MBD技術發展歷程大致經歷了“二維設計，二維出圖”、“三維設計，二維出圖”、“MBD全三維數字化設計”三個階段。MBD技術的出現和發展，有效地幫助產品縮短了生命周期、提高了產品質量、降低了成本、減少了工作人員重復勞動等。目前，數字化巨頭，Siemens、PTC、Dassualt等CAD/CAM/CAE集成平臺中緊跟相關技術需求，提供逐步完善的數字化制造技術功能模塊，使MBD模型作為產品全生命周期的唯一依據成為可能。

    新型航天整體結構零件的應用能使航天飛行器的制造質量顯著提高，但是以通類零件為例的整體結構零件特點為結構復雜、加工幾何多、加工精度高，數控加工技術要求高；零件種類多、改型多，數控程序編制任務量大，重復勞動多，編程效率低。然而，傳統的工藝規劃是將三維模型轉化為二維工程圖，生成工藝卡片來指導數控加工，影響了工藝信息表達的直觀性，不符合設計和制造的協同性，嚴重影響了生產效率，逐漸成為了制造業大力發展全三維數字化設計制造的阻礙。本文基于MBD技術建立通類零件的工藝信息模型，使零件在設計生產制造過程中保持數據的一致性，實現全生命周期的“無紙化”，便于設計上游和生產下游零件特征參數的修改、識別、提取和聯動。

    1 MBD工藝信息模型

    1.1 基于模型的定義

    MBD（Model Based Definition，基于模型的定義）是用集成的三維模型完整地表達產品定義信息，將設計、工藝、制造、檢驗、銷售等信息共同定義到產品的三維模型中，使三維模型成為產品生命周期各階段信息的唯一載體，保證數據信息的唯一性；產品全生命周期的每個階段的產品信息數據可很好地實現繼承和共享。

    工藝信息模型圖如圖1.1所示。

    圖1.1 工藝信息模型

    工藝模型根據工藝信息種類的不同分為模型層( Product)、工藝層( Process)和資源層(Resource)。

    在模型層中，以設計MBD模型和工序MBD模型為核心。MBD模型的MBD數據“分視圖，分層級”顯示管理，其中工序MBD模型的標注信息主要定義本道工序的表面粗糙度、模型的尺寸、形位公差等信息，與對應的加工幾何特征相關聯。工藝信息包括工序和工步，在一個三維工序模型中通常包含一道工序和多道工步，同時還包含若干個加工特征。

    工藝層中根據零件設計信息制定工藝路線，MBD信息表達在工序和工步上，每個制造程序機加工藝信息都體現在每個加工操作仿真切削的體積特征中。

    資源層中的MBD數據集主要包含了制造資源庫和工藝資源，而這兩種資源正是工藝層中所需要的，在資源層中還包含了機加工藝設備、刀具和量具等。

    1.3 設計模型、工序模型、毛坯模型關系

    圖1.2 設計模型、工序模型、毛坯模型關系

    2 MBD技術在工藝信息模型中的表達

    2.1 零件MBD數據集表達公式

    式中：Y表示制造模型；1表示加工該零件有1個工序模型，Ai表示第i個工序模型有j個設計信息； Bik表示第i個工序模型有k個制造信息。

    2.2 設計MBD模型

    以三通零件為例，設計模型的MBD數據集如圖2.1所示。MBD數據集可以根據不同需要分兩種方式顯示零件的標注信息：注釋層的分類表示方式和視圖層信息的分類表示方式。

    圖2.1 三通設計模型MBD數據集圖

    圖2.2 三通俯視圖的MBD數據集

    基于MBD的模型過濾器可以過濾其他不相關的信息，從而獲取自己需要的信息。注釋層可以顯示或者隱藏某一類信息，使對三維模型的觀察更加簡潔明了。

    注釋層表達 ：選擇一類注釋層，其余注釋層信息隱藏。視圖信息表達 ：選擇一種視圖顯示，其余視圖信息隱藏 。如圖2.2所示，俯視圖數據集的單獨表達。

    2.3 工序MBD模型

    三維工序模型是指經過每個加工操作后形成的帶有本道工序的完整機加工藝信息的集成化的三維數字化實體模型。三維工序模型在三維標注平臺上把IPM（In-Process Model）附加上機加工藝信息，從而就形成了三維工序模型。利用MBD技術，盡可能把工藝信息完整清晰地表達出來。

    如圖2.3所示，其為三通銑一端外六方的工序模型。

    3. 結束語

    通過對基于MBD通類零件的工藝信息模型的研究，建立了基于基于MBD的設計模型及工序模型，并對制造工藝信息進行了表達，對下游的基于MBD模型的數控加工有王賓 的指導意義，并且對下一階段所研究的零件參數化設計先生參數的識別和提取打下基礎。

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本文標題：MBD技術在通類零件工藝信息模型中的應用

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