基于面向并行工程的CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)的零件特征建模設計

魏天翔

摘要：為了保證并行工程集成系統(tǒng)的信息交換功能和信息共享功能的實現(xiàn)效果，現(xiàn)根據(jù)CAD/CAPP/CAM并行集成原理，從面向并行工程零件特征模型、CAD/CAPP接口、CE協(xié)調器三個方面入手，介紹了CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)零件特征建模設計相關技術。結果表明：本文所提出的零件特征建模設計相關技術具有非常高的可靠性和可行性，完全符合零件特征建模相關標準和要求，為促進并行工程的健康、可持續(xù)發(fā)展打下堅實的基礎。希望通過這次研究，為相關從業(yè)人員提供有效的借鑒和參考。

關鍵詞：并行工程;特征;零件;模型;CAD/CAPP/CAM集成

在傳統(tǒng)串行設計模式下，零件特征建設設計效率低下，產品設計成本較高，設計與制造存在嚴重脫節(jié)現(xiàn)象，不利于產品市場核心競爭力的全面提高。為了解決這一問題，現(xiàn)提出一種并行工程CE設計思想，通過利用該思想，可以實現(xiàn)對產品開發(fā)過程的優(yōu)化和完善，并借助計算機相關技術，盡可能縮小產品開發(fā)時間和成本，為最大限度地提高產品質量以及產品市場核心競爭力打下堅實的基礎。而CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)零件特征建模充分體現(xiàn)了并行工程CE設計思想，從根本上解決產品建模問題，因此，在并行工程CE設計思想的應用背景下，如何對CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)零件特征進行科學建模設計是相關人員必須思考和解決的問題。

1CAD/CAPP/CAM并行集成原理

CAD/CAPP/CAM并行集成原理如圖1所示。從圖1中可以看出，通過借助CAD系統(tǒng)，可以實現(xiàn)產品模型構建以及各種零件的科學設計，為保證動態(tài)仿真效果創(chuàng)造良好的條件。此外，通過利用CAPP系統(tǒng)，可以保證工藝分析流程的科學性和合理性[1]，以實現(xiàn)對路線卡的快速生產，為奎哥切削計算結果的準確性和真實性產生積極的影響，確保CE協(xié)調器具有強大的信息存儲功能和信息通訊功能。

2CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)零件特征建模設計相關技術

2.1面向并行工程零件特征模型

面向并行工程零件特征模型作為CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)零件特征建模設計常用的一種技術，將特征設置為模型基本組成單元，同時，通過組合特征，實現(xiàn)對產品的精確描述，以保證產品信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性和安全性?，F(xiàn)根據(jù)CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)運行特點，將零件特征劃分為以下五種類型：（1）產品管理。產品管理主要是指對零件管理相關的信息數(shù)據(jù)進行進行集中處理，并形成特定的集合。（2）零件設計。零件設計主要是指通過精確地描述零件的各種功能以及約束條件等信息[2]，從而實現(xiàn)對產品設計要求、用戶需求以及設計專業(yè)指導意見等設計信息的集中化、統(tǒng)一化處理。（3）幾何形狀。幾何形狀作為一種常用的信息集合，主要是由零件幾何形狀相關的信息組成，同時，組成產品的幾何形狀具有一定的獨立性，可以將其設置為主特征，如圓柱、端面等。同時，還要添加相應的倒角、槽鍵等附加特征，然后，在設計產品期間，要充分考慮這些特征[3]，然后，針對主特征與輔特征之間的關系，構建相應的特征層次結構。（4）加工過程。加工過程主要是指與加工方法、工藝參數(shù)等零件制作相關的信息進行有效地集合處理。（5）裝配設計。裝配設計作為并行工程重要環(huán)節(jié)，在進行裝配序列期間，通常會遇到裝配規(guī)劃并行性問題[4]，導致裝配工作變得越來越復雜，為此，需要落實好線性裝配規(guī)劃工作。零件特征組成與分類如圖2所示。

2.2CAD/CAPP接口

CAD/CAPP接口模塊在具體的設計中，需要根據(jù)CAD輸出結果，直接完成對CAPP系統(tǒng)工藝流程的科學設計，此外，旅客根據(jù)工藝評價模塊設計需求[5]，采用工藝分析的方式，將傳遞的信息劃分為兩種類型，一種是幾何信息，另一種是非幾何信息，在此基礎上，借助STEP保證數(shù)據(jù)轉換效率和效果，

2.3CE協(xié)調器

CE協(xié)調器在識別信息方面發(fā)揮出重要作用，同時，還具有強大的數(shù)據(jù)存儲功能、數(shù)據(jù)通知功能以及數(shù)據(jù)查詢功能，通過將CE協(xié)調器與相關工藝流程進行充分結合，可以保證模塊接口評價結果的精確性和真實性，確保工藝評價相關數(shù)據(jù)能夠安全、可靠地傳輸于制定的CAD系統(tǒng)中，便于設計人員針對系統(tǒng)屏幕顯示的最終結果，開展模型修改工作。另外，設計人員可以借助CE協(xié)調器，精確地查詢CAPP系統(tǒng)制造相關信息數(shù)據(jù)，為保證零件特征建模設計的科學性和合理性產生積極的影響。

結束語：

綜上所述，對于CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)而言，其零件特征建模設計主要包含以下五種類型，分別是產品管理、零件設計、幾何形狀、加工過程、裝配設計 。在進行零件特征建模設計期間，設計階段不同，所對應的設計模式也存在一定的差異，通過構建穩(wěn)定的特征信息連接關系，確保特征信息的獨立性，為構建信息模型提供重要的依據(jù)和參考，為促進并行工程向經濟化、實用化、信息化方向不斷發(fā)展打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]胡慶夕，陳從金，李培根，等.面向并行工程的CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)的零件特征建模方法的研究[J].計算機應用研究，2020，26（14）：21-22.

[2]唐文獻，趙良才.基于并行工程的零件CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)研制[J].機械設計與制造，2019，33（17）：45-46.

[3]竇萬軍.網絡環(huán)境中面向并行工程的CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)研究[J].機械設計與制造工程，2020，11（07）：130-131.

[4]張勇.面向并行工程的CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)的零件特征建模技術[J].武漢造船，2021，21（03）：1381-1382.

[5]魏澤萍，王少梅，孫國正.面向并行工程CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)的零件特征建模及應用[J].計算機輔助工程，2019，24（07）：35-38+34.