壳体类零件的快速工艺设计方法技术

本申请涉及一种壳体类零件的快速工艺设计方法，主要是通过对设计壳体零件进行类别划分、设计特征和制造特征进行归纳分类，建立壳体零件的制造特征体系及其属性，设计详细工序过程模型，建立对应的精细典型工艺，形成范例知识库；根据待设计壳体零件的类别及精细典型工艺，对零件制造工序集进行组合，形成待设计壳体零件的制造工艺，实现典型工艺的复用，从而达到快速、高效的工艺设计目的，有效提升工艺标准化程度，提高工艺设计效率。提高工艺设计效率。提高工艺设计效率。

【技术实现步骤摘要】
壳体类零件的快速工艺设计方法


[0001]本专利技术属机械加工领域，涉及壳体类零件在制造过程中的工艺快速设计技 术。

技术介绍

[0002]目前壳体类零件在工艺设计方案时，工艺人员基本是根据产品图纸，运用 其专业知识，结合所在生产组织、设备和技术状态，以及生产批量进行设计。 由于不同工艺设计人员的知识构成、技术素质、经验积累、思考范围的不同， 在工艺设计时，工艺方案制定、工艺参数选择等比较随意，导致相同或相似的 零件通过不同的工艺人员设计的工艺设计方案也不尽相同，工艺标准化程度低， 这样不仅增加了大量的重复性劳动，还导致生产计划、组织管理的复杂化，同 时由于原有的工艺信息没有得到充分的利用，还降低了工艺制造设计的效率， 使工艺设计难以达到高效、合理的目的。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术所存在的技术问题，本申请提供了一种壳体类零件的快 速工艺设计方法。
[0004]本申请针对壳体零件数控加工工艺，分析典型零部件结构、工艺特点，建 立制造特征体系、面向制造特征的加工知识(包括工艺方法、工具、加工参数 等)，建立典型工艺与特征之间的映射关联关系，并建立特征加工工艺决策知识 库，根据零件总体信息、技术要求、关键特征信息等，匹配典型工艺方案、典 型工艺规程，并进行工艺方案、工艺规程等信息的修订，完成基于特征的工艺 精细化设计、工艺参数优选、基于模型识别分析的工艺设计，实现典型工艺的 复用，从而达到快速、高效的工艺设计目的。
[0005]本申请所采用的技术方案是：
[0006]一种壳体类零件的快速工艺设计方法，其包括以下步骤：
[0007]1)对壳体零件进行类别划分；
[0008]2)将壳体零件设计特征和制造特征进行归纳分类；
[0009]3)建立壳体零件的制造特征体系及其属性，并确定与设计特征、几何特征 之间的映射关系，确定制造特征信息，完成壳体零件特征建模；
[0010]4)根据壳体零件的特征建模，设计详细工序过程模型；
[0011]5)根据详细工序过程模型并结合壳体零件的制造特征建立对应的精细典型 工艺，并形成范例知识库；
[0012]6)基于壳体零件特征建模，提取零件模型设计特征，根据设计特征与制造 特征的映射关系，形成待设计壳体零件的制造特征族；结合待设计壳体零件的 精细典型工艺，对制造特征及工艺过程进行匹配，完成加工方法的选择、参数 的传递，形成零件制造工序集；进而根据待设计壳体零件的类别及精细典型工 艺，对零件制造工序集进行组合，形成待设计壳体零件的制造工艺。
[0013]进一步限定，所述步骤(1)具体为：将壳体零件的几何结构按主体结构、 工艺特点
和主要使用设备进行分类，从功能、工艺特点的组成以及使用设备的 相似性方面找出规律，总结归纳出壳体零件的类别。
[0014]进一步限定，所述壳体零件的类别分为：箱体类壳体、盘类回转壳体、罐 类回转壳体、盖子类壳体、特殊类壳体。
[0015]进一步限定，所述步骤(2)中壳体零件的设计特征归纳为：连接形式、功 能接口、密封形式、功能部件孔系分段、油路。
[0016]进一步限定，步骤(2)中壳体零件的制造特征归纳为：铣加工、点位加工、 车削加工以及特种加工。
[0017]进一步限定，所述步骤(2)的具体为：
[0018](2.1)按照壳体零件的几何结构以及加工特征的具体几何要素结合归纳， 得到具体的设计特征；
[0019](2.2)结合壳体零件的设计特征，通过对壳体类结构和工艺进行分析归纳， 从壳体零件的几何相似性和工艺方法相似性上找出规律，总结归纳出设计壳体 零件的制造特征；
[0020](2.3)将壳体零件的制造特征按照功能化特性和制造特性进行分类并对分 类后的制造特征进行编码。
[0021]进一步限定，所述步骤(3)具体为：
[0022](3.1)按照产品系列选取典型壳体，关注关键因素，统筹其余辅助因素进 行典型特征的梳理，建立覆盖复杂精密壳体零件的制造特征体系及其属性，并 确定其与设计特征、几何特征之间的映射关系；
[0023](3.2)确定壳体零件的制造特征信息，所述制造特征信息包括形状尺寸及 精度、位置尺寸及精度、粗糙度、热表处理要求、表面硬度；
[0024](3.3)建立壳体零件特征模型，确定制造特征信息的提取技术和工具，提 取复杂精密壳体零件的制造特征信息、零件总体信息、PMI信息；
[0025](3.4)按照制造特征建模梳理特征加工知识逻辑，制定特征加工工艺决策 知识结构。
[0026]进一步限定，所述步骤(4)具体为：
[0027](4.1)基于壳体零件信息、工艺过程信息和制造特征信息，利用特征加工 工艺决策知识，建立基于特征的工序详细设计过程模型；
[0028](4.2)建立特征加工工艺决策知识库，主要包括特征加工工艺方法决策、 特征加工刀具参数设计、特征加工
‑
工序信息匹配、特征加工刀具选择、特征加 工工艺参数选择；
[0029](4.3)根据具体的应用系统对壳体零件特征的工序详细设计过程模型进行 二次开发，通过在工艺设计过程中对特征决策要素的定义，实现基于特征的工 序详细设计调用，直接生成与特征相对应的工序内容。
[0030]进一步限定，所述特征加工工艺方法决策，包括加工方法链、局部表面处 理及加工余量的决策，生成特征加工单元；所述特征加工刀具参数设计包括刀 具种类、材料、尺寸、切削刃参数；所述特征加工
‑
工序信息匹配是按照工序信 息，建立工序与特征加工的关联关系，并根据刀具信息，生成加工工步；所述 特征加工刀具选择是基于刀具参数，与刀具数据库进行智能化匹配查询，人机 交互确定选用刀具；所述特征加工工艺参数选择是基于
特征加工信息、零件、 机床、刀具的相关信息，确定切削参数，所述切削参数包括切削深度、宽度、 主轴转速、进给速度、走刀方式，为数控编程提供详细的参数信息。
[0031]进一步限定，所述步骤(5)具体为：
[0032](5.1)根据壳体零件类别划分，总结各类壳体零件粗加工、半精加工及精 加工各阶段工艺过程基本工艺内容；
[0033](5.2)根据各类零件结构、特征、材料、尺寸、精度、热表处理、技术要 求进一步细分，形成相似性更精确的零件类别，并建立相对应的更加准确精细 的典型工艺，并确定其选用条件和约束规则；
[0034](5.3)按照范例知识模型结构，形成范例知识库。
[0035]与现有技术相比，本申请的有益效果是：
[0036]本申请通过对壳体零件数控加工工艺，分析典型零部件结构、工艺特点， 建立设计特征体系、制造特征体系、面向制造特征的加工知识(包括工艺方法、 工具、加工参数等)，建立设计特征体系与制造特征之间的映射关系以及典型工 艺与制造特征之间的映射关联关系，并建立特征加工工艺决策知识库，根据零 件设计模型总体信息、技术要求、关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种壳体类零件的快速工艺设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对壳体零件进行类别划分；2)将壳体零件设计特征和制造特征进行归纳分类；3)建立壳体零件的制造特征体系及其属性，并确定与设计特征、几何特征之间的映射关系，确定制造特征信息，完成壳体零件特征建模；4)根据壳体零件的特征建模，设计详细工序过程模型；5)根据详细工序过程模型并结合壳体零件的制造特征建立对应的精细典型工艺，并形成范例知识库；6)基于壳体零件特征建模，提取零件模型设计特征，根据设计特征与制造特征的映射关系，形成待设计壳体零件的制造特征族；结合待设计壳体零件的精细典型工艺，对制造特征及工艺过程进行匹配，完成加工方法的选择、参数的传递，形成零件制造工序集；进而根据待设计壳体零件的类别及精细典型工艺，对零件制造工序集进行组合，形成待设计壳体零件的制造工艺。2.根据权利要求1所述的壳体类零件的快速工艺设计方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：将壳体零件的几何结构按主体结构、工艺特点和主要使用设备进行分类，从功能、工艺特点的组成以及使用设备的相似性方面找出规律，总结归纳出壳体零件的类别。3.根据权利要求2所述的壳体类零件的快速工艺设计方法，其特征在于，所述壳体零件的类别分为：箱体类壳体、盘类回转壳体、罐类回转壳体、盖子类壳体、特殊类壳体。4.根据权利要求1所述的壳体类零件的快速工艺设计方法，其特征在于，所述步骤(2)中壳体零件的设计特征归纳为：连接形式、功能接口、密封形式、功能部件孔系分段、油路。5.根据权利要求1所述的壳体类零件的快速工艺设计方法，其特征在于，步骤(2)中壳体零件的制造特征归纳为：铣加工、点位加工、车削加工以及特种加工。6.根据权利要求1～5任一项所述的壳体类零件的快速工艺设计方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体为：(2.1)按照壳体零件的几何结构以及加工特征的具体几何要素结合归纳，得到具体的设计特征；(2.2)结合壳体零件的设计特征，通过对壳体类结构和工艺进行分析归纳，从壳体零件的几何相似性和工艺方法相似性上找出规律，总结归纳出壳体零件的制造特征；(2.3)将壳体零件的制造特征按照功能化特性和制造特性进行分类并对分类后的制造特征进行编码。7.根据权利要求6所述的壳体类零件的快速工艺设计方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：(3.1)按照产品系列选取典型壳体，关注关键因素，统筹其余辅助因素进行典型特征的梳理，建立覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：付移风，宋文，魏永辉，俞广胜，王录林，朱煜忻，董会波，刘曦，
申请(专利权)人：中国航发西安动力控制科技有限公司，
类型：发明
国别省市：