1 概述
MBD(Model Based Definition)，即基于模型的定義，是一種用三維實體模型來完整表達產品定義信息的方法，它規定了三維實體模型中產品尺寸、公差的標注規則和工藝信息的表達方法。
MBM(Model Based Manufacturer)，即基于模型的制造，是應用MBD數字模型開展工藝設計、加工和仿真的技術，主要包括：三維工藝規程的編制、基于三維模型的數控程序編制、數控加工模擬仿真及基于三維模型的三坐標離線編程檢測等方面內容。
航空發動機基于模型的制造目前存在的問題之一是數據量大，服務器及網絡系統響應遲緩。
2 研究目的
輕量化模型是根據工程應用需要，通過文件格式的轉換，減小全信息設計三維模型的信息量，輕量化后的模型在幾何精度上能夠保證相應工程應用的使用要求。
本課題將通過多種復雜殼體典型零件進行輕量化工程應用試驗。通過試驗來驗證輕量化模型在三維工藝規程編制、基于模型的數控編程、基于模型的加工仿真、基于模型的三坐標測量編程等工程應用的可行性。
3 研究內容
輕量化模型采用的格式有：JT、Iges、Stl及Step等格式，是通過UG軟件將精確模型進行輕量化轉換之后得到的文件格式，具有以下特點。
表1 輕量化模型文件格式的特點
本課題選擇的復雜殼體典型零件來源于發動機附件機匣、滑油泵殼體及齒輪箱殼體。此類零件的特點是空間結構復雜、建模特征繁多、數據量大，從而輕量化程度顯著。
表2 精確模型與輕量化模型對比
基于模型的制造主要環節包括：三維工藝規程編制、基于模型的數控編程、基于模型的加工仿真及基于模型的三坐標測量等。
模型輕量化的方法就足將來源于UG軟件平臺的精確模型轉化成適用于以上制造環節所需的三維模型，在轉化的過程中能夠實現模型數據量的減小，從而完成設計模型的輕量化。在輕量化過程中需要保證制造環節中所使用的三維模型精度要求。
3．1 輕量化模型在工藝規程編制中的應用驗證
試驗選取了滑油泵殼體典型零件，將NX精確模型文件轉換成JT輕量化模型文件，進行工藝規程編制驗證工作，能夠滿足工藝規程的編制要求。
表3 輕量化模型與精確模型三維工藝編制對照
3．2 輕量化模型在數控編程中的應用驗證
試驗首先將精確模型的Part(．prt)文件轉化成輕量化模型的ParaSolid(.x_t)文件，在UG NX7．5巾直接打開ParaSolid(．x_t)模型文件，進入CAM編程加工環境，完成數控程序的編制，數控程序編制如圖1所示。
圖l 滑油泵殼體輕量化模型CAM編程
通過CAM編程試驗驗證，輕量化模型能夠實現在UGNX7．5中的數控程序編制，生成的NC代碼能夠滿足控制系統的可讀性要求。
3．3 輕量化模型在數控加工模擬仿真中的應用驗證
經過長期試驗驗證，STL (．stl)文件格式輕量化模型更適合用于VERICUT軟件中的加共模擬仿真使用。要求輕量化模型采用二進制類型輸出，三角公差與相鄰公差不大于O．08 通過數控加工模擬仿真試驗驗證，輕量化模型（．stl)文件能夠用于VERICUT軟件的加工仿真使用，能夠滿足仿真軟件的可讀性及運算穩定性要求。
3．4 輕量化模型在三坐標離線編程中的應用驗證
本課題采用PI(PowerINSPECT)測量軟件進行輕量化模型應用性的試驗驗證。選取了多種典型件的精確模型進行輕量化處理，得到的輕量化模型用于PI軟件進行測量程序編制。通過試驗驗證，輕量化模型能夠完成PI中的模型處理、離線編程及編譯程序過程，并實現三坐標測量機的自動化測量。如圖2。
圖2 齒輪箱殼體輕量化模型三坐標測量
4 結束語
小課題針對輕量化模型在叢于模型制造的四個關鍵環節中的應用開展試驗研究，結論如下：
(1)輕量化模型能夠解決基于模型制造中精確模型數據量大的問題。
(2)輕量化模型能夠滿足基于模型制造關鍵環節的使用要求。
(3)根據應用要求，應適當控制輕量化模型的精度。
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本文標題：復雜殼體MBD數字模型輕量化工程應用研究
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