機加零件三維設(shè)計方法研究

四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 曾艷玲 丁文

1 機加工生產(chǎn)及工藝過程

1.1 機加工生產(chǎn)過程

這個過程主要是指將原材料通過一定技術(shù)手段及程序加工變?yōu)槌善返倪^程。大致的流程主要有：生產(chǎn)與技術(shù)的準備、毛培的制造、零件的加工、產(chǎn)品的裝配和生產(chǎn)的服務(wù)。

1.2 機加工工藝過程

這個過程的作用主要是在生產(chǎn)中根據(jù)需要對加工對象的外形、相對位置和材料屬性進行改變，通過進一步加工使其成為半成品或者成品。這里主要有兩種加工方式，分別是機械加工過程和裝配工藝程序。

2 三維制造工藝模型創(chuàng)成過程

三維制造工藝模型是由零件模型、特征模型和工序模型組成，其中的零件加工特征信息是三維制造工藝模型的核心。三維設(shè)計主要是通過CAD進行系統(tǒng)導(dǎo)入或是直接創(chuàng)建三維零件模型，再對生成毛坯的環(huán)節(jié)進行設(shè)計與工藝準備，主要包括設(shè)計所需要的相關(guān)材料，設(shè)計思想出的圖紙和在相關(guān)程序上的數(shù)據(jù)體現(xiàn)，以及設(shè)計需要參考的資料，例如，合格設(shè)計產(chǎn)品的一個標準，最后產(chǎn)生三維的毛坯圖形。

3 工序模型的三維分步設(shè)計

根據(jù)現(xiàn)階段的技術(shù)水平，工序模型的生成方法主要有：圖形拼湊法、圖素參數(shù)法、數(shù)學(xué)模型法和特征參數(shù)法。三維模型設(shè)計工藝是從零件模型中獲取信息，并由工藝設(shè)計人員對這些信息進行簡單分析處理，以生成工序模型的設(shè)計步驟。工序模型相比較于特征模型，能夠更加完善地加工出理想的三維模型。在作用方面，它使得原本設(shè)計需要花費的時間可以減少，同樣在日后機械設(shè)備需要改良或更換零部件的時候，也是很有價值的參考資料，可以做模擬的更換。

4 三維工藝設(shè)計流程

4.1 毛坯準備

毛坯準備是將三維零件模型通過CAD導(dǎo)出，或者在三維工藝設(shè)計系統(tǒng)中做設(shè)計，然后檢查設(shè)計的三維模型與原本的設(shè)計有什么出入的地方，檢查無誤之后對其進行二次設(shè)計。在保證設(shè)計環(huán)節(jié)都沒有問題后方能進行下一步方案，根據(jù)確定好的工藝方案對前面操作過程中的兩種三維模型設(shè)計進行尺寸公差編輯，毛坯的材料、數(shù)量等參數(shù)屬性進行工藝設(shè)計定義。最后根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)確定出毛坯的余量及形成毛坯的模型。毛坯準備流程如圖1所示。

圖1 毛坯準備圖

4.2 工藝決策

在毛坯模型環(huán)節(jié)確定后，要對加工過程進行整體方案的設(shè)計。在這個環(huán)節(jié)中，要根據(jù)不同的毛坯模型進行不同方案的加工設(shè)計，再根據(jù)毛坯的余量及加工方案來對需要的機床類型進行選擇，并通過對加工零件的數(shù)據(jù)分析進行夾具的選擇，通過對其進行結(jié)構(gòu)分析來選擇加工的刀具，最后根據(jù)總體需要來確定切削參數(shù)。

4.3 工序設(shè)計

工序設(shè)計就是工程程序的設(shè)計，就是人在工作的時候，一些工作的先后順序使得加工設(shè)計的產(chǎn)品進一步完善。我們這里的機加工工藝設(shè)計，首先要根據(jù)三維模型對其進行特征的識別，在此基礎(chǔ)上形成所需的工藝模型，再通過對此模型進行數(shù)控程序加工來完成其編程工序，最后根據(jù)編程進行加工工藝的仿真加工和干涉檢查，并形成中間毛坯。

4.4 工藝發(fā)布

在經(jīng)過工藝設(shè)計人員的檢測確定并保證三維工藝設(shè)計沒有問題后，就要對三維工藝模型進行發(fā)布。第一步就是要將三維工藝表單進行輸出工作，接下來是輸出工藝模型，在對工藝模型進行檢測后，將設(shè)計好的模型運送到生產(chǎn)制造有關(guān)部門，當相關(guān)部門收到模型之后，就會以收到的模型為基本，對其進行復(fù)制生產(chǎn)。工藝發(fā)布如圖2所示。

圖2 工藝發(fā)布圖

5 結(jié)論

機加零件的三維設(shè)計方法實現(xiàn)了機加工工藝的數(shù)字化生產(chǎn)，在應(yīng)用過程中不易出現(xiàn)偏差，保證了零件及工程的有效性。本文從三維機加零件的設(shè)計原理到操作流程進行了較詳細的闡述，為三維加工工藝在以后工程中的應(yīng)用開發(fā)提供了技術(shù)保障，并且為三維工藝設(shè)計實現(xiàn)進一步發(fā)展提供了可能性。

[1]江北北.基于全三維模型工藝設(shè)計技術(shù)[D].沈陽理工大學(xué),2013.

[2]董小忠.三維工藝設(shè)計中的特征識別技術(shù)研究[D].武漢理工大學(xué),2011.