[发明专利]一种基于工艺流程的制造成本估算方法

说明书

本发明公开了一种基于工艺流程的制造成本估算方法，首先融合可制造性驱动的制造特征识别；然后构建工艺模板库，进行工艺模板匹配，包括制造特征类型匹配；壁厚、深度、转角半径、最大/最小宽度匹配；孔径匹配；尺寸公差、形位公差、粗糙度匹配；根据匹配好的典型工艺模板，从系统知识库中读取工艺信息，进行典型结构的工序决策；最终基于工艺流程构建制造成本分析模型。本发明方法从零件的制造特征和加工工艺流程出发，充分考虑了零件加工过程中的各个阶段，使得最终的制造成本估算结果更加准确。

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种的制造成本估算方法。

背景技术

文献“基于制造流程和制造特征的零件工时估算，计算机工程与应用，2016，Vol52，P341-353”公开了一种基于零件制造流程和制造特征的零件工时估算方法。该方法研究加工工艺对制造特征工时的影响机理，提出制造特征组合的概念；并在此基础上实现生产准备、上下料、换刀、粗加工、精加工五个工时数据库的开发；而后，提出制造流程图的概念并通过对历史零件制造流程图的修改及工时数据库中数据的调取实现对相似零件的工时估算。文献所述方法通过对制造特征实例库的检索和推理实现基型件制造流程的修改重用，可以估算出变型零件的工时，但对于制造特征差异较大的零件的匹配精度较低，从而导致零件的工时估算结果不够准确；此外，文献中只考虑了车削、铣削、磨削、钻孔四种典型机加工工艺，对于非机械加工工艺如稳定处理、表面处理、检验工序、辅助工序等并未作考虑，从而降低了零件制造成本估算的准确性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于工艺流程的制造成本估算方法，首先融合可制造性驱动的制造特征识别；然后构建工艺模板库，进行工艺模板匹配，包括制造特征类型匹配；壁厚、深度、转角半径、最大/最小宽度匹配；孔径匹配；尺寸公差、形位公差、粗糙度匹配；根据匹配好的典型工艺模板，从系统知识库中读取工艺信息，进行典型结构的工序决策；最终基于工艺流程构建制造成本分析模型。本发明方法从零件的制造特征和加工工艺流程出发，充分考虑了零件加工过程中的各个阶段，使得最终的制造成本估算结果更加准确。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：

步骤1：融合可制造性驱动的制造特征识别；

定义制造特征为零件在同一装夹下满足制造属性的一组连续表面；

步骤1-1：利用表面加工刀具轴向工艺知识，计算三维CAD模型中各加工面的刀轴方向可行空间；

步骤1-2：基于加工面属性邻接图，将三维CAD模型预分割为多个加工区域，若是基本特征则直接输出；若是相交特征继续步骤1-3；

所述基本特征定义为：在一个加工区域图G＝(V,E)中，若边集E中的所有边均为非凸边，则该加工区域图对应于零件中的加工区域表示一个基本特征；所述相交特征的定义为：对于加工区域图G＝(V,E)，若边集E中存在凸边或者凸切边，则该加工区域图对应于零件中的加工区域为相交特征；

步骤1-3：根据不同相交特征的类型分别计算出可行的刀具轴向集，并且在此基础上提取该加工区域的基面集合；

基面的定义如下：给定一个制造特征F，其刀轴方向为n_k，如果制造特征中存在平面f_i与n_k垂直，则称平面f_i为制造特征F的基面；

步骤1-4：对于每个加工区域，以基面为种子面，采用融合制造语义的加工面聚类算法获得各个加工区域子图；

加工区域子图的定义如下：对于图G＝(V,E)，其中V表示零件的面，E表示边，如果满足：

1)对于V中任意的两个顶点v_i与v_j，存在一条连接顶点v_i与v_j的路径，并且该路径中的每条边都是非凸边；