[发明专利]基于MBD的汽车典型机加工零件三维工艺设计方法及平台

权利要求书

1.一种基于MBD的汽车典型机加工零件三维工艺设计方法，其特征在于，所述基于MBD的汽车典型机加工零件三维工艺设计方法包括：

以三维CAD软件为载体，以MBD设计模型为唯一数据输入，以三维工艺MBD模型为数据输出；依次进行MBD相关标准的建立、MBD设计模型的创建、特征分类与特征信息库的创建、特征识别与信息提取、加工元的生成、加工元聚类生成工序、工序排序、制造特征体、工序模型的创建；生成集合工序模型与制造特征体的工艺MBD模型，实现工艺设计流程的可视化；

具体包括：

步骤一，根据MBD设计模型创建的需要，进行MBD相关标准的编制；

步骤二，根据所编制的MBD标准集合，确定零部件工艺设计的全部工艺信息，包括尺寸、尺寸公差、形位公差与基准、表面粗糙度、技术要求、工艺信息及属性注释，并在CAD软件的三维标注模块中对工艺设计的全部信息进行定义与标注，完成MBD设计模型的创建；

步骤三，根据典型零件的设计模型，对其特征进行属性自定义与特征分类；所述自定义特征根据特征的加工面属性邻接图MFAG进行分类，分类特征包括单独加工面、台阶、孔、凹槽和凸台；接着完成XML文件格式的加工特征信息库的创建，特征信息库中包含各类自定义特征面和边的属性，其中面的属性主要包括面的类型、法向向量和面的内外环信息；边的属性包括边的类型、法向向量和边的凹凸性；

步骤四，根据零件设计模型的STEP格式文件，获取零件的属性邻接图AAG，删除所有的过渡特征、毛坯面以及与毛坯面相邻接的边，将零件的属性邻接图简化为特征的加工面属性邻接图MFAG；将MFAG与加工特征信息库进行特征匹配，若匹配成功，则识别出相应的特征；若匹配不成功，则对MFAG进行属性分解，对相应的面进行合并或者分割，获得多个特征子图，再将特征子图与加工特征信息库进行特征匹配，匹配成功，识别出相应的特征；对识别出的特征，提取各个特征加工面的产品制造信息，产品制造信息包括基本工艺设计信息，工艺辅助信息，并以XML文件格式输出保存至后台；

步骤五，依据加工决策规则内容，提取加工特征信息库中的特征信息，与特征加工规则库进行信息映射，进行加工元的创建；加工元包括特征或特征面的全部加工信息；全部加工信息包括加工元名称、加工特征类型、加工部位、加工方法、加工精度、加工刀具、加工机床、加工时间、工装夹具、切削量、加工余量、主轴转速和切削速度信息；

步骤六，对所述步骤五所创建的加工元，依据基于多属性重要性加权的模糊c-均值的加工元聚类算法，根据不同加工属性对聚类结果的影响程度，对加工方法、加工精度、加工刀具、加工机床、工装夹具属性进行不同权重赋值，并确定聚类数量c，迭代停止阈值ε，迭代次数T，将加工属性相近的加工元聚类，合并生成加工工序；

步骤七，利用遗传算法，对步骤六所生成的工序进行最优化排序，获得零件最佳的工序排序列表；

步骤八，对每道工序所要加工的特征，根据逆向生成思想，利用半空间相交或参数化建模方法，从MBD设计模型开始，创建第N道工序的制造特征体，而第N道工序的工序MBD模型即为MBD设计模型与该道工序的工艺信息的集合，所以该制造特征体与设计模型进行布尔加运算，即可生成第N-1道工序的工序模型，在此基础上，创建其余各道工序的制造特征体及工序模型，直至创建最后的毛坯模型，则工艺模型创建完成。

2.如权利要求1所述的基于MBD的汽车典型机加工零件三维工艺设计方法，其特征在于，步骤一中，MBD标准包括：

(1)MBD三维模型的定义与创建标准，包括零部件MBD模型基本定义及数据集完备性要求，MBD模型的三维建模和装配要求，生成三维工程图的技术要求；

(2)MBD三维标注标准，包括MBD模型数据集在三维环境中的表达，具体包括：MBD模型视图角度的选择，尺寸、尺寸公差与配合注法，形位公差、基准与表面粗糙度注法，剖视图绘制规范，MBD装配模型中零部件序号编排方法，零部件明细表绘制规范；

(3)MBD工艺与工装表达标准，包括机械加工零件的金属切削工艺及其符号、参数表达规范，定位装夹方式及其符号表达规范。