MBD工藝技術(shù)研究

黎壽山

摘 要：文章對MBD工藝技術(shù)的結(jié)構(gòu)化工藝、工藝模型創(chuàng)建、模型視圖命名、PMI標(biāo)注和加工特征標(biāo)識(shí)、MBD工藝輸出等內(nèi)容進(jìn)行了研究，對企業(yè)應(yīng)用MBD工藝技術(shù)有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：MBD工藝技術(shù)；工藝模型；模型表達(dá)；MBD工藝輸出

MBD（Model Based Definition）源于美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME）1997年提出，并在2003年正式成為美國國家標(biāo)準(zhǔn)——“Y14.41 Digital Product Definition Data Practices”。國際標(biāo)準(zhǔn)有ISO16792 ——Digital Product Definition data practices，我國公布的標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 24734-2009——數(shù)字化產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)通則。MBD技術(shù)在國際航空企業(yè)中廣泛應(yīng)用，波音在Y14.41標(biāo)準(zhǔn)此基礎(chǔ)上制訂了“BDS-600”技術(shù)規(guī)范系列，并在客機(jī)787研制中采用MBD技術(shù)作為整個(gè)飛機(jī)產(chǎn)品制造過程中的唯一依據(jù)。達(dá)索、普惠、GE航空等企業(yè)也在大量應(yīng)用MBD技術(shù)。國內(nèi)的航空企業(yè)也在展開積極探索和應(yīng)用。

傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式是由二維圖紙或者三維實(shí)體模型來描述幾何形狀信息，用二維工程圖紙來定義尺寸、公差和工藝信息的分步式產(chǎn)品數(shù)字化定義方法，MBD技術(shù)使三維實(shí)體模型成為生產(chǎn)制造過程中的唯一依據(jù)，改變了傳統(tǒng)二維工程圖紙的制造方法，是數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造領(lǐng)域的一大革新。

本研究應(yīng)用的PDM系統(tǒng)為Teamcenter8，MBD三維模型的設(shè)計(jì)軟件為UG NX7.5，采用UG NX7.5的PMI（Product Manufacture Information）工具在三維模型上標(biāo)注，滿足MBD技術(shù)的要求。

1 MBD模型定義

MBD模型，包含有三維模型（如模型幾何信息）、模型屬性（如設(shè)計(jì)屬性、模型prt編號(hào)、名稱、零件類型等）、標(biāo)注（對應(yīng)模型的尺寸公差、表面精度等信息）等信息（見圖1）。

由于MBD模型具有產(chǎn)品的所有信息，基于單一數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)傳遞和共享在研發(fā)和制造各環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)零件制造信息的快捷傳遞，加快產(chǎn)品上市時(shí)間，消除重復(fù)工作，消除3D模型和2D圖紙之間的信息沖突，減少研制成本。

2 MBD工藝主要內(nèi)容

2.1 結(jié)構(gòu)化的MBD工藝（見圖2）

在PDM系統(tǒng)內(nèi)，制造工藝與產(chǎn)品零件關(guān)聯(lián)，制造工藝下鏈接各類加工工藝，包括機(jī)加工藝、熱表工藝、毛坯工藝等。MBD工藝與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)版本（XX.12.812/A）相關(guān)聯(lián)（見圖3）。

在該工藝下，各工序?qū)ο笠来闻帕?，?～180工序都是獨(dú)立的，并按版次管理。工序模型下可以關(guān)聯(lián)設(shè)備、工裝等資源。設(shè)備、工裝、材料等信息在PDM系統(tǒng)內(nèi)建立相應(yīng)的資源庫。

2.2 工藝模型創(chuàng)建

MBD工藝設(shè)計(jì)是以設(shè)計(jì)模型為單一數(shù)據(jù)輸入源。工藝的最終產(chǎn)品為設(shè)計(jì)模型，工序模型從最終工序（即設(shè)計(jì)模型）逆推到毛坯，下一道工序?yàn)樯蟼€(gè)工序建?；A(chǔ)。工序模型的設(shè)計(jì)，其轉(zhuǎn)變過程如圖4所示。

UG NX7.5提供有同步建模的功能，主要為：移動(dòng)面、拉出面、偏置區(qū)域、調(diào)整面大小、替換面，刪除面，鏡像面，線性尺寸，設(shè)為共面等功能。同步建模功能非常適合工藝模型的創(chuàng)建，可以對設(shè)計(jì)模型WAVE復(fù)制之后，根據(jù)加工要求，對模型建模特征進(jìn)行同步建模操作。

創(chuàng)建工序模型，也可以在NX建模模塊下，采用直接建模的方式進(jìn)行操作。

2.3 工藝模型的表達(dá)

2.3.1 模型視圖命名

UG三維模型部件導(dǎo)航器下的模型視圖（Model Views）主要放置PMI標(biāo)注信息，系統(tǒng)默認(rèn)8個(gè)視圖（俯視圖、后視圖等）。在MBD工藝中模型視圖對應(yīng)著工序、工步的加工信息。視圖編號(hào)對應(yīng)加工順序，必須采用自定義模式，并做到規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。

所有視圖應(yīng)具有唯一標(biāo)識(shí)。工序視圖命名由字母“OP（operation）+工序號(hào)”構(gòu)成，工步視圖命名由“OP+工序號(hào)+工步順序號(hào)”構(gòu)成，工序序號(hào)、工步順序號(hào)中間以“-”連接。

2.3.2 PMI標(biāo)注

使用NX7.5提供的PMI工具對MBD模型進(jìn)行標(biāo)注，圖5為典型的MBD工藝模型。標(biāo)注的模型尺寸、加工精度、公差、位置度等信息，同時(shí)，可以在視圖中進(jìn)行文字表達(dá)，如添加“支靠”、描述加工要求等信息，以達(dá)到加工操作者能更好地理解加工要求。

2.3.3 加工特征標(biāo)識(shí)

在三維工序模型上，對加工面、基準(zhǔn)面、夾緊面等與加工特征相關(guān)的信息，可以對特征面顏色進(jìn)行定義。對加工特征標(biāo)識(shí)的系統(tǒng)設(shè)定，達(dá)到規(guī)范定義。

3 MBD工藝輸出

對編制好的MBD工藝輸出，通過開發(fā)IE與PDM的接口程序，可以實(shí)現(xiàn)在制造現(xiàn)場登陸WEB頁，查閱和調(diào)用工藝，可以查閱輕量化的工藝模型和工藝文檔。

4 結(jié)語

本研究對MBD工藝技術(shù)關(guān)鍵要點(diǎn)：結(jié)構(gòu)化工藝、工藝模型創(chuàng)建、模型視圖命名、PMI標(biāo)注和加工特征標(biāo)識(shí)、MBD工藝輸出等內(nèi)容進(jìn)行研究，對制造企業(yè)應(yīng)用MBD工藝技術(shù)有指導(dǎo)意義。

Research on MBD Technology

Li Shoushan

（China National South Aviation Industry Co.，Ltd.， Zhuzhou 412002， China）

Abstract： In this paper， the structured process of MBD technology， process model creation， model view naming， PMI annotation and machining feature identification， MBD process output content was studied， MBD technology has guiding significance for enterprise applications.

Key words： MBD technology； process model； model expression； MBD process output