基于工艺特征的集成化切削数据库系统研究与开发

摘要

在新兴技术引领先进制造技术发展的背景下，制造资源的信息化管理需求不断增加，切削数据库在计算机集成制造系统中支撑数控加工技术成为必然趋势。在切削数据库研究发展过程中，为了向实际应用推广，存在数据源获取方式是否合理、有效，系统结构是否灵活、实用等问题尚未完全解决。因此，本文开展切削数据库的数据源与系统结构研究，进行基于工艺特征的集成化切削数据库系统的开发。底层数据构建结合理论分析、仿真研究与数学分析处理，基于工艺特征推荐切削用量，数据更加可靠。在数控编程时直接调用数据库系统进行参数设置，减少编程人员的输入信息量，提高数控编程效率，降低出错率。
　　首先，为表达切削数据库系统开发过程所涉及的加工信息，提出了一种层次化特征模型，该模型分为零件层、设计特征层、加工特征层与工艺特征层。利用特征模型进行数据库的概念设计并建立了航空发动机八种典型零件的特征谱系。
　　其次，基于所建立的工艺特征谱系构建切削数据库底层数据，通过对工艺特征进行参数化描述，并进行加工过程的有限元仿真，建立切削温度与特征参数及切削用量的关系，在最佳切削温度条件下，推导切削速度计算公式，将切削速度计算公式作为系统底层数据。
　　然后，确定切削数据系统与UG软件的集成方案为UG菜单内调用切削数据库MFC(Microsoft Foundation Classes)动态链接库。采用MFC与UG/Open联合开发技术创建了切削数据库集成开发环境，编制切削数据库与UG的接口集成程序、功能交互程序与数据传递程序实现了表示集成、功能集成、数据集成三方面的集成策略。
　　最后，按照软件系统开发流程进行了切削数据库系统的开发，对需求分析、概要设计、详细设计的过程及结果进行介绍。通过系统的应用实例证明基于工艺特征的集成化切削数据库系统在特征谱系查询、切削用量查询及优化、与UG的集成应用三方面的实现结果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景与意义

1．2 切削数据库的研究现状

1．2．1 国外切削数据库发展现状

1．2．2 国内切削数据库发展现状

1．3 存在问题与发展方向

1．4 研究内容与论文总体框架

1．5 本章小结

第2章 典型零件的特征谱系建立

2．1 特征模型概述

2．2 层次化特征模型

2．2．1 层次化特征模型的提出

2．2．2 特征模型定义规则的制定

2．2．3 基于特征的E-R模型

2．3 航空发动机典型零件的特征谱系

2．3．1 航空发动机典型零件设计特征谱系的建立

2．3．2 航空发动机典型零件加工特征谱系的建立

2．3．3 航空发动机典型零件工艺特征谱系的建立

2．4 本章小结

第3章 切削数据库系统的底层数据构建

3．1 基于工艺特征的切削用量推荐

3．1．1 系统底层数据的构建方法

3．1．2 基于工艺特征的切削用量推荐流程

3．2 工艺特征的参数化描述

3．3 基于工艺特征的加工过程仿真与经验公式拟合

3．3．1 切削加工过程有限元仿真基础

3．3．2 基于工艺特征的加工过程有限元仿真

3．3．3 有限元仿真参数设置与经验公式拟合

3．4 本章小结

第4章 切削数据库系统的集成化研究

4．1 软件系统集成技术概述

4．1．1 软件系统集成策略

4．1．2 软件系统集成技术

4．1．3 MFC与UG／Open联合开发技术

4．2 切削数据库系统与UG软件集成框架的建立

4．2．1 切削数据库系统与UG软件的集成思路

4．2．2 切削数据库系统与UG软件集成的开发方案

4．2．3 切削数据库系统与UG软件集成的开发环境

4．3 切削数据库系统与UG软件集成的程序实现

4．3．1 接口集成程序编制

4．3．2 功能交互程序编制

4．3．3 数据传递程序编制

4．4 本章小结

第5章 切削数据库系统的开发及应用

5．1 切削数据库系统的需求分析

5．1．1 功能需求

5．1．2 数据需求

5．1．3 其它需求

5．2 切削数据库系统的概要设计

5．2．1 软件系统结构设计

5．2．2 数据结构设计

5．3 切削数据库系统的详细设计

5．3．1 数据查询模块(G9)设计说明

5．3．2 数据优化模块(G3)设计说明

5．4 切削数据库系统的应用

5．4．1 特征谱系查询

5．4．2 切削用量查询及优化

5．4．3 与UG的集成应用

5．4．4 应用实例

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 创新点

6．3 展望

参考文献

攻读硕士期间的成果

致谢