针对目前机加工零件三维工艺设计存在的工序模型可读性及建模通用性差,生成效率低的问题,提出一种基于半空间相交法的工艺模型创建方法。首先对工艺MBD模型进行定义并确立了求解表达式。接着根据逆向建模思维,从设计MBD模型开始,对各道工序中的加工特征,进行特征识别与设计信息提取。然后运用改进的半空间相交及参数化建模方法,创建各道工序的制造特征体和工序MBD模型,并将最终生成的工艺MBD模型作为工艺文件输出保存。最后,以后桥差速器壳零件为例,对所提方法的可行性进行了实例验证。

从零件的设计MBD模型中提取制造特征信息是三维工艺设计的基础,也是实现CAD/CAPP/CAM集成的关键。针对传统的基于属性邻接图的特征识别方法中存在的特征表达二义性和子图同构算法时间复杂度高等问题,提出了一种基于扩展属性邻接图和图同构的制造特征识别方法。首先,提取零件设计模型的几何/拓扑信息,并构建扩展属性邻接图;接着,对扩展属性邻接图进行属性分解,最大限度的分离出扩展特征子图;然后,利用图同构实现对各类相交特征的准确、高效识别。最后,以某机加工零件为例,对所提方法的可行性进行了实例验证。

为探究某乘用车后桥搅油功率损失,基于VOF(Volume of Fluid)两相流模型及RNG k-ε湍流模型,建立了包括被动锥齿轮及差速器壳等旋转部件的后桥三维数值模型。研究齿轮转速、温度及螺栓结构对后桥内部的瞬态流场分布、动压力分布及搅油功率损失的影响规律。据此提出将螺栓连接齿轮改为沉头螺栓齿轮的结构优化方案,并通过台架效率试验验证数值模拟及结构优化的正确性。研究结果表明搅油功率损失随转速的增加而急剧增大、随温度的增加而减小,其中转速的影响较大;螺栓导致流场紊乱,导致额外的搅油功率;结构优化后能有效降低搅油功率损失,使得后桥传动效率约提高(1~1.1)%。

为探究齿面微凹坑参数,如形状、深度和宽度等对准双曲面齿轮润滑性能的影响规律,建立简化的齿对接触二维平面润滑模型,利用Fluent软件仿真分析了微凹坑参数变化时油膜承载力、壁面摩擦力的变化规律。结果表明:未考虑空化效应时,宽度值为160μm、深度值为4.5μm的方形凹坑和梯形凹坑具有相近的齿面润滑性能改善效果;考虑空化效应对两者润滑性能的影响发现,方形凹坑获得了更大的油膜承载力和更小的壁面摩擦力。方形凹坑具有更明显的空化效应,能有效改善齿面润滑性能。