面向并行工程的零件可制造性評價方法研究
發(fā)布時間:2021-01-16 21:39
提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、縮短開發(fā)時間是制造業(yè)在全球激烈競爭的市場上取得成功和發(fā)展的關鍵因素和永恒的追求目標,并行工程的產(chǎn)品開發(fā)哲理、設計與制造集成的開發(fā)方式是近年來人們的研究熱點。本文提出一個面向數(shù)控機床和金屬切削加工零件的計算機輔助可制造性評價的系統(tǒng)方法,采用在產(chǎn)品設計過程中逐步評價和設計完成之后的整體評價相結合的評價策略。旨在提供一個設計決策支持工具,用于在產(chǎn)品的詳細設計過程中從制造的角度來改進設計質(zhì)量和縮短設計時間。 評價一個零件的設計方案的可制造性,涉及根據(jù)制造資源判斷零件的整個制造過程中各個環(huán)節(jié)的可行性和制造難易程度,包括零件的結構工藝性、零件精度設計的合理性和經(jīng)濟性、可裝夾性、可裝配性等方面,指出設計方案存在的問題、提供設計方案的制造經(jīng)濟指標。本文的研究內(nèi)容主要涉及以下幾個方面:詳細設計過程中的可制造性逐步評價方法、基于簡化加工工藝規(guī)劃的整體可制造性評價方法、面向組合夾具的零件可裝夾性評價方法等。 在本研究中,零件的設計方案以Brep實體模型表示,零件的公差和表面質(zhì)量以實體模型中各個相關面的屬性表示。通過自動特征識別方法獲得零件的制造特...
【文章來源】:浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:124 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
特別致謝
全文摘要
英文摘要
第1章 緒論
1.1 并行工程概論
1.2 面向制造的設計(DFM)與產(chǎn)品可制造性評價(ME)
1.3 可制造評價方法的研究狀況
1.3.1 可制造性評價的策略
1.3.2 可制造性評價的尺度
1.3.3 可制造性評價與設計系統(tǒng)的集成程度
1.4 基于特征的可制造性評價方法與系統(tǒng)介紹
1.4.1 面向單個特征的定性評價方法
1.4.2 基于工藝規(guī)劃的定性評價方法
1.4.3 面向整個產(chǎn)品模型的定量評價方法
1.4.4 具有優(yōu)化設計建議功能的評價方法
1.5 產(chǎn)品可制造評價方法存在問題及解決對策
1.6 本文的主要研究目標
1.7 本章小結
1.8 本章參考文獻
第2章 零件可制造性評價的需求分析與框架體系
2.1 設計過程中進行可制造性評價的需求分析
2.2 零件可制造性評價方法的框架體系
2.3 制造特征建模
2.3.1 制造特征建模方法介紹
2.3.2 基于最小條件子圖的特征識別方法
2.3.3 制造特征參數(shù)定義
2.4 零件公差信息的建模方法
2.5 制造資源建模
2.6 本章小結
2.7 本章參考文獻
第3章 詳細設計過程中的逐步可制造性評價
3.1 相關研究工作介紹
3.2 逐步可制造性評價的內(nèi)容和特點
3.2.1 逐步可制造性評價內(nèi)容
3.2.2 逐步可制造性評價特點
3.2.3 逐步評價需要解決的關鍵問題
3.3 設計過程中特征模型分析及逐步評價相關概念介紹
3.3.1 逐步可制造性評價中產(chǎn)品模型特征數(shù)量和類型的變化
3.3.2 零件設計過程中制造特征的存在狀態(tài)
3.3.3 特征存在狀態(tài)的確定方法
3.3.4 制造特征的影響特征集合概念
3.4 影響特征集合的建立方法
3.4.1 通過公差關系確定影響特征
3.4.2 通過相交關系確定影響特征
3.4.3 通過特征的加工方法確定影響特征
3.5 加工順序約束關系建立方法
3.5.1 基于相交邊界信息建立相交特征加工順序約束的原理
3.5.2 相交特征的確定方法
3.5.3 銑削加工的順序約束關系
3.5.4 鉆削加工的順序約束關系
3.6 確定需評價特征及其參數(shù)
3.6.1 確定需進行可制造性評價的特征集合
3.6.2 特征的關鍵參數(shù)計算方法
3.7 評價方法的實施步驟
3.8 本章小結
3.9 本章參考文獻
第4章 基于簡化加工工藝的整體可制造性評價
4.1 基于規(guī)劃的整體評價目標及評價方法
4.2 加工工藝自動規(guī)劃的相關方法介紹
4.3 保證公差要求的簡化加工工藝自動規(guī)劃相關概念及公差關系初步評價
4.3.1 幾個基本概念
4.3.2 公差關系初步評價
4.4 裝夾自動規(guī)劃過程中的加工可行性評價
4.4.1 模型分解為相同裝夾特征集合
4.4.2 相同裝夾特征集合可裝夾性檢查
4.4.3 相同裝夾特征集合之間的循環(huán)約束處理
4.4.4 確定多方向特征的加工方法
4.5 建立裝夾方案和加工操作排序
4.5.1 相同裝夾特征集合的排序與合并
4.5.2 特征加工操作排序
4.6 可制造性評價定量指標計算
4.7 本章小結
4.8 本章參考文獻
第5章 零件裝夾定位可行性評價
5.1 可裝夾性評價的內(nèi)容、目標和評價方法
5.2 組合夾具自動規(guī)劃的研究現(xiàn)狀及存在問題
5.3 確定零件定位方案
5.3.1 評價主要定位基準
5.3.2 零件側面定位方案建立方法
5.3.3 零件側面定位方案的算法
5.4 裝卸方便性分析
5.4.1 裝卸方便性分析相關概念
5.4.2 計算定位銷可見錐以及可見錐交集的算法
5.4.3 裝卸可行性評價準則
5.5 可夾緊性分
5.5.1 夾緊力必須滿足的條件
5.5.2 確定直線邊界和圓弧邊界的夾緊點范圍
5.6 建立定位方案的評價準則
5.6.1 定位質(zhì)量因素
5.6.2 裝卸質(zhì)量因素
5.6.3 夾緊質(zhì)量因素
5.6.4 實例介紹
5.7 本章小結
5.8 本章參考文獻
第6章 可制造性評價原型系統(tǒng)
6.1 原型系統(tǒng)結構和功能
6.1.1 系統(tǒng)結構
6.1.2 系統(tǒng)界面設計
6.1.3 系統(tǒng)的功能模塊
6.2 實例一方形規(guī)則零件
6.3 實例二圓柱類零件
6.4 實例三不規(guī)則輪廓零件
6.5 本章小結
第7章 總結與展望
7.1 全文總結
7.2 進一步的研究工作展望
7.3 結束語
攻讀博士學位期間完成的論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]面向產(chǎn)品全生命周期的虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術[J]. 寧汝新,姚珺. 中國機械工程. 2000(Z1)
[2]面向并行工程的產(chǎn)品設計綜合評價及決策[J]. 楊培林,朱均,文永紅. 西安交通大學學報. 2000(02)
[3]制造資源構造工具建模[J]. 段廣洪,王云莉,毛偉,劉丹,王先逵,庫冠群,龐智勤. 制造技術與機床. 2000(01)
[4]簡單多邊形方向與頂點凸凹性的本質(zhì)聯(lián)系[J]. 金文華,唐榮錫,何濤,唐衛(wèi)清. 計算機工程與設計. 1999(05)
[5]表面形狀為自由曲面零件的裝夾設計研究[J]. 唐東,李全勝,成曄,蔡復之. 計算機集成制造系統(tǒng)-CIMS. 1999(04)
[6]敏捷制造中面向?qū)ο蟮钠髽I(yè)信息建模技術[J]. 姜萬生. 機械工業(yè)自動化. 1999(04)
[7]模具面向制造的設計研究[J]. 何漢武,熊有倫,謝健文,陳新. 華中理工大學學報. 1999(07)
[8]面向并行工程的結構工藝評價系統(tǒng)[J]. 黃新剛,王先逵,劉成穎,何煜琛. 機械與電子. 1999(04)
[9]敏捷夾具計算機輔助構形設計[J]. 蔡力鋼,李培根,李偉,融亦鳴. 高技術通訊. 1999(05)
[10]敏捷制造中制造資源重構問題建模[J]. 毛寧,錢燕鳴,伍乃騏. 計算機集成制造系統(tǒng)-CIMS. 1999(01)
本文編號:2981586
【文章來源】:浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:124 頁
【學位級別】:博士
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特別致謝
全文摘要
英文摘要
第1章 緒論
1.1 并行工程概論
1.2 面向制造的設計(DFM)與產(chǎn)品可制造性評價(ME)
1.3 可制造評價方法的研究狀況
1.3.1 可制造性評價的策略
1.3.2 可制造性評價的尺度
1.3.3 可制造性評價與設計系統(tǒng)的集成程度
1.4 基于特征的可制造性評價方法與系統(tǒng)介紹
1.4.1 面向單個特征的定性評價方法
1.4.2 基于工藝規(guī)劃的定性評價方法
1.4.3 面向整個產(chǎn)品模型的定量評價方法
1.4.4 具有優(yōu)化設計建議功能的評價方法
1.5 產(chǎn)品可制造評價方法存在問題及解決對策
1.6 本文的主要研究目標
1.7 本章小結
1.8 本章參考文獻
第2章 零件可制造性評價的需求分析與框架體系
2.1 設計過程中進行可制造性評價的需求分析
2.2 零件可制造性評價方法的框架體系
2.3 制造特征建模
2.3.1 制造特征建模方法介紹
2.3.2 基于最小條件子圖的特征識別方法
2.3.3 制造特征參數(shù)定義
2.4 零件公差信息的建模方法
2.5 制造資源建模
2.6 本章小結
2.7 本章參考文獻
第3章 詳細設計過程中的逐步可制造性評價
3.1 相關研究工作介紹
3.2 逐步可制造性評價的內(nèi)容和特點
3.2.1 逐步可制造性評價內(nèi)容
3.2.2 逐步可制造性評價特點
3.2.3 逐步評價需要解決的關鍵問題
3.3 設計過程中特征模型分析及逐步評價相關概念介紹
3.3.1 逐步可制造性評價中產(chǎn)品模型特征數(shù)量和類型的變化
3.3.2 零件設計過程中制造特征的存在狀態(tài)
3.3.3 特征存在狀態(tài)的確定方法
3.3.4 制造特征的影響特征集合概念
3.4 影響特征集合的建立方法
3.4.1 通過公差關系確定影響特征
3.4.2 通過相交關系確定影響特征
3.4.3 通過特征的加工方法確定影響特征
3.5 加工順序約束關系建立方法
3.5.1 基于相交邊界信息建立相交特征加工順序約束的原理
3.5.2 相交特征的確定方法
3.5.3 銑削加工的順序約束關系
3.5.4 鉆削加工的順序約束關系
3.6 確定需評價特征及其參數(shù)
3.6.1 確定需進行可制造性評價的特征集合
3.6.2 特征的關鍵參數(shù)計算方法
3.7 評價方法的實施步驟
3.8 本章小結
3.9 本章參考文獻
第4章 基于簡化加工工藝的整體可制造性評價
4.1 基于規(guī)劃的整體評價目標及評價方法
4.2 加工工藝自動規(guī)劃的相關方法介紹
4.3 保證公差要求的簡化加工工藝自動規(guī)劃相關概念及公差關系初步評價
4.3.1 幾個基本概念
4.3.2 公差關系初步評價
4.4 裝夾自動規(guī)劃過程中的加工可行性評價
4.4.1 模型分解為相同裝夾特征集合
4.4.2 相同裝夾特征集合可裝夾性檢查
4.4.3 相同裝夾特征集合之間的循環(huán)約束處理
4.4.4 確定多方向特征的加工方法
4.5 建立裝夾方案和加工操作排序
4.5.1 相同裝夾特征集合的排序與合并
4.5.2 特征加工操作排序
4.6 可制造性評價定量指標計算
4.7 本章小結
4.8 本章參考文獻
第5章 零件裝夾定位可行性評價
5.1 可裝夾性評價的內(nèi)容、目標和評價方法
5.2 組合夾具自動規(guī)劃的研究現(xiàn)狀及存在問題
5.3 確定零件定位方案
5.3.1 評價主要定位基準
5.3.2 零件側面定位方案建立方法
5.3.3 零件側面定位方案的算法
5.4 裝卸方便性分析
5.4.1 裝卸方便性分析相關概念
5.4.2 計算定位銷可見錐以及可見錐交集的算法
5.4.3 裝卸可行性評價準則
5.5 可夾緊性分
5.5.1 夾緊力必須滿足的條件
5.5.2 確定直線邊界和圓弧邊界的夾緊點范圍
5.6 建立定位方案的評價準則
5.6.1 定位質(zhì)量因素
5.6.2 裝卸質(zhì)量因素
5.6.3 夾緊質(zhì)量因素
5.6.4 實例介紹
5.7 本章小結
5.8 本章參考文獻
第6章 可制造性評價原型系統(tǒng)
6.1 原型系統(tǒng)結構和功能
6.1.1 系統(tǒng)結構
6.1.2 系統(tǒng)界面設計
6.1.3 系統(tǒng)的功能模塊
6.2 實例一方形規(guī)則零件
6.3 實例二圓柱類零件
6.4 實例三不規(guī)則輪廓零件
6.5 本章小結
第7章 總結與展望
7.1 全文總結
7.2 進一步的研究工作展望
7.3 結束語
攻讀博士學位期間完成的論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]面向產(chǎn)品全生命周期的虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術[J]. 寧汝新,姚珺. 中國機械工程. 2000(Z1)
[2]面向并行工程的產(chǎn)品設計綜合評價及決策[J]. 楊培林,朱均,文永紅. 西安交通大學學報. 2000(02)
[3]制造資源構造工具建模[J]. 段廣洪,王云莉,毛偉,劉丹,王先逵,庫冠群,龐智勤. 制造技術與機床. 2000(01)
[4]簡單多邊形方向與頂點凸凹性的本質(zhì)聯(lián)系[J]. 金文華,唐榮錫,何濤,唐衛(wèi)清. 計算機工程與設計. 1999(05)
[5]表面形狀為自由曲面零件的裝夾設計研究[J]. 唐東,李全勝,成曄,蔡復之. 計算機集成制造系統(tǒng)-CIMS. 1999(04)
[6]敏捷制造中面向?qū)ο蟮钠髽I(yè)信息建模技術[J]. 姜萬生. 機械工業(yè)自動化. 1999(04)
[7]模具面向制造的設計研究[J]. 何漢武,熊有倫,謝健文,陳新. 華中理工大學學報. 1999(07)
[8]面向并行工程的結構工藝評價系統(tǒng)[J]. 黃新剛,王先逵,劉成穎,何煜琛. 機械與電子. 1999(04)
[9]敏捷夾具計算機輔助構形設計[J]. 蔡力鋼,李培根,李偉,融亦鳴. 高技術通訊. 1999(05)
[10]敏捷制造中制造資源重構問題建模[J]. 毛寧,錢燕鳴,伍乃騏. 計算機集成制造系統(tǒng)-CIMS. 1999(01)
本文編號:2981586
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