定义和设置形成,如两级台阶孔和台阶腔体,用户通过在基本特征上定义孔中台阶的数量、腔体底面外环边的凹凸特性和变化数量等,完成复杂特征的用户自定义。
4.根据权利要求1所述一种三维机加工序模型轻量化组织模式的构建方法,其特征在于:步骤二中所述特征建模操作方法,对单元素特征提出三种特征建模操作方法,分别为面移位法、面殒毁法和面更新法;多元素特征是单元素特征在几何拓扑结构上的拓展,故多元素特征的实体构建需综合使用面移位法、面殒毁法和面更新法来实现;针对难于界定其是否为单元素特征或多元素特征的加工特征,其形状相对较为复杂,且涉及构成加工特征的特征面较多,难于单独或综合使用面移位法、面殒毁法和面更新法来快速生成工步模型,采用特征辅助建模法。
5.根据权利要求4所述一种三维机加工序模型轻量化组织模式的构建方法,其特征在于:所述面移位法的具体方法是,依靠构成单元素的特征面的移位,来实现机加工序模型的生成,具体操作时,选中待操作特征面,给定移位方向,获取工艺尺寸信息中的加工余量,加工余量与特征建模参数关联,得到特征面移位量,进而生成机加工序模型;所述面殒毁法的具体方法是,依靠特征面的殒毁来实现机加工序模型的生成,具体操作时,选中待操作特征面,选中面通过延伸相邻面的拓扑结构来重构模型,得到机加工序模型;所述面更新法的具体方法是,依靠数据结构中拓扑与几何相分离的特性,对某面做变形操作时,此面边界能依据某种方式更新计算后再生成,使得操作面在经过几何修改后仍能保持拓扑结构的完整性;所述特征辅助建模法的具体方法是,通过借助通用三维CAD软件中的草图绘制功能,基于投影等辅助操作,快速获得特征面在某一投影方向上的轮廓曲线,再将开放式轮廓曲线补充至封闭式轮廓曲线,应用拉伸,回转等常规实体建模操作方法,快速的得到零件工步模型。
6.根据权利要求1所述一种三维机加工序模型轻量化组织模式的构建方法,其特征在于:步骤二中所述逆序构建机加工序模型,初创机加工序模型组织管理树,其构建过程为:
首先,将最后一道工序模型依附树枝节点设置为工作状态,即该工序下待加工的特征面全部高亮显示,在确定特征加工特征类型,获得特征建模操作方法后,将特征工艺信息集中特征加工工艺参数中包含的加工余量信息和特征建模操作记录中保存的特征建模参数信息做关联操作,进而构建零件最后一道工序下的所有工步模型,最后一道工步模型即其所属工序的工序模型;其次,在生成所有工步模型后,聚合特征建模操作记录,结合机加工序模型组织管理树树叶节点命名规则,设计每道树叶节点的名称,即工步名称,同时在对应树枝节点下批量生成树叶节点;然后,进入上道工序模型的设计环节,此时,下道工序模型中所有与工步模型构建相关的特征建模操作方法全部执行,在此基础上,重复下道工序模型中生成工步模型的操作,完成本道工序中工序模型的完整创建,其余工序中的工序模型的生成循环同样的操作过程来实现,初步完成工序模型组织结构管理树的构建。
7.根据权利要求1所述一种三维机加工序模型轻量化组织模式的构建方法,其特征在于:步骤三中,所述添加毛坯划线工序,完成机加工序模型组织管理树的构建,其构建过程为:以步骤二中初步构建完成的工序模型组织管理树中最上一道树枝节点中保留的工序模型为输入,此工序模型即为理想毛坯模型,在原有工序模型组织结构树的最上层树枝节点上再添加一道树枝节点,命名为毛坯划线工序,接着对实际批量毛坯进行毛坯工艺尺寸的统计分析,获得中性毛坯工艺尺寸,通过对比理想毛坯模型上的工艺尺寸,对输入到此树节点中的理想毛坯模型进行修正,使用步骤二中描述的特征建模操作方法,将理想毛坯模型更新至具有中性毛坯尺寸的毛坯模型。
8.根据权利要求1所述一种三维机加工序模型轻量化组织模式的构建方法,其特征在于:步骤四中,所述基于机加工序模型组织管理树表达可视化机加工艺信息,其构建过程为:在工序模型和工步模型中,对其中易于用抽象符号来表达的工艺信息采用符号化的注释方法进行注解,如各类标准的工艺信息,如加工操作余量、尺寸参数、公差和行业应用符号;一些不宜符号化的信息采用自然语义的方式标注在视图中,表达的工艺信息可实际保存于工序组织结构树节点中;符号化方法的表达形式包括转义字符、图标、动态图、矢量图和定制图像,当在一个主模型文件中,创建了完整的机加工序模型组织管理树后,将包含三维模型建模信息及封装在其中的工艺信息的主模型文件转置为中性模型文件,例如STEP格式文件,接着利用现有的PDM管理软件对中性模型文件进行解析,获取相应的工艺信息,用于技术存档。