修復件虛擬仿真技術研究

錢九娟　崔巖　孫志杰

【摘 要】本文針對修復件的仿真系統(tǒng)需要對異形零部件進行建模，采用了基于模型融合理論的建模技術來對異形修復件建模，再綜合通用件虛擬加工仿真技術，實現(xiàn)對修復件的虛擬加工。

【關鍵詞】修復件；異形回轉類；混合建模；虛擬仿真

一、引言

修復件，顧名思義就是翻修件，一些零件在使用過程中由于磨損等原因損壞，其中一部分通過修復加工是可以再利用的，成本低于新品很多。

目前，針對普通零件（軸類零件）的數(shù)控加工模擬技術研究的比較多，技術相對成熟，而對于修復件的虛擬仿真研究的相對比較少，因為修復件尤其是異形件建模相對比較復雜，應用的建模技術也比較多，本文就異形修復件的建模及虛擬仿真通過實例進行了初步探討。

二、異形修復件建模原理

異形（不是規(guī)則的軸類零件）修復件的仿真系統(tǒng)需要對異形零部件進行建模，采用基于模型融合理論的建模技術來解決；建立后的模型，包含VRML格式部分和基于特征建模的回轉（軸類）部分。其中，VRML格式部分用來形成仿真零件的異形部分或者仿真零件的基體；而基于特征的建模部分則用來實現(xiàn)對需加工部分的仿真。建模原理如圖1所示，包含特征層結構設計和零件層結構設計。

1.特征層結構設計

特征層結構設計以構成零件的工藝特征為設計對象，對其進行詳細結構設計和制造信息集成的設計過程如圖2。特征層的設計活動通過對特征層統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的操作來實現(xiàn)對工藝特征的相關制造活動（如特征加工工步生成，特征自動數(shù)控編程）的關聯(lián)驅動，同時特征層的設計也是零件層設計的基礎。特征層結構設計主要包括以下內容：

（1）特征庫的建立，包括基本特征庫和構造特征庫；

（2）基本特征參數(shù)輸入和參數(shù)修改；

（3）特征的詳細結構設計，如倒角、倒圓等；

（4）構造特征的結構設計與制造信息關聯(lián)，參數(shù)特征由二維輪廓參數(shù)化設計系統(tǒng)來完成。零件層設計是在特征層結構設計基礎上用回轉類零件的工藝特征以及異形部分來表達零件的完整構造，表達零件特征構成、各特征間的約束關系以及零件整體的制造要求。

圖1異形零件混合建模過程的實現(xiàn)

2.零件層結構設計

零件層結構設計主要包括以下內容：

（1）對特征的編輯操作：如特征的插入、刪除、零件調頭等；

（2）特征間的圓角過渡計算；

（3）特征表達模型向統(tǒng)一輪廓表達模型的轉換；

（4）零件技術信息輸入，主要包括零件名稱，編號，繪圖比例，生產(chǎn)批量，毛坯類型及尺寸，材料，熱處理等信息。

圖3和圖4為對一個曲拐形異形軸建模的過程，圖中可以將該軸分為三部分，兩個回轉軸類和異形部分。在2個回轉軸類中，分別包含圓柱、倒角和螺紋等特征。

四、結束語

在建立上述特征后，便可將目前回轉類零件仿真技術應用到異形修復件的加工仿真加工過程中，在仿真過程形成一個與真實形狀相一致的零件，虛擬機床在收到加工指令后，虛擬機床將根據(jù)被加工零通過引入混合建模技術，綜合目前成熟的回轉類零件數(shù)控加工仿真技術，可以實現(xiàn)對異形修復件的數(shù)控加工仿真。