CN106815394A - 一种基于工序模型中特征的自动工艺划线方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于工序模型中特征的自动工艺划线方法。步骤包括：S1：产生工序毛坯模型；S2：产生工序模型；S3：接到划线指令，打开需要划线工序的上一个工序模型；S4：读取工艺余量数据文件；S5：找出当前需要划线的加工特征在划线工序的余量；S6：根据当前加工特征的类型分别划线；S7：将划线相关数据存入文件以便于划线的修改。本方法实现了在三维模型上自动划线，解决了划线的准确性和方便性问题，提升了工艺设计的效率和质量。

Description

一种基于工序模型中特征的自动工艺划线方法
技术领域
本发明属于计算机辅助设计技术领域，具体涉及一种基于工序模型中特征的自动工艺划线方法。
背景技术
三维过程模型主要包括三维毛坯模型(简称毛坯模型)和三维工序模型(简称工序模型)，毛坯模型用于虚拟地表现加工前的备料状态，工序模型用于虚拟地表现加工过程中工件的形状变化和工艺要求。
工件在加工过程中的模型变化是基于特征从毛坯或上一道工序模型中被去除掉的原理进行设计，即工序模型是累加去除特征的过程。
划线是机械加工工艺过程中一道重要的工序，通过划线可以将工件需要加工的位置及表面轮廓勾划出来，以保证工件的加工表面具有足够而均匀的余量及相互位置精度。
在加工之前，需要在毛坯或上一道工序模型上对待加工的特征进行定位标识，指导加工制造。毛坯模型上的划线位置与特征的加工要求密切相关。
目前划线工序一般由人工在三维模型上进行手工绘图，在需要划线的模型上捕捉需要划线的位置，创建草绘平面，然后画上相应的标记符号。
人工划线的技术缺陷是：
(1)需要人工去指定位置、创建平面，操作复杂；
(2)如果模型上存在由多个孔组成的孔系，则需要重复操作，浪费时间；
(3)当存在多个特征时，人工无法保证各处的划线标准是一致的，如果出错需要逐一检查，效率极低；
(4)人工划线容易出错，执行效率低，影响后续的加工制造。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的问题之一。本发明提出一种基于工序模型中特征的自动工艺划线方法，在已知特征在工序模型中的定位信息的基础上，通过反推特征在毛坯或上一道工序模型中的划线位置，实现自动在工序毛坯模型上划线，自动产生划线工序的功能。本发明用于解决三维加工工艺系统中在模型上划线的方便性、可靠性问题，提高工艺编制效率和质量。
根据本发明实施例，本发明提供一种基于工序模型中特征的自动工艺划线方法，所述方法步骤包括。
自动划线实现的输入条件。
S1：产生工序毛坯模型，所述毛坯模型指：划线工序的上一个工序模型为划线的毛坯模型，其中：
第一道工序的毛坯模型是零件毛坯模型；
后续的工序的毛坯模型，是上一道工序的工序模型。
S2：产生工序模型，所述产生工序模型指：识别加工特征、自动获得加工方法、定位信息及余量。
根据本发明实施例，所述步骤S5中加工特征通过当前的特征ID获得特征属性，包括：
包含特征中包含面的个数；
特征中包含面的ID；
特征精度等级；
特征定位点；
特征定位方向；
特征粗糙度。
划线的实现算法步骤如下。
S3：接到划线指令，打开需要划线工序的上一个工序模型。
S4：读取工艺余量数据文件。
S5：找出当前需要划线的加工特征在划线工序的余量。
S6：根据当前加工特征的类型分别划线。
S7：将划线相关数据存入文件以便于划线的修改。
根据本发明实施例，所述步骤S6当前加工特征的类型是平面，所述平面划线实现的算法步骤包括：
S6.1.1：将当前加工特征的原点沿特征加工方向按余量偏移；
S6.1.2：以偏移后的原点与方向创建一个基准面，即截面；
S6.1.3：用户选择面，所述面是1个或者多个面，重选去除；
S6.1.4：对选择的面找邻面；
S6.1.5：将邻面与截面求交，给回交线ID，并用颜色进行标示。
根据本发明实施例，所述步骤S6当前加工特征的类型是孔，所述孔划线实现的算法步骤包括：
S6.2.1：用指定孔的轴线和指定模型的指定划线面的交点；
S6.2.2：在交点上打一个顶角为90度最大直径为3mm的圆锥孔，并划一个十字线，平行于坐标轴方向；
S6.2.3：以交点为圆心在模型表面划一个圆，圆的直径是指定的孔的直径的80％。
根据本发明实施例，所述步骤S6.2.3的模型表面是圆柱，用圆柱面的交线的方法来划线，实现的算法步骤包括：
S6.2.3.1：创建指向打孔方向的基准轴，以提示用户孔的位置；
S6.2.3.2：创建一个基准轴与指定面的交点；
S6.2.3.3：画圆，直径是孔面直径的80％；
S6.2.3.4：画十字线；
S6.2.3.5：作出十字线与圆的交点；
S6.2.3.6：投影到指定面上；
S6.2.3.7：隐藏画线，保留投影线；
S6.2.3.8：投影交点，获取交点投影坐标，做压痕小圆锥切削。
根据本发明实施例，所述步骤S6当前加工特征的类型是孔系，所述孔系划线实现的算法步骤包括：
S6.3.1：用孔系工艺特征的原点后退20mm的点作为孔系原点，作出指示作用的箭头，表示孔系的位置；
S6.3.2：孔方向使用孔系方向；
S6.3.3：孔系中的孔划线；
其中：
环形孔系，在孔系的每个孔上做划线，对于圆周均布的孔系，过均布点做圆弧线和放射状直线；
一般孔系，每个孔上划十字线，对每一个子孔循环单独划线。
根据本发明实施例，所述环形孔系，按以下步骤划线：
S6.3.3.1：计算环形孔系的圆心及半径：任找两个子孔，做垂直平分线；加入另外的一个子孔，计算三孔共圆的圆心位置，及半径；
S6.3.3.2：由环形孔系的圆心向每个子孔画射线；
S6.3.3.3：画孔系大圆周线；
S6.3.3.4：投影到孔系面上，大圆周线与射线分开投影；
S6.3.3.5：求射线投影与孔系大圆周线的交点；
S6.3.3.6：在每个交点处做压痕小圆锥，小圆锥压痕的方向与打孔方向相同。
本发明的有益效果是：本方法实现了在三维模型上自动划线，解决了划线的准确性和方便性问题，提升了工艺设计的效率和质量。将工艺设计过程与实际生产加工紧密联系起来，增加了工艺设计部门与生产部门的联系。加强了工艺设计对生成现场的指导作用，提高了加工效率，减少了工艺人员对原材料的浪费，保证了产品的生产质量。
附图说明
图1是本方法步骤流程图。
图2是平面划线界面对话框一。
图3是平面划线界面对话框二。
图4是孔划线界面对话框一。
图5是孔划线界面对话框二。
图6是孔系划线界面对话框一。
图7是孔系划线界面对话框二。
图8是孔系划线界面对话框三。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，一种基于工序模型中特征的自动工艺划线方法，步骤如下：
(1)打开工序毛坯模型，即需要划线工序的上一个工序模型；
(2)读取工艺余量数据文件；
(3)找出当前需要划线的加工特征在划线工序的余量；
(4)根据当前加工特征的类型分别划线；加工特征类型包括：
平面；
孔；
孔系；
其他特征带扩充；
(5)将划线相关数据存入文件以便于划线的修改。
实施例1：平面划线，步骤包括：
(1)点击特征树下的特征“平面”，或特征工艺树下的特征“平面”的加工步骤节点，右键菜单选择划线，弹出图2所示的对话框；
(2)点击选择的工序模型后，CAD窗口立刻显示指定的模型，然后点击模型上与出现的基准平面有交线的平面，且该平面为划线面，画出截交线，划线；如图2、图3所示。
实施例2：孔划线，步骤包括：
(1)点击特征树下的特征“孔”，或特征工艺树下的特征“孔”的加工步骤节点孔，右键菜单选择划线，点击划线模型上箭头所指的平面即孔的加工平面，见图4所示；
(2)然后点击鼠标中间完成孔划线操作，见图5所示。
实施例3：孔系划线，步骤包括：
(1)点击特征树下的特征“孔系”，或特征工艺树下的特征“孔系”的加工步骤节点，右键菜单选择划线，然后弹出如图6所示的操作对话框；
(2)孔系划线提供如上图所示的划线选项，选择其中一种方式后开始指定孔系所在的平面进行划线操作。点击箭头指定的平面，然后点击鼠标中间完成划线，如下图7、图8所示。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于工序模型中特征的自动工艺划线方法，步骤包括：
S1：产生工序毛坯模型，所述毛坯模型指：划线工序的上一个工序模型为划线的毛坯模型，其中：
第一道工序的毛坯模型是零件毛坯模型；
后续的工序的毛坯模型，是上一道工序的工序模型；
S2：产生工序模型，所述产生工序模型指：识别加工特征、自动获得加工方法、定位信息及余量；
其特征在于：
S3：接到划线指令，打开需要划线工序的上一个工序模型；
S4：读取工艺余量数据文件；
S5：找出当前需要划线的加工特征在划线工序的余量；
S6：根据当前加工特征的类型分别划线；
S7：将划线相关数据存入文件以便于划线的修改。
2.根据权利要求1所述的一种基于工序模型中特征的自动工艺划线方法，其特征在于：
所述步骤S5中加工特征通过当前的特征ID获得特征属性，包括：
包含特征中包含面的个数；
特征中包含面的ID；
特征精度等级；
特征定位点；
特征定位方向；
特征粗糙度。
3.根据权利要求1所述的一种基于工序模型中特征的自动工艺划线方法，其特征在于：
所述步骤S6当前加工特征的类型是平面，所述平面划线实现的算法步骤包括：
S6.1.1：将当前加工特征的原点沿特征加工方向按余量偏移；
S6.1.2：以偏移后的原点与方向创建一个基准面，即截面；
S6.1.3：用户选择面，所述面是1个或者多个面，重选去除；
S6.1.4：对选择的面找邻面；
S6.1.5：将邻面与截面求交，给回交线ID，并用颜色进行标示。
4.根据权利要求1所述的一种基于工序模型中特征的自动工艺划线方法，其特征在于：
所述步骤S6当前加工特征的类型是孔，所述孔划线实现的算法步骤包括：
S6.2.1：用指定孔的轴线和指定模型的指定划线面的交点；
S6.2.2：在交点上打一个顶角为90度最大直径为3mm的圆锥孔，并划一个十字线，平行于坐标轴方向；
S6.2.3：以交点为圆心在模型表面划一个圆，圆的直径是指定的孔的直径的80％。
5.根据权利要求4所述的一种基于工序模型中特征的自动工艺划线方法，其特征在于：
所述步骤S6.2.3的模型表面是圆柱，用圆柱面的交线的方法来划线，实现的算法步骤包括：
S6.2.3.1：创建指向打孔方向的基准轴，以提示用户孔的位置；
S6.2.3.2：创建一个基准轴与指定面的交点；
S6.2.3.3：画圆，直径是孔面直径的80％；
S6.2.3.4：画十字线；
S6.2.3.5：作出十字线与圆的交点；
S6.2.3.6：投影到指定面上；
S6.2.3.7：隐藏画线，保留投影线；
S6.2.3.8：投影交点，获取交点投影坐标，做压痕小圆锥切削。
6.根据权利要求1所述的一种基于工序模型中特征的自动工艺划线方法，其特征在于：
所述步骤S6当前加工特征的类型是孔系，所述孔系划线实现的算法步骤包括：
S6.3.1：用孔系工艺特征的原点后退20mm的点作为孔系原点，作出指示作用的箭头，表示孔系的位置；
S6.3.2：孔方向使用孔系方向；
S6.3.3：孔系中的孔划线；
其中：
环形孔系，在孔系的每个孔上做划线，对于圆周均布的孔系，过均布点做圆弧线和放射状直线；
一般孔系，每个孔上划十字线，对每一个子孔循环单独划线。
7.根据权利要求5所述的一种基于工序模型中特征的自动工艺划线方法，其特征在于：
所述环形孔系，按以下步骤划线：
S6.3.3.1：计算环形孔系的圆心及半径：任找两个子孔，做垂直平分线；加入另外的一个子孔，计算三孔共圆的圆心位置，及半径；
S6.3.3.2：由环形孔系的圆心向每个子孔画射线；
S6.3.3.3：画孔系大圆周线；
S6.3.3.4：投影到孔系面上，大圆周线与射线分开投影；
S6.3.3.5：求射线投影与孔系大圆周线的交点；
S6.3.3.6：在每个交点处做压痕小圆锥，小圆锥压痕的方向与打孔方向相同。
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