CN108763787A - 可更改的三维工序模型构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可更改的三维工序模型构建方法，属于机械加工设计技术领域，将设计模型以制造特征、加工元为单元进行制造特征树的结构化表示，工艺以工序、工步为单元进行工艺树的结构化表示；加工元与工步建立关联实现制造特征树与工艺树的关联；以加工元作为基本单元动态地生成加工元体，进一步与前驱工序模型做布尔差运算，构建出动态演变的三维工序模型；并依据三维工序模型数据的结构化定义及结构化管理方式，对已完成的工艺方案进行修改即可实现三维工序模型的重新生成，从而使三维工序模型构建方法具有易离散、易编辑、易生成及易修改特点。

Description

可更改的三维工序模型构建方法

技术领域

本发明涉及三维工艺编制中的三维工序模型建模及管理技术，属于机械设计与加工制造领域，具体涉及一种可更改的三维工序模型构建方法。

背景技术

随着制造业技术发展，数字化制造已成为制造业的发展趋势，基于模型定义MBD的数字化设计与制造技术是数字化制造的关键技术之一，目前，航空、航天、兵器等行业都在全面研究和应用MBD技术，在产品设计方面实现了基于MBD的产品定义，但在工艺设计方面，多数企业仍采用以二维工程图纸作为设计制造的依据，导致设计与制造脱节，其主要原因是构建零件三维工序模型的工作量大，效率低下。

目前，主要采用NX提供的WAVE技术进行三维工序模型建模，该方法从设计模型到毛坯模型逆向生成零件加工工序模型，每规划一道工序生成一个工序模型，然后基于该工序模型进行下一道工序的规划，通过UG造型软件的WAVE参数化建模工具，以时间戳为标记，建立各工序模型之间的参数化约束关系；从而当前驱工序模型进行变更时，后续工序模型也同步进行更改，因此很方便地进行全局修改；但该方法对工艺设计人员的模技能要求极高，在构建三维工序模型时建立制造特征之间的参数约束关系，否则当前一道工序模型的制造特征体修改时，后一道工序的制造特征体不能做出相应地改变，从而会造成一定误差；并且，该方法构建的系列三维工序模型可修改性差，当三维工序模型的前后顺序需要调整时，就需要重新构建三维工序模型之间的参数约束关系，容易引发错误。

发明内容

为解决目前三维工序模型构建方法工作量大、效率低及不易修改等问题，本发明采用数据结构化定义及数据结构化管理思想，提出一种可更改的三维工序模型构建方法。

为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案为：

一种可更改的三维工序模型构建方法，以Microsoft Visual Studio 2010和NX8.0作为开发平台，以NX Open作为二次开发语言，以C#作为算法编程语言，以Microsoft SQL2008作为关系型数据库，

将设计模型以制造特征、加工元为单元进行制造特征树的结构化表示，工艺以工序、工步为单元进行工艺树的结构化表示；

以加工元与工步建立关联实现制造特征树与工艺树的关联；

以加工元作为基本单元动态地生成加工元体，进一步与前驱工序模型做布尔差运算，构建出动态演变的三维工序模型；并依据三维工序模型数据的结构化定义及结构化管理方式，对已完成的工艺方案进行修改即可实现三维工序模型的重新生成。从而使三维工序模型构建方法具有易离散、易编辑、易生成及易修改特点。

一种可更改的三维工序模型构建方法，它包括下述步骤：

1制造特征树结构化表示

1.1制造特征表示

制造特征是指工件上一个具有语义的几何实体，它描述了一个工件的材料切除区域，表达一个加工过程的结果，制造特征定义成由几何特征、体特征组成，几何特征表示材料的切除区域，用属性邻接图进行表示，用于实现制造特征的检索及识别；体特征表示材料的切除体积，用3D模型进行表示，用于实现制造特征体的创建，制造特征表示为：

MF＝{MFG,MFV} (1)

式中，MFG、MFV分别表示制造特征对应的几何特征、体特征；

1.2加工元表示

在实际加工过程中，每个制造特征往往在多个工序、工步中进行加工，即制造特征是多次完成加工，三维工序模型的构建是通过加工元体与前驱工序模型做布尔差运算实现的，其关键是如何生成加工元体，即如何生成加工元所对应的切除材料模型，加工元的切除材料模型受制造特征、加工余量及刀具半径影响，不受加工方法和制造资源的影响，并且加工元的切除材料模型无法从设计模型中直接提取，需要依据加工元定义的元素计算生成，将加工元简化表示为：

Element＝{sa,ba,tr} (2)

式中，sa、ba分别表示该加工元的侧面余量和底面余量，tr表示加工该加工元的刀具半径；

1.3制造特征树表示

从制造角度看，设计零件可以看成是一个制造特征的集合，制造特征又是由一个顺序排列的加工元序列构成，因而由制造特征、加工元构成的制造特征树具有层次性、结构化特点，在实际的零件研制过程中，设计零件会有不同的工艺方案，制造特征也会因不同的工艺方案分成由粗加工元、精加工元构成或者由粗加工元、半精加工元、精加工元构成，因而制造特征树并不唯一，参照图2(a)，为了更好地组织零件、工艺、制造特征结构树、制造特征及加工元之间的层次关系，将这些数据定义成如下:

part＝{partId,partAtts} (3)

式中，partId、partAtts分别表示零件的唯一标识号、零件的其他属性信息；

式中，technologyId、partId、technologyAtts分别表示为工艺的唯一标识号、所关联的零件标识号、工艺的其他属性信息；

machineTree＝{machineTreeId,technologyId} (5)

式中，machineTreeId、technologyId分别表示制造特征结构树的唯一标识号、所关联的工艺标识号；

MFTree＝{MFId,machineTreeId,MFAtts} (6)

式中，MFId、machineTreeId、MFAtts分别表示制造特征的唯一标识号、所关联的制造特征树标识号、制造特征的其他属性信息；

ElementTree＝{ElementId,MFId,order,ElementAtts} (7)

式中，ElementId、MFId、order、ElementAtts分别表示加工元的唯一标识号、所关联的制造特征标识号、加工元在制造特征中的序号位置、加工元的其他属性信息；

2工艺树结构化表示

在工艺编制过程中，依据设计零件的结构特点和技术要求，将设计零件离散成制造特征集合，制造特征离散成加工元集合，按照一定的顺序对加工元进行排列组合，一个工艺方案可以看成是由一个顺序排列的工序构成，一个工序又看成是由一个顺序排列的工步构成，工步又可看成是一个顺序排列的加工元构成，其中加工元来自于制造特征树，由此可见，由工序、工步、刀具、加工元构成的工艺树同样具有层次性、结构化特点，参照图图2(b)；

为了更好地组织工艺、工序、工步、加工元与刀具数据之间的层次关系，将这些数据定义如下：

process＝{processId,technologyId,processAtts} (7)

式中，processId、technologyId、processAtts分别表示为工序的唯一标识号、所关联的工艺标识号、工序其他属性信息；

step＝{stepId,processId,toolId,stepAtts} (8)

式中，stepId、processId、toolId、stepAtts分别表示为工步的唯一标识号、所属工序的标识号、所使用的刀具标识号、工步其他属性信息；

tool＝{toolId,toolAtts} (9)

式中，toolId、toolAtts分别表示刀具的唯一标识号、刀具其他属性信息；

step_Element＝{stepId,ElementId,order} (10)

式中，stepId、ElementId、order分别表示为工步的标识号、加工元的标识号、加工元在工步中的序号位置；

3三维工序模型构建生成

3.1三维工序模型理论表达

三维工序模型指产品从原始材料形态到最终成品过程中反映零件模型中间加工过程的模型状态，三维工序模型形象地表达了零件在生产制造过程中各个工序变化的情况，

前驱工序模型指当前三维工序模型的前一道三维工序模型，毛坯模型即是第一道三维工序模型的前驱工序模型，设M_a为初始毛坯模型，M_b为最终成品模型，M_i为该零件的第i道工序模型,MV为加工元体积；

其中，第0道工序为初始毛坯，即：

M₀＝M_a (11)

其中，第n道工序为最终成品模型，即：

M_n＝M_b (12)

那么，一个零件有n道工序，就分别对应n个三维工序模型，即：

M₀→M₁→…→M_i-1→M_i→…→M_n (13)

M_i-1作为M_i的前驱工序模型，M_i是在M_i-1的基础上与所述的第i道工序所需要切除的材料模型Δ_i做布尔运算差所得，可表示为：

M_i＝M_i-1-Δ_i (14)

零件由初始毛坯模型变成最终成品模型去除的总材料模型与特征体积模型总和相等，也与加工元体积模型总和相等，所述对应表达式如下

一个工序含有多个加工工步，而一个加工工步又需要去除多个加工元体积，从而将公式(15)转换成：

式中，S_i表示第i道工序所包含的工步数目，S_ij表示第i道工序中第j道工步所包含的加工元体积数目，由公式所知，当前工序模型是前驱工序模型与一系列的加工元体做布尔运算差所得，因而三维工序模型构建的关键是生成准确的加工元体；

3.2三维工序模型生成

参照图3，加工元体的生成采用两种方法实现：(1)基于模板的加工元体生成：通过计算加工元体的定形参数值、定位参数值，然后将参数导入到已定义的参数化实体模型，以实现加工元体的生成，该方法需要构建制造特征模板库，库中包含可参数驱动的实体模型，该实体模型既可以表示制造特征体也可表示加工元体，因而制造特征体与加工元体几何拓扑形状一致，优点是直观明了，该方法优点是可以生成由基本制造特征相交而成的复杂组合制造特征，但缺点是定义形状复杂的制造特征体工作量极大；(2)基于拉伸成形的加工元体生成：即从设计模型中提取制造特征的轮廓线，以余量值、刀具半径进行偏置生成加工元轮廓线，进而采用拉伸的几何造型生成加工元体模型的方法。该方法优点具有通用性，可以解决形状各异的型腔、槽类等制造特征，并且允许加工元体的几何形状与制造特征体的几何形状不一致，但缺点是制造特征的轮廓线必须为封闭环，无法处理轮廓线被破坏的相交特征；

4三维工序模型数据存储

在三维工序模型构建过程中，不仅仅存在结构化数据(例如工序信息、制造特征信息等)，同时也存在非结构化数据(例如三维工序模型、缩略图等)，只有管理这些数据并且建立结构化数据与非结构化数据之间的关联关系，才可实现数据的存储、展示、更改和删除，针对结构化数据，采用关系型数据库SQL(Structured Query Language)进行管理，以二维表及表之间的关联实现数据的存储及数据之间的关系建立；针对非结构化数据，以层次文件夹方式实现数据的层次划分，并以唯一标识号命名文件夹的方式实现与二维表中数据的关联；

在三维工序模型构建过程中，结构化数据包含工艺结构树、零件制造特征结构树，参照图4(a)，展示了工艺结构树、零件制造树之间的关联关系以及内部间的层次关系。制造特征树包含制造特征树表、制造特征表、加工元表；工艺树包含零件表、工艺表、工序表、工步表、刀具表，工步节点下的加工元均来自于制造特征树中的加工元，故用工步加工元关联表实现加工元表与工步表达的关联建立；

在三维工序模型构建过程中，非结构化数据包含配准的设计/毛坯模型、三维工序模型、二维缩略图，为了实现与数据库表对应及一致性，采用层次的文件夹方式进行存储，并且文件夹的命名与对应数据库表中的ID一致，参照图4(b)所示，零件文件夹下存储对应的工艺文件夹，同时存储已经配置的设计和毛坯模型和以二维方式展示的缩略图；工艺文件下存储对应的工序文件夹，而工序文件夹下存储生成的三维工序模型和以二维方式展示的缩略图；

5三维工序模型修改流程

从三维工序模型的数据定义和数据管理可知，三维工序模型的数据是按照结构化的方式进行组织的，数据当中最基本单元为加工元，在工艺方案修改过程中，也就只有加工元的修改或者重新排列组合，才会引起三维工序模型的几何改变，工艺方案的修改，在操作上的具体体现则是工艺树和制造特征树的修改，如果工艺人员在已完成的工艺方案中，进行工序的增加/删除/修改、工步的增加/删除/修改、加工元的增加/删除/修改、刀具的增加/修改等操作，就可实现三维工艺模型的重新生成，将节省工艺人员的大量时间，提高工艺编制效率。

在原工艺方案中以新增工序为例，来更好地说明本文的修订流程，如图5所示，在原工艺方案的“粗加工工序1”和“精加工工序2”之间新增“新工序”，在“制造特征2”中新增“新加工元”。

首先，从数据库中导入原工艺方案数据，工艺树信息在界面中只显示工序、工步、加工元节点，其他信息(如刀具信息)以内存方式进行管理；制造特征树不在界面中显示但以内存的方式进行管理，原工艺方案作为新工艺方案修改的数据来源和参考依据；

接着，拷贝原工艺方案中的工艺树信息和制造特征树信息，在内存中另存一份，并在此基础上进行修改，选中新工艺树中的“粗加工工序1”，执行“新增工序”操作，实现新工序节点添加；选中“新工序”节点，执行“新增工步”操作，实现新工步节点添加；选中“新工步”，执行“新增刀具”操作，完成刀具信息的定义；然后，选中新工艺树中的“加工元2.1”节点，执行“新增加工元”操作，定义新加工元的余量值参数，完成新加工元的增加，并将新加工元拖曳到“新工步”节点下，新加工元的添加方式是以复制同一制造特征下的加工元，进而修改加工元参数，实现一个新的加工元；自动判断新加工元在制造特征结构树下的制造特征节点，并依据余量值进行排序并插入到合适位置；最后，完成整个工艺方案的修订，一步执行到底，生成新的一系列三维工序模型。

本发明的有益效果：

1，本发明采用离散与组合思想，将设计模型离散成以制造特征、加工元为单元的结构化特征树，工艺方案离散成以工序、工步、加工元为单元的结构化工艺树，进而对制造特征、加工元、工序、工步单元进行结构化管理，并结合制造特征表示方法和加工元体生成方法，使三维工序模型构建方法具有易离散、易编辑、易生成的特点；

2，采用制造特征提取技术将设计零件离散成制造特征集合，将整个加工过程自动划分成独立的加工区域，向工艺设计人员展现了设计零件的加工意图，从而使工艺人员能更加直观地理解整个零件的加工意图，并且在为某个制造特征独立设计加工工艺时，考虑该加工工艺是否满足该制造特征的加工要求及该制造特征相关的其他制造特征，使整个工艺设计过程更加流畅；

3，本发明在建立三维工序模型基础上，增加三维工序模型的构建修订工艺，基于此，工艺设计人员能够在原有工艺方案上进行修改，重新生成所有三维工序模型；或因操作不当生成错误的三维工序模型时，能对错误的三维工序模型及时更改并生成准确的三维工序模型，实现三维工序模型的修改及再生成。

附图说明

图1为本发明三维工序模型构建流程图；

图2为本发明制造特征结构树与工艺结构树关系示意图；

图3为本发明加工元体生成示意图；

图4为本发明三维工序模型数据存储示意图；

图5为本发明三维工序模型修改流程示意图；

图6为本发明案例模型示意图；

图7为本发明案例零件的制造特征结构树及工艺结构树示意图；

图8为本发明原三维工序模型示意图；

图9为本发明三维工序修改示意图；

图10为本发明更改后的三维工序模型示意图。

具体实施方式

结合具体实施例对本发明方案进行进一步地解释说明：

(1)给定零件模型及工艺内容

参照图6，给定某零件的设计模型和毛坯模型，该设计模型包含2个通孔和2个台阶制造特征。参照表1，给定该零件的初始加工工艺内容和工艺参数。

表1：某零件的工艺内容

(2)编辑制造特征树及三维工艺树

参照图6，编辑零件制造特征树，定义制造特征及对应的加工元如图7(a)所示。

参照表1，编辑零件三维工艺树，定义工序、工步、刀具，并建立加工元与工步的关联关系，如图7(b)所示。

(3)生成三维工序模型

采用加工元体生成技术生成加工元体，并与前驱工序模型进行布尔差运算，生成系列三维工序模型，如图8所示。

(4)更改三维工艺结构树

参照表2，对原三维工艺进行修改，将原工艺中的“粗钻孔”和“精钻孔”合并成一个“钻孔”工序。

表2：某零件的新工艺内容

对新工艺的修改无需重新定义制造特征及加工元，直接在原三维工艺结构树上进行修改。参照图9，首先将“粗钻孔”工序名称改成“钻孔”工序，接着将“精钻孔”工步整体关联到“钻孔”工序节点下，最后删除“精钻孔”工序节点，完成整个三维工艺结构树的更改。

(5)三维工序模型自动重新生成

依据新三维工艺结构树重新生成所有三维工序模型，实现三维工序模型的更改，如图10所示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进在不付出创造性劳动前提下也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种可更改的三维工序模型构建方法，其特征是：将设计模型以制造特征、加工元为单元进行制造特征树的结构化表示，工艺以工序、工步为单元进行工艺树的结构化表示；以加工元与工步建立关联实现制造特征树与工艺树的关联；以加工元作为基本单元动态地生成加工元体，进一步与前驱工序模型做布尔差运算，构建出动态演变的三维工序模型；并依据三维工序模型数据的结构化定义及结构化管理方式，对已完成的工艺方案进行修改即可实现三维工序模型的重新生成。

2.根据权利要求1所述的可更改的三维工序模型构建方法，其特征是：它包括下述步骤：

1制造特征树结构化表示

1.1制造特征表示

制造特征是指工件上一个具有语义的几何实体，它描述了一个工件的材料切除区域，表达一个加工过程的结果，制造特征定义成由几何特征、体特征组成，几何特征表示材料的切除区域，用属性邻接图进行表示，用于实现制造特征的检索及识别；体特征表示材料的切除体积，用3D模型进行表示，用于实现制造特征体的创建，制造特征表示为：

MF＝{MFG,MFV} (1)

式中，MFG、MFV分别表示制造 特征对应的几何特征、体特征；

1.2加工元表示

在实际加工过程中，每个制造特征往往在多个工序、工步中进行加工，即制造特征是多次完成加工，三维工序模型的构建是通过加工元体与前驱工序模型做布尔差运算实现的，加工元的切除材料模型受制造特征、加工余量及刀具半径影响，不受加工方法和制造资源的影响，并且加工元的切除材料模型无法从设计模型中直接提取，需要依据加工元定义的元素计算生成，将加工元简化表示为：

Element＝{sa,ba,tr} (2)

式中，sa、ba分别表示该加工元的侧面余量和底面余量，tr表示加工该加工元的刀具半径；

1.3制造特征树表示

从制造角度看，设计零件可以看成是一个制造特征的集合，制造特征又是由一个顺序排列的加工元序列构成，因而由制造特征、加工元构成的制造特征树具有层次性、结构化特点，在实际的零件研制过程中，设计零件会有不同的工艺方案，制造特征也会因不同的工艺方案分成由粗加工元、精加工元构成或者由粗加工元、半精加工元、精加工元构成，因而制造特征树并不唯一，参照图2(a)，为了更好地组织零件、工艺、制造特征结构树、制造特征及加工元之间的层次关系，将这些数据定义成如下:

part＝{partId,partAtts} (3)

式中，partId、partAtts分别表示零件的唯一标识号、零件的其他属性信息；

式中，technologyId、partId、technologyAtts分别表示为工艺的唯一标识号、所关联的零件标识号、工艺的其他属性信息；

machineTree＝{machineTreeId,technologyId} (5)

式中，machineTreeId、technologyId分别表示制造特征结构树的唯一标识号、所关联的工艺标识号；

MFTree＝{MFId,machineTreeId,MFAtts} (6)

式中，MFId、machineTreeId、MFAtts分别表示制造特征的唯一标识号、所关联的制造特征树标识号、制造特征的其他属性信息；

ElementTree＝{ElementId,MFId,order,ElementAtts} (7)

式中，ElementId、MFId、order、ElementAtts分别表示加工元的唯一标识号、所关联的制造特征标识号、加工元在制造特征中的序号位置、加工元的其他属性信息；

2工艺树结构化表示

在工艺编制过程中，依据设计零件的结构特点和技术要求，将设计零件离散成制造特征集合，制造特征离散成加工元集合，按照一定的顺序对加工元进行排列组合，一个工艺方案可以看成是由一个顺序排列的工序构成，一个工序又看成是由一个顺序排列的工步构成，工步又可看成是一个顺序排列的加工元构成，其中加工元来自于制造特征树，由此可见，由工序、工步、刀具、加工元构成的工艺树同样具有层次性、结构化特点，参照图图2(b)；

为了更好地组织工艺、工序、工步、加工元与刀具数据之间的层次关系，将这些数据定义如下：

process＝{processId,technologyId,processAtts} (7)

式中，processId、technologyId、processAtts分别表示为工序的唯一标识号、所关联的工艺标识号、工序其他属性信息；

step＝{stepIs,processId,toolId,stepAtts} (8)

式中，stepId、processId、toolId、stepAtts分别表示为工步的唯一标识号、所属工序的标识号、所使用的刀具标识号、工步其他属性信息；

tool＝{toolId,toolAtts} (9)

式中，toolId、toolAtts分别表示刀具的唯一标识号、刀具其他属性信息；

step_Element＝{stepId,ElementId,order} (10)

式中，stepId、ElementId、order分别表示为工步的标识号、加工元的标识号、加工元在工步中的序号位置；

3三维工序模型构建生成

3.1三维工序模型理论表达

三维工序模型指产品从原始材料形态到最终成品过程中反映零件模型中间加工过程的模型状态，三维工序模型形象地表达了零件在生产制造过程中各个工序变化的情况，

前驱工序模型指当前三维工序模型的前一道三维工序模型，毛坯模型即是第一道三维工序模型的前驱工序模型，设M_a为初始毛坯模型，M_b为最终成品模型，M_i为该零件的第i道工序模型,MV为加工元体积；

其中，第0道工序为初始毛坯，即：

M₀＝M_a (11)

其中，第n道工序为最终成品模型，即：

M_n＝M_b (12)

那么，一个零件有n道工序，就分别对应n个三维工序模型，即：

M₀→M₁→…→M_i-1→M_i→…→M_n (13)

M_i-1作为M_i的前驱工序模型，M_i是在M_i-1的基础上与所述的第i道工序所需要切除的材料模型Δ_i做布尔运算差所得，可表示为：

M_i＝M_i-1-Δ_i (14)

零件由初始毛坯模型变成最终成品模型去除的总材料模型与特征体积模型总和相等，也与加工元体积模型总和相等，所述对应表达式如下

一个工序含有多个加工工步，而一个加工工步又需要去除多个加工元体积，从而将公式(15)转换成：

式中，S_i表示第i道工序所包含的工步数目，S_ij表示第i道工序中第j道工步所包含的加工元体积数目，由公式所知，当前工序模型是前驱工序模型与一系列的加工元体做布尔运算差所得，因而三维工序模型构建的关键是生成准确的加工元体；

3.2三维工序模型生成

参照图3，加工元体的生成采用两种方法实现：(1)基于模板的加工元体生成：通过计算加工元体的定形参数值、定位参数值，然后将参数导入到已定义的参数化实体模型，以实现加工元体的生成，该方法需要构建制造特征模板库，库中包含可参数驱动的实体模型，该实体模型既可以表示制造特征体也可表示加工元体，因而制造特征体与加工元体几何拓扑形状一致，优点是直观明了，该方法优点是可以生成由基本制造特征相交而成的复杂组合制造特征；(2)基于拉伸成形的加工元体生成：即从设计模型中提取制造特征的轮廓线，以余量值、刀具半径进行偏置生成加工元轮廓线，进而采用拉伸的几何造型生成加工元体模型的方法，该方法优点具有通用性，可以解决形状各异的型腔、槽类等制造特征，并且允许加工元体的几何形状与制造特征体的几何形状不一致，但缺点是制造特征的轮廓线必须为封闭环，无法处理轮廓线被破坏的相交特征；

4三维工序模型数据存储

在三维工序模型构建过程中，不仅仅存在结构化数据，同时也存在非结构化数据，只有管理这些数据并且建立结构化数据与非结构化数据之间的关联关系，才可实现数据的存储、展示、更改和删除，针对结构化数据，采用关系型数据库SQL(Structured QueryLanguage)进行管理，以二维表及表之间的关联实现数据的存储及数据之间的关系建立；针对非结构化数据，以层次文件夹方式实现数据的层次划分，并以唯一标识号命名文件夹的方式实现与二维表中数据的关联；

在三维工序模型构建过程中，结构化数据包含工艺结构树、零件制造特征结构树，参照图4(a)，展示了工艺结构树、零件制造树之间的关联关系以及内部间的层次关系，制造特征树包含制造特征树表、制造特征表、加工元表；工艺树包含零件表、工艺表、工序表、工步表、刀具表，工步节点下的加工元均来自于制造特征树中的加工元，故用工步加工元关联表实现加工元表与工步表达的关联建立；

在三维工序模型构建过程中，非结构化数据包含配准的设计、毛坯模型、三维工序模型、二维缩略图，为了实现与数据库表对应及一致性，采用层次的文件夹方式进行存储，并且文件夹的命名与对应数据库表中的ID一致，参照图4(b)所示，零件文件夹下存储对应的工艺文件夹，同时存储已经配置的设计和毛坯模型和以二维方式展示的缩略图；工艺文件下存储对应的工序文件夹，而工序文件夹下存储生成的三维工序模型和以二维方式展示的缩略图；

5三维工序模型修改流程

从三维工序模型的数据定义和数据管理可知，三维工序模型的数据是按照结构化的方式进行组织的，数据当中最基本单元为加工元，在工艺方案修改过程中，也就只有加工元的修改或者重新排列组合，才会引起三维工序模型的几何改变，工艺方案的修改，在操作上的具体体现则是工艺树和制造特征树的修改，如果工艺人员在已完成的工艺方案中，进行工序的增加/删除/修改、工步的增加/删除/修改、加工元的增加/删除/修改、刀具的增加/修改等操作，就可实现三维工艺模型的重新生成，将节省工艺人员的大量时间，提高工艺编制效率。