（哈尔滨飞机工业集团有限公司，黑龙江 哈尔滨 150060）
摘要：MBD工艺模式在航空制造企业成功实施应用是一系统工程，首先要突破传统的二维观念认识，还要不断完善系统应用环境以及现场软件条件。目前，航空制造企业正处于技术快速提升阶段，应从数字化制造技术入手，通过建立完善单一数据源的MBD工艺模式实施与应用，达到促进航空制造企业数字化制造技术快速发展的目的。
关键词：MBD；数控加工工艺；应用
航天产品制造作为我国制造业的重要组成部分，其发展对国家制造业的水平起着重要的推动作用。MBD全信息模型表达的工序模型可以作为数控加工工艺准备唯一数据源，工艺设计、工装设计、数控编程、加工仿真等应用重用一个MBD 模型数据源；在PDM 系统平台不断完善制造资源库和加工知识库，不断完善基于MBD 技术数控加工工艺模式，拓展PDM 系统平台的多元应用软件集成，实现典型零件工序建模、数控编程、仿真一体化以及数控工艺审批、更改等管理应用实践，不断完善基于MBD 技术数控加工工艺模式，促进航空制造企业数字化制造技术快速发展。
一、MBD 模型工艺信息的表达
工艺信息MBD 模型上所表达的工艺属性信息以工艺路线的方式组织在各道工序和工步节点下。以每道工序下的工序MBD 模型为单元节点，主要表达方面的信息：本道工序MBD 模型的几何形状信息、尺寸标注信息和与本道工序相关的工艺属性信息。几何形状信息主要是指产品零件在制造过程中的每道工序MBD 模型自身的形状信息，包括本道工序需要加工的特征几何形状、特征所在位置和特征间的拓扑结构等。尺寸标注信息主要包括产品零件的总体尺寸及工序MBD 模型的加工特征尺寸、公差、表面粗糙度、定位基准和技术要求等信息。工艺属性信息主要指工序和工步下加工该特征所要用到的机床、刀具、工艺装备以及切削参数等。通过自动创建的工序MBD模型来表达从最初状态的毛坯模型到最终状态的设计模型在加工过程中零件形状的演化过程，并按照工艺路线逐步建立工序、工步信息结构。因此，工艺信息MBD 模型主要是以工序MBD 模型为载体，并将各道工序相关的工艺信息定义在各工序MBD 模型中，从而构成多工序MBD 模型，再与设计模型和毛坯模型共同组成工艺信息MBD 模型。工艺路线中每道工序对应着一个工序MBD 模型，该道工序下又对应着一个或多个工步信息，各道工步下又包含了多个加工特征，并将加工该特征所要用到的加工方法、机床、刀具、工艺装备和切削参数等信息绑定在该特征上，从而获得一个完整规范的工艺信息MBD 模型。
二、基于MBD 实施关键技术
1、MBD 模型工艺数据转化技术。依托设计MBD 模型，通过主模型技术、Wave 技术、特征建模、同步建模等建模技术手段构建工艺模型，工艺模型是所有工序模型的装配集合，工序模型通过PMI表达，实现工序模型的所有加工信息表达。
2、MBD 模型信息的提取技术。模型实体、尺寸、形状和位置公差等内容信息通过Wave 技术关联引用，模型加工信息通过获取当前MBD 模型中的数据，再根据需要导出相应的数据结构，将其替代工艺文件模板中的关键字，具体替代规则通过专门配置，实现MBD 模型信息按不同需求部门的自动转化与提取。
3、PMI 视图表达的轻量化模型输出技术。每道工序模型用PMI 视图表达整个工序要加工的信息，即每道工序模型中包含多个PMI 视图，采用多个视图方式进行模型信息表达，将每个PMI 视图都导出对应的JT 文件，PMI 剖切视图在轻量化模型中也可正确显示。
4、轻量化模型表达的三维工艺规程自动生成技术。在NX 系统内开发工具自动生成IE 浏览页形式的文件，IE 文件采用多个网页方式，每一页显示不同的视图，依据视图名称提取视图显示在需要的网页页面上，不许人工选择干预。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆每个视图都以轻量化模型的方式输出和显示，而不是用图片方式显示。同时显示该视图的PMI 信息，而不是模型所有的PMI 信息；同时支持PMI 剖切视图的显示；有操作工具可以旋转、放大、缩小等，且在旋转放大缩小之后能够返回到视图缺省状态。
三、基于MBD 数字化工艺实践
基于MBD 数字化工艺准备是在PDM 系统下，直接引用设计部门提供的MBD 三维模型，快速完成工艺建模，使用MBD 三维模型进行工艺准备。主要包括如下。
1、基于MBD 成熟度的协同。设计部门协同工艺部门首先完成MBD 数据预发放，实现工艺部门毛料设计、工装设计以及工艺性审查等，然后对数据进行正式发放，并行实现MBD 设计模型的定义。
2、基于MBD 的工艺设计。基于MBD 工艺设计是以设计部门提供的唯一数据源MBD 三维模型为依据，在PDM 系统构建工艺路线、创建工序模型，通过PMI 表达工序加工信息，输出轻量化模型，自动生成MBD 三维工艺规程，省去三维模型转化二维图纸过程，提高了工艺编制效率，实现无纸化加工。
3、基于MBD 的工装设计。基于MBD 工装设计是指通过快速建模方法，将设计部门提供的MBD 三维模型转化为工序模型，直接利用三维工序模型进行工艺装备设计，应用于虚拟加工技术，模拟仿真实物加工状态，分析零件变形和工装合理性，根据分析结果优化加工参数和工装结构，保证加工精度，满足工艺要求，实现工艺编制与工装设计并行，缩短工艺准备时间。
4、基于MBD 的数控编程及仿真。基于MBD 数控编程及仿真验证是在构建的切削参数及仿真资源库的基础上，直接使用三维工序模型，编制数控加工程序，进行加工过程数控仿真验证。
5、基于MBD 的数控检测及仿真。基于MBD 技术的数字化检测是指直接使用设计部门提供的MBD 三维设计模型，采用脱机编程技术，进行检测路径规划，通过后置处理程序生成机床在线测量程序或三坐标测量程序，减少占机时间，提高设备利用率，实现自动化检测及信息化管理。
6、基于MBD 的数字化标准体系。以型号研制需求为牵引，以PDM 系统平台为基础，从基于MBD成熟度的协同、工艺设计、工装设计、数控编程及仿真、数控检测及仿真，MBD 数据重用等内容，梳理业务流程，制定面向MBD 的数字化制造规范标准，满足标准化的要求并规范技术人员的行为。
四、基于MBD 工艺设计实施应用
1、设计MBD 模型定义。设计部门协同工艺部门，首先完成MBD数据预发放，实现工艺部门毛料设计、工装设计以及工艺性审查等，然后对数据进行正式发放，并行实现MBD 设计模型的定义。
2、设计MBD 模型转化工艺MBD 模型。基于设计MBD 模型，应用主模型技术、Wave 技术、特征建模、同步建模等建模技术手段实现工艺模型的转化与表达，工序模型通过PMI 建模表达，完成工艺信息（PMI尺寸、技术条件、相关制造信息等）定义，实现加工信息MBD 模型表达。
3、MBD 模型信息的按需提取与应用。按不同部门的业务需求协同构建MBD 模型，获取当前MBD 模型中的数据，再根据需要导出相应的数据结构，将其替代工艺文件模板中的关键字，具体替代规则通过专门配置，实现MBD 模型信息自动转化与提取。
参考文献
[1]田锡天.面向MBD 的数控加工工艺三维工序模型技术研究[J]. 航空制造技术，2012(16)：62-65
[2]刘燕. 三维CAM 中间工序模型的构建及优化[J]. 科技创业家, 2014(5):17
论文作者:常峰
论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年6月上
论文发表时间:2018/11/21
标签：模型论文; 工序论文; 工艺论文; 信息论文; 加工论文; 数控论文; 技术论文; 《新材料·新装饰》2018年6月上论文;