MBD技术在通类零件工艺信息模型中的应用

    MBD技术发展历程大致经历了“二维设计，二维出图”、“三维设计，二维出图”、“MBD全三维数字化设计”三个阶段。MBD技术的出现和发展，有效地帮助产品缩短了生命周期、提高了产品质量、降低了成本、减少了工作人员重复劳动等。目前，数字化巨头，Siemens、PTC、Dassualt等CAD/CAM/CAE集成平台中紧跟相关技术需求，提供逐步完善的数字化制造技术功能模块，使MBD模型作为产品全生命周期的唯一依据成为可能。

    新型航天整体结构零件的应用能使航天飞行器的制造质量显著提高，但是以通类零件为例的整体结构零件特点为结构复杂、加工几何多、加工精度高，数控加工技术要求高；零件种类多、改型多，数控程序编制任务量大，重复劳动多，编程效率低。然而，传统的工艺规划是将三维模型转化为二维工程图，生成工艺卡片来指导数控加工，影响了工艺信息表达的直观性，不符合设计和制造的协同性，严重影响了生产效率，逐渐成为了制造业大力发展全三维数字化设计制造的阻碍。本文基于MBD技术建立通类零件的工艺信息模型，使零件在设计生产制造过程中保持数据的一致性，实现全生命周期的“无纸化”，便于设计上游和生产下游零件特征参数的修改、识别、提取和联动。

    1 MBD工艺信息模型

    1.1 基于模型的定义

    MBD（Model Based Definition，基于模型的定义）是用集成的三维模型完整地表达产品定义信息，将设计、工艺、制造、检验、销售等信息共同定义到产品的三维模型中，使三维模型成为产品生命周期各阶段信息的唯一载体，保证数据信息的唯一性；产品全生命周期的每个阶段的产品信息数据可很好地实现继承和共享。

    工艺信息模型图如图1.1所示。

    图1.1 工艺信息模型

    工艺模型根据工艺信息种类的不同分为模型层( Product)、工艺层( Process)和资源层(Resource)。

    在模型层中，以设计MBD模型和工序MBD模型为核心。MBD模型的MBD数据“分视图，分层级”显示管理，其中工序MBD模型的标注信息主要定义本道工序的表面粗糙度、模型的尺寸、形位公差等信息，与对应的加工几何特征相关联。工艺信息包括工序和工步，在一个三维工序模型中通常包含一道工序和多道工步，同时还包含若干个加工特征。

    工艺层中根据零件设计信息制定工艺路线，MBD信息表达在工序和工步上，每个制造程序机加工艺信息都体现在每个加工操作仿真切削的体积特征中。