面向对象的插装阀集成块CAD产品特征信息模型研究

　　0 引言

　　由于插装阀元件的结构特殊性、集成块内部孔道连通的复杂性以及液压系统组成的非标准性和多样性,几乎所有的液压系统都需要特别设计的集成块,且设计工作极其复杂烦琐。为提高集成块设计的效率和质量,人们更多采用的是CAD技术和方法来实现集成块的优化设计,尤其是基于特征建模技术的发展和应用,能为集成块的后续分析、设计、评估及加工制造等各个环节提供共享、统一而完备的产品信息模型[1]。

　　基于特征的产品建模是将特征作为产品模型的基本构造信息单元来描述零件,能为CAD系统建立一个完整的描述零件设计和制造信息的产品模型[2]。利用特征描述零件,不仅可以提供几何、拓扑、功能、尺寸差及制造工艺要求等信息,此外它还可同参数设计、尺寸驱动等先进的设计思想相结合,提供全新的设计环境[3]。本文在全面分析了插装阀集成块CAD的全部特征及各类特征之间关系的基础上,综合应用特征技术和面向对象技术建立了插装阀集成块CAD产品信息模型,完整地描述了插装阀集成块设计的相关信息,并提出基于该模型的插装阀集成块CAD系统的总体结构。为实现插装阀集成块CAD奠定了基础。

　　1 插装阀集成块CAD的特征信息

　　1.1 特征定义与分类

　　由于受特征研究应用背景的制约,特征在不同的环境和领域中具有不同的含义,很难给出一个统一的定义,但有一点是大家所共识的,即特征是具有特定属性的一组实体,包含一组对象元素,这些元素包括特征的几何形状和特定的加工元素(特征工艺信息),特征是信息的一种载体,是信息的一种表示方法[4]。因此,从构造插装阀集成块CAD产品模型出发,结合前人对特征的定义,给出广义角度上的特征定义。特征是基于产品的描述,是产品生命周期中信息的载体,是一组与产品描述相关的信息集合,特征的确定必须根据具体环境而定。

　　基于特征技术的CAD系统在设计的开始阶段应针对系统的主要应用领域进行特征的分类和组织[5]。因此,根据插装阀集成块设计与制造的所有相关信息来对特征进行分类:

　　(1)集成块的几何形状与尺寸特征;

　　(2)精度特征,包括几何精度、尺寸精度和表面粗糙度;

　　(3)集成块中各部分零件的功能特征及装配关系特征;

　　(4)在集成块体制造中的材料、技术和管理特征。

　　特征的划分是对产品信息分类抽象的过程,不同的特征代表了不同意义零件的信息集合,基于特征的集成块CAD模型应该包含所有上述特征信息,它们不仅描述了产品在设计和加工过程中的特征信息,还包含产品在检验和装配过程中的特征信息。