[发明专利]基于中间模型将设计特征模型向加工特征模型转换的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种CAD(计算机辅助设计)和CAM(计算机辅助制造)集成技术。

背景技术

CAD/CAM及其相关技术从一开始是各自独立出现、平行发展的，产品的设计和制造阶段都采用了独立的系统进行产品建模，形成了设计与制造的“自动化孤岛”。实际上，CAD和CAM及其相关技术从技术上和应用上都是密切相关的，CAD与CAM的有效集成一直就是人们努力的一个重要方向。特征技术的产生，为实现CAD/CAM集成提供了有效途径。近20年来，出现了从设计特征模型向加工特征模型的多种特征转换方法，但这些方法存在转换结果不理想或转换算法不够健壮等问题。此外，由于零件的复杂多样性和CAPP(计算机辅助工艺规划)的高度复杂性，在CAPP领域至今尚未有一个普遍适用的标准出现，虽然有些方法考虑了多种加工解释问题，但缺乏用户交互手段，完全自动的特征模型转换过程导致难以获得理想的转换结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过计算机有效地实现基于中间模型将设计特征模型向加工特征模型转换的方法，该方法可以大大提高产品生命周期中设计和生产阶段的效率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种基于中间模型将设计特征模型向加工特征模型转换的方法，通过计算机获得设计特征模型，并实现设计特征模型向中间模型转换；再由计算机实现中间模型向加工特征模型转换，

首先，将设计特征模型向中间模型转换，包括以下步骤，

a、根据设计特征模型，按照加入设计特征的顺序逐步生成若干个基本的最大加工体，并把这些基本的最大加工体加入到中间模型中；

b、为每个基本的最大加工体建立加工参数，并把每个基本的最大加工体的加工参数加入到中间模型中；

c、对中间模型中的基本的最大加工体执行合并过程，为该合并过程中新生成的最大加工体建立加工参数，并将合并过程中新生成的最大加工体及其参数加入到中间模型中，使得中间模型由所有的基本的最大加工体和新生成的最大加工体以及它们对应的加工参数构成；

然后，将中间模型向加工特征模型转换，包括以下步骤，

d、根据加工优先规则的规定，按照优先程度从高到低的顺序对中间模型中的每个基本的最大加工体和每个合并后新生成的最大加工体进行排序，并从排序后的所有的基本的最大加工体和合并后新生成的最大加工体中获得若干个高优先程度的基本的最大加工体或合并后新生成的最大加工体构成优先最大加工体集；

e、由人机界面从优先最大加工体集中确认一个最优的最大加工体，并从中间模型中取出最优的最大加工体的加工参数，然后把优先最大加工体集中除了最优的最大加工体以外的其它的最大加工体重新加入到中间模型中；

f、把最优的最大加工体及其加工参数加入到加工特征模型，并根据最优的最大加工体更新中间模型：用中间模型中的每个基本的最大加工体和每个合并过程中新生成的最大加工体依次与最优的最大加工体做布尔减运算，在这个过程中，如果某个基本的最大加工体或某个合并过程中新生成的最大加工体与最优的最大加工体做布尔减运算后已经不存在，则删除该基本的最大加工体或该合并过程中新生成的最大加工体对应的加工参数，如果某个基本的最大加工体或某个合并过程中新生成的最大加工体与最优的最大加工体做布尔减运算后体积变小，则重新计算该基本的最大加工体或该合并过程中新生成的最大加工体的加工参数；

g、重复d、e、f步骤，直至中间模型为空。

所述基本的最大加工体和所述合并过程中新生成的最大加工体是指在不考虑对零件其它加工特征的加工过程的情况下，在毛坯上加工生成一个加工特征时，根据选定的加工方式能够在毛坯中一次性去除的最大体积的材料体，该材料体能够满足特定的加工特征的要求。

所述a、根据设计特征模型，按照加入设计特征的顺序逐步生成若干个基本的最大加工体，并把这些基本的最大加工体加入到中间模型中的过程为：

设计特征为负特征时，把设计特征的特征体向毛坯面延伸后得到基本的最大加工体；

设计特征为倒角或圆角特征时，直接把设计特征的特征体作为基本的最大加工体；

设计特征为正特征时，首先在中间模型中找出所有与设计特征的特征体相交的基本的最大加工体，然后依次用这些基本的最大加工体与设计特征的特征体做布尔减运算，产生若干剩余体，最后根据设计特征传递到这些剩余体中的面来依次分割这些剩余体，从而生成一个或多个新的基本的最大加工体加入到中间模型中，原与设计特征的特征体做布尔减运算后发生变化且产生了剩余体的基本的最大加工体不再存在。