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精密制造与 自动化 2016年第 1期 基于 STEP—NC毛坯特征生成方法的研究 孥梅砖 (陕西广播 电视大学工程管理教学部 西安 710119) 摘 要 毛坯的选择与设计是工艺规划的重要任务之一，而现有的CAPP系统中并不提供毛坯设计和自动选择的 功能。采用基于特征识别的毛坯特征生成方法来完成 STEP．NC的数控程序所需的工艺信息，其主要分为不可预 制特征的添补和可预制特征余量的添加。最后通过毛坯特征生成实例来验证研究方法的可行性。 关键词 STEP．NC 毛坯 特征 基于 STEP—NC的数控程序不仅包含零件的三 2 不可预制特征的添补 维几何信息，而且还包含了工艺信息和加工信息。 基于假想毛坯从零件中识别出所有加工特征的 毛坯的选择与设计是工艺规划的重要任务之一，而 面表示，并计算出特征的形状参数，然后根据铸造 现有的CAPP系统中并不提供毛坯设计和 自动选择 或锻造的工艺知识判断每一个特征在制坯时是否可 的功能，采用基于特征识别的毛坯特征生成方法来 预制出来。对一些局部修饰特征在毛坯的制造中是 完成 STEP—NC的数控程序所需的工艺信息。 不能采用铸造或锻造工艺预制出来的，如倒角、圆 角、较小的孔或退刀槽等。其中对孔、槽类特征要 1 毛坯生成的具体方法 根据其尺寸来判断是否可预制，在铸造铸铁件时， 目前对于毛坯形状生成的主要做法是用零件体 孔径小于 030mlTl，槽的截面尺寸小于 20mnlX 的凸壳或包 围盒来逼近 “’。毛坯设计的关键是对零 10mm，铸钢件孔径小于040mm，槽的截面尺寸小 件形状做出合理的评价，即评价零件上的加工特征 于 30mm×20mnl是不预铸出的。对锻造工艺，机 哪些是可 以在毛坯制造 中通过预留加工余量预制出 加工的倒角、圆角等要添补恢复，同时锻工手册还 来或不可预制，以及哪些加工面应该怎样添加合理 给出了台阶、凹档、法兰和 内孔等特征的锻出条件。 的加工余量。毛坯的设计过程是一个迭代过程 ，首 另外，对一些凹腔或异型通孔也可按上述条件处理。 先要 “添补”局部修饰特征如倒角、退刀槽等。对 在生成毛坯时，首先要处理这些不可预制的特征。 不能预制出的特征也进行 “添补”得到中间体，初 对不可预制的特征要构建特征的完整体表示， 步生成的中间体上仍然会存在一些不可预制出的特 把它们 “添补”到零件上得到零件的中间件。倒角 征，这就要基于 “假想”毛坯对中间体再进行特征 和圆角特征是局部修改特征，它们的体表示可以以 识别，再添补不可预制的特征，反复循环迭代直到 其截面按特定的扫描方向和扫描长度扫描得出，这 没有这样的特征为止，最后对可预制出的特征添加 两类特征的截面如图1所示，图1(a)的边 和 (b) 适当的加工余量，得到零件的毛坯 。基于特征识 的边 E是零件特征面截面的交线，截面的另外两条 别的毛坯 自动设计方法基本过程如下： 边是特征面的临面延拓后与截面的交线。 (1)对 STEP文件通过特征识别模块识别出的 特征 (对铸造和锻造毛坯要基于一个预先设定的分 模面)，结合制造工艺知识对每一个特征进行评估， nl 珏l 如果没有不可铸或锻的特征毛坯 自动设计方法过程