装配尺寸链

华北航天工业学院教案教研室：机制工艺授课教

师：陈明

第八章第八章装配工艺基础

第一节第一节概述

装配就是把加工好的零件按一定的顺序和技术要求连接到一起，成为一部完整的机器（或产品），它必须可靠地实现机器（或产品）设计的功能。机器的装配工作，一般包括：装配、调整、检验、试车等。它不仅是制造机器所必需的最后阶段，也是对机器的设计思想、零件的加工质量和机器装配质量的总检验。

一、机器装配的基本概念

任何机器都是由零件、套件、组件、部件等组成的。为保证有效地进行装配工作，通常将机器划分为若干能进行独立装配的部分，称为装配单元。

零件是组成机器的最小单元，它是由整块金属或其他材料制成的。零件一般都预先装成套件、组件、部件后才安装到机器上。

套件是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成。它是最小的装配单元。

组件是在一个基准零件上，装上若干套件及零件而构成的。如机床主轴箱中的主轴，在基准轴件上装上齿轮、套、垫片、键及轴承的组合件称为组件。

部件是在一个基准零件上，装上若干组件、套件和零件构成的。部件在机器中能完成一定的、完整的功用。例如车床的主轴箱装配就是部件装配。

在一个基准零件上，装上若干部件、组件、套件和零件就成为整个机器，把零件和部件装配成最终产品的过程，称之为总装。例如卧式车床就是以床身为基准零件，装上主轴箱、进给箱、溜板箱等部件及其它组件、套件、零件所组成。

二、装配精度

1．装配精度的概念

产品的装配精度一般包括：

（1）尺寸精度包括相关零部件的距离精度和配合精度。

（2）位置精度包括相关零部件间的同轴度、平行度、垂直度等。

（3）相对运动精度

（4）接触精度接触精度常以接触面积大小及接触点的分布来衡量。

2．装配精度与零件精度的关系

各种机器或部件都是许多零件有条件地装配在一起的。各个相关零件的误差累积起来，就反映到装配精度上。因此，机器的装配精度受零件特别是关键零件的加工精度影响很大。

为了合理地确定零件的加工精度，必须对零件精度和装配精度的关系进行综合分析。而进行综

合分析的有效手段就是建立和分析产品的装配尺寸链。

第二节第二节装配尺寸链

一、一、装配尺寸链的基本概念

在机器的装配关系中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链。装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装配精度或技术要求。装配精度(封闭环)是零部件装配后才最后形成的尺寸或位置关系。在装配关系中，对装配精度有直接影响的零、部件的尺寸和位置关系，都是装配尺寸链的组成环。如同工艺尺寸链一样，装配尺寸链的组成环也分为增环和减环。

二、装配尺寸链的查找方法

1．装配尺寸链的查找方法

首先根据装配精度要求确定封闭环。再取封闭环两端的任一个零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配基准面为查找的线索，分别找出影响装配精度要求的相关零件(组成环)，直至找到同一基准零件，甚至是同一基准表面为止。

装配尺寸链也可从封闭环的一端开始，依次查找相关零部件直至封闭环的另一端，也可以从共同的基准面或零件开始，分别查到封闭环的两端。

2．查找装配尺寸链应注意的问题

在查找装配尺寸链时，应注意以下问题：

（1）装配尺寸链应进行必要的简化机械产品的结构通常都比较复杂，对装配精度有影的因素很多，查找尺寸链时，在保证装配精度的前提下，可以不考虑那些影响较小的因素，使装配尺寸链适当简化。

（2）装配尺寸链组成的“一件一环”原则在装配精度既定的条件下，组成环数越少，则各组成环所分配到的公差值就越大，零件加工越容易、越经济。

在查找装配尺寸链时，每个相关的零、部件只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链，即将连接两个装配基准面间的位置尺寸直接标注在零件图上。这样组成环的数目就等于有关零、部件的数目，即“一件一环”，这就是装配尺寸链的最短路线(环数最少)原则。

（3）装配尺寸链的“方向性”在同一装配结构中，在不同位置方向都有装配精度的要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。

三、装配尺寸链的计算方法

装配方法与装配尺寸链的解算方法密切相关。同一项装配精度，采用不同装配方法时，其装配尺寸链的解算方法也不相同。装配尺寸链的计算可分为正计算和反计算。

《机械制造技术》教学大纲

总学时：78

其中：实验学时：8

课外学时：

学分数：3

适用于机械设计制造及自动化专业四年制本科

参加讨论人员：熊运昌吴希让王艳红刘宏伟

王林鸿郑冬梁秀山

执笔人：熊运昌

审定人：吴希让

编写日期：2003年7月28日至2003年8月22日

为适应应用型本科教改需要，根据国家教委制定的《机械制造技术课程教学基本要求》，结合我院教改实际，特制定本教学大纲。

一、课程的性质、目的和任务

本课程是机制专业四年制本科的专业技术主干课。其内容涉及到切削原理、金属切削刀具、金属切削机床、金属制造工艺及夹具等基本知识。

通过本课程的学习，应掌握机械制造技术的基本理论和基本方法；初步学会根据不同的要求正确地选择加工方法和常用设备；初步具有分析、解决机械制造过程中质量问题的能力及制订工艺规程和设计中等复杂程度的专用工艺装备的能力；具备设计简单专用机床的能力。

二、教学内容和基本要求

1、教学内容：

机械制造方法概述

机械加工工艺系统的组成及作用；

机械加工表面成形方法及机床运动；

生产过程；机床的分类、型号及机床精度的概念；

机床的传动原理及运动计算。

△金属切削基本原理与刀具

金属切削加工的基本概念；金属切削刀具的基本概念；

金属切削过程的基本规律；金属基本切削规律的应用；

常用金属切削刀具。

金属切削加工方法与设备

△车削加工；铣削加工；△磨削加工；

△齿形加工；其它加工方法。

机械加工精度

△加工原理误差；△工艺系统的几何误差；机床精度的测量；

△工艺系统的受力变形；工艺系统的热变形引起的加工误差；

提高和保证加工精度的途径。

机械加工表面质量

△机械表面加工表面质量；影响表面粗糙度的因素及控制；

影响表面层物理力学性能的因素及控制；

★机械加工中的振动

△机械加工工艺规程的制订

基本概念；零件结构工艺性分析；毛坯的选择；

工件的定位与定位基准的选择；工艺路线的拟定；

加工余量的确定；时间定额与提高劳动生产率的措施

工艺过程的技术经济分析；工艺尺寸链。

装配工艺基础

基本概念；△装配尺寸链的分析；保证产品装配精度的方法。

△典型零件加工工艺分析及技巧

轴类零件的加工；箱体类零件的加工；圆柱齿轮的加工。

计算机辅助工艺设计（CAPP）

基本概念；开目CAPP的使用。

△机床夹具设计

机床夹具概述；

△典型的定位方式、定位元件及定位装置；

△定位误差的分析与计算；△工件在夹具中的夹紧；

夹具的其它装置；各种机床专用夹具实例；专用夹具的设计。

2、基本要求：

通过本课程学习，学生应达到下列基本要求：

（1）熟悉常用机床的工艺范围及特点。掌握普通机床的传动原理，（2）学会传动链的分析和计算；

（3）熟悉金属切（4）削过程的基本规律，（5）能够根据加工特点正确选择或设计刀具，（6）合理选择切（7）削用量；

（8）掌握机械制造工艺和装配工艺的基础知识，（9）初步具备（10）编制机械加工工艺规

程和装配工艺规程的能力；

（11）熟悉典型表面的加工方法，（12）并能在解决工程实际问题中加以运用；

（13）熟悉工艺系统的构成及对产品加工质量的影响，（14）初步具备（15）解决工程实际中现场技术问题的能力；

（16）具有设计中等复（17）杂程度专用工艺装备（18）和简易机床的能力；

（19）具有正确运用手册、图册、标（20）准、规范和查阅技术资料进行设计的能力。

三、教学的重点和难点

机械制造方法概述

重点内容：机床的传动原理及运动计算。

难点内容：机床运动的计算

熟悉工艺系统的组成、作用，熟悉机械加工的表面成形方法，掌握机床运动的计算方法。

金属切削基本原理与刀具

重点内容：刀具的几何参数及材料选择，金属切削过程的基本规律及应用。

难点内容：刀具的几何参数及材料选择

掌握金属切削加工的基本概念，熟悉各种常用刀具，掌握金属切削的基本规律及其在生产实践中的应用。

金属切削加工方法与设备

重点内容：车削加工、磨削加工、齿形加工。

难点内容：机床传动链的计算

熟悉各种常用机床，掌握各种常用机床的使用与选择方法，能够进行机床传动链的计算，初步掌握机床的调整方法。

机械加工精度

重点内容：工艺系统的几何误差及提高加工精度的途径。

难点内容：

掌握加工误差的基本概念，熟悉工艺系统各种误差的特点，掌握误差的综合分析方法，并能根据生产实际采取有效措施，提高和保证加工精度。

机械加工表面质量

重点内容：影响表面粗糙度、物力力学性能的因素及改进措施。

难点内容：

掌握机械加工表面质量的基本概念，熟悉影响表面质量的因素及改进措施，掌握生产实际中分析、解决一般机械加工表面质量方面的问题。

机械加工工艺规程的制订

重点内容：本章各节均很重要。

难点内容：尺寸链计算。

熟悉机械加工工艺规程的内容和制定步骤，掌握机械加工工艺的制定方法与技巧，掌握尺寸链的计算方法。

装配工艺基础

重点内容：保证产品装配精度的方法及装配尺寸链的计算。

难点内容：装配尺寸链的计算。

熟悉机械产品装配的基本知识和保证产品装配精度的方法，能够进行装配尺寸链的计算。

典型零件加工工艺分析及技巧

重点内容：各种典型零件加工工艺的制定方法及技巧。

难点内容：轴类零件加工、箱体类零件加工。

掌握各种典型零件加工工艺的制定方法，熟悉各种典型零件加工工艺的特点，能够对一般零件进行加工工艺分析并制定加工工艺。

计算机辅助工艺设计（CAPP）

重点内容：开目CAPP的使用。

难点内容：工序简图的绘制。

了解计算机辅助工艺设计的原理，熟悉开目CAPP软件的使用方法，能够初步利用开目CAPP软件进行机械加工工艺规程的编制。

机床夹具设计

重点内容：工件在夹具中的定位、夹紧，定位误差的分析与计算。

难点内容：定位误差的分析与计算。

掌握机床夹具的基本概念，熟悉机床夹具的定位方式、常用定位装置和元件，能够进行定位误差和夹紧力的计算，初步掌握专用机床夹具的设计方法与技巧。

四、实践环节的安排和要求

1．习题及习题课

1）除绪论外，根据各章内容的基本概念、深度和广度，均应配置适当数量的习题（习题量以每章3-5题为宜。）

2）重点章节应安排一定的习题课，习题课的内容建议从以下各项中选取：

①机床的传动原理及运动计算

②金属切削过程的基本规律；

③加工余量的确定；

④工艺尺寸链；

⑤装配尺寸链的分析；

⑥工艺路线的拟定；

⑦定位误差的分析与计算；

3）重点章节安排1-2个设计大作业（条件许可时应安排上机设计练习）。

2．实验课

通过实验课使学生获得实验技能的基本训练，根据条件可完成以下几个实验：

1）车刀的刃磨与角度测量；2

2）车削参数对加工质量的影响；2

3）磨削参数对磨削质量的影响；2

4）铣削加工方法对加工质量的影响；2

5）滚齿加工原理和方法；2

6）机床主轴回转精度的测量；1

7）计算机辅助工艺设计；4

8）轴类零件加工工艺实践；2

9）机床夹具拆装；2

3．课程设计

机械加工工艺与夹具设计是《机械制造技术》课程的最后一个实践教学环节，其目的是综合应用机械制造技术课程及其它相关先修课程的理论和实践知识，进行机械加工工艺与夹具设计能力的训练，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展，培养学生的设计能力和分析及解决实际问题的能力。

课程设计的内容为：大批量生产轴类零件、箱体零件或圆柱齿轮的机械加工工艺及关键工装设计。

设计时间为：2～3周。

五、学时分配

序号课程内容讲课（学时）实践环节（学时）小计（学时）备注

01 机械制造概述4 4

02 金属切削基本原理与刀具8 2 8 金工车间

03 金属切削加工方法与设备10 12

04 机械加工精度4 2 6 金工车间

05 机械加工表面质量2 2

06 机械加工工艺规程的制订12 12

07 装配工艺基础4 4

08 典型零件加工工艺分析与技巧9 9

09 计算机辅助工艺设计（CAPP）4 2 6 CAD中心

10 机床夹具设计13 2 15 金工车间

总? 计70 8 78

六、与其它课程的联系

该课程是机械制造及自动化专业的专业主干课程。《机械制图》、《金属材料与成型工艺》、《机械设计基础》、《测试技术》、《金工实训》等课程是本课程学习的基础，同时，本课程又是《数控机床与编程技术》课程的技术基础。

七、推荐教材与教学参考书

《机械制造技术》朱正心湘潭机电专科学校

《机械制造技术》黄鹤汀扬州大学工学院

《机械制造工艺》郑修本江南大学

《机床夹具设计》肖继德江南大学

《机械制造工艺装备设计手册》袁长良中国计量出版社

《机械制造工艺设计手册》王绍坡哈尔滨工业大学

《机械制造工艺简明手册》李益民哈尔滨工业大学

第 4 单元数控车削加工工艺习题库

一、判断题：

1 . 数控车床具有运动传动链短，运动副的耐磨性好，摩擦损

失小，润滑条件

好，总体结构刚性好，抗振性好等结构特点。（）

2 . 退火的目的是改善钢的组织，提高其强度，改善切削加工

性能。（）

3 . 平行度、对称度同属于位置公差。（）

4 . 在金属切削过程中，高速度加工塑性材料时易产生积屑瘤，

它将对切削过

程带来一定的影响。（）

5 . 只有当工件的六个自由度全部被限制，才能保证加工精度。

（）

6 . 数控车床适宜加工轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回

转体零件、箱体

类零件、精度要求高的回转体类零件、特殊的螺旋类零件等。

（）

7 . 恒线速控制的原理是当工件的直径越大，进给速度越慢。

（）

二 . 选择题

1 . 车床数控系统中，用那一组指令进行恒线速控制（）

（ A ）G0 S ＿；（ B ）G96 S ＿；（ C ）G01 F ；

（D ）G98 S ＿

2 . 程序校验与首件试切的作用是（）。

（ A ）检查机床是否正常；（ B ）提高加工质量；

（C ）检验程序是否正确及零件的加工精度是否满足图纸要

求；

（D ）检验参数是否正确。

3 . 尺寸链按功能分为设计尺寸链和（）。

（A）封闭尺寸链；（B）装配尺寸链；（C）零件尺寸链；

（D）工艺尺寸链

4 . 精基准是用（）作为定位基准面。

（ A ）未加工表面；（ B ）复杂表面；

（C ）切削量小的；（ D ）加工后的表面。

5 . 加工精度高、（）、自动化程度高，劳动强度低、生产效率

高等是数控机床

加工的特点。

（ A ）加工轮廓简单、生产批量又特别大的零件；

（B ）对加工对象的适应性强；

（C ）装夹困难或必须依靠人工找正、定位才能保证其加工

精度的单件零件；

（D ）适于加工余量特别大、材质及余量都不均匀的坯件。

7 ．退火、正火一般安排在（）之后。

（A）毛坯制造；（B）粗加工；（C）半精加工；（D）

精加工。

8 ．数控编程时，应首先设定（）。

（A）机床原点；（B）固定参考点；（C）机床坐标系；（D）工件坐标系。

9 ． 980 数控系统中 , 剪刀架顺 / 逆时针圆弧切削指令

是 .( )

A.GOC/GO1

B.GO2/GO3

C.GO1/GOO

D.GO3/GO2

10 ．980 圆弧指令中的I 表示( )

A. 圆心的坐标在X 轴上的分量

B. 圆心的坐标在Z 轴的分量

11 ．MDI 运转可以( )

A 通过操作面板输入一段指令并执行该程序段

B. 完整的执行当前程序号的程序段 .

C. 按手动键操作机床 .

12 ．在高温下能够保持刀具材料切削性能的能力称为( )

A. 硬度

B. 耐热性

C. 耐磨性 .

D. 强度和韧性

13 ．硬质合金的耐热温度为( ) 度

A.300~400

B.500~600

C.800~1000

D.1100~1300

14 ．高速钢刀具比硬质合金刀具韧性好, 允许选用较大的前角, 一般高速钢刀

具比硬质合金刀具前角大 .( )

A.0~5 度

B.6~10 度

C.11~15 度

15 ．在保持一定刀具寿命条件先, 硬质合金刀具的主偏角在( ) 处最佳, 主

偏角太大或太小都会使刀具寿命降低 .

A.30 度

B.45 度

C.60 度

D.90 度

16 ．加工脆性材料时, 应选用( ) 类硬质合金 .

A. 钨钴钛

B. 钨钴

C. 钨钛

17 ．车到的主偏角为( ) 时, 它的刀头强度和散热性能最佳 .

A.45

B.75.

C.90

18 ．切断时, 防止产生振动的措施是( ).

A. 增大前角.

B. 减小前角.

C. 减小进给量

D. 提高切削速

度

19 ．928 数控系统中, 顺/ 逆时针圆弧切削指令是( )

A.GOO/GO1

B.GO2/GO3

C.GO1/GOO

D.GO3/GO2

20 ．GSK980 数控系统可以控制( ) 个坐标轴 .

A.1

B.2

C.3

D.4

21 ．制造较高精度, 切削刃形状复杂并用于切削钢材的刀具

其材料选用( )

A. 碳素工具钢

B. 高速工具刚

C. 硬质合金

D. 立方耽化硼

22 ．刀具容易产生积屑瘤的切削速度大致是在( ) 范围内 .

A. 低速 .

B. 中速 .

C. 高速

三 . 简答题

1 . 车偏心工件时，应注意哪些问题？

2．粗车与精车的工艺特点是什么？

3．轴类与孔类零件车削有什么工艺特点？

4．基准及分类？粗基准与精基准的选择原则？

5．数控车常用工艺文件有那些？数控车削加工的工序原则有那些？非数控车削加工工序如何安排？

6．数控车床的布局由哪几种方式？各有什么特点？

7．数控车床适合加工那些特点回转体零件？为什么？

8．数控车床的常用装夹方式？

9．数控车床有那些常用对刀方法？各种方法有何特点？

10．数控车削加工工序尺寸如何确定？

11．数控车削工序顺序的安排原则有那些？工步顺序安排原则有那些？

12．数控常用粗加工进给路线有那些方式？精加工路线应如何确定？

13．数控车削加工进给速度如何确定？

14 ．难加工材料有那些？特点是什么？

15 ．数控车拉工艺特点？

16 ．有一套筒如图所示，以端面A 定位加工缺口时，计算尺寸A 3 及其公差。

cims环境下基于特征的产品模型注意：本文已经在《机械科学与技术》(1998,17(1):129～131)杂志发表

使用者请注明文章内容出处

（ei village已经收录本文）

李龙梅张暴暴冯辛安刘晓冰

(大连理工大学cims中心大连 116024)

摘要：cad/cam是cims的核心，基于特征的产品建模是实现cad/cam集成的关键，本文通过分析典型cims中工程设计分系统功能模型，给出cims环境下cad/cam产品特征模型。

关键词：特征产品信息模型cad/cam

中图号：tp39

1. cims集成产品模型与cad/cam基于特征的产品模型计算机集成制造系统cims作为新一代工厂自动化模式之一覆盖了产品的整个生命周期。机械产品的生命周期包括从产品的市场需求分析、立项论证、生产决策、产品设计、工艺设计、加工制造、装配、测试到销售和售后服务的全过程。cims集成产品模型是产品生命周期中全部数据的集合，它是整个cims研究和处理的对象，所有类型的产品信息都集中储存在这个集成的产品信息模型中，信息的表达已将产品生命周期中的不同阶段都考虑进去，是整个企业在生产周期的任何阶段能共享的信息模型，它能在整体上和局部级上支持各种应用活动，使得面向制造、面向装配、面向质量等成为可能。集成产品模型是以用户需求、市场分析为出发点，以产品设计制造模型（cad/cam的模型）为基础，在产品整个生命周期内不断扩充、不断更新版本的动态模型。它应能克服以往仅从某一特定阶段的数据需求和数据处理的特点来建立数据模型，改善对产品产品生命周期中所有数据需求的全局分析

的不足，而使得在产品生命周期中各阶段实现信息交换与共享。

工程设计分系统cad/cam是cims的核心。cad/cam就是按照产品设计-制造的实际进程，在计算机里实现应用程序所需要的信息处理和交换，形成连续的、协调的和科学的系统。实现cad/ca m一体化的关键在于信息的集成。基于特征的产品模型，是实现cad/cam有效集成最佳方法，是cims集成产品模型的一个子集，是集成产品模型的基础模型，也是cad/cam系统中数据共享的核心。

传统的基于实体造型的cad系统仅仅是几何形状的描述，缺乏对产品零件信息的完整描述，与制造所需信息彼此是分离的，从而导致cad/cam系统集成的困难。将特征概念引入cad/cam，出现了产品特征模型。基于特征的建模是cad建模的一个新的里程碑，它是cad/cam技术的发展和应用到达一定水平，要求进一步提高生产组织的集成化及自动化程度的历史进程中逐步发展起来的。基于特征的建模着眼于更好地表达产品的完整技术和管理信息，为建立产品集成信息模型服务，它使产品设计在更高层次上进行，设计人员的操作对象不再是原始的线条和体素，而是产品的功能要素，直接体现了设计意图，使建立的产品模型容易为非设计人员理解并便于组织生产，设计图样更容易修改，有助于加强产品设计、分析、工艺准备、加工检验各部门之间的联系，更好地将产品设计意图贯彻到下游环节，并及时得到意见反馈。因此特征建模是解决产品模型建立的可靠途径，于是出现了许多关于特征建模的研究。

对特征技术的研究工作，主要可以概括为七个方面：特征的定义与分类、特征识别、特征建模、特征表达、特征检验、特征映射和特征数据库。特征的定义和分类的研究是特征技术研究的基础，但到目前为止，对特征定义和分类的研究还没有形成一个统一的标准，这是因为特征的定义和分类受到特征研究应用背景的制约。cad/cam的特征建模究竟应当包含哪些特征，各说不一。作者认为，作为cims的核心－－cad/cam系统的开发应用，完全可以按照cims信息集成的概念进行,由于cad/cam最终要集成到cims中，基于特征产品模型最终要为cims中所有子系统共享，所以在研究特征造型时不仅需要考虑cad/cam本身的信息需求，而且需考虑其在cims中的地位、作用及其与cims中其它分系统之关系。本文就是通过研究典型cims中工程设计分系统功能模型各二级子系统的信息需求、本分系统与其它分系统信息联系，得出基于特征的建模应包含的特征定义与分类。

2. cims中工程设计分系统的功能模型一般可以将cims分为四个功能分系统和两个支撑分系统。四个功能分系统分别是工程设计分系统、管理信息分系统、制造自动化分系统和计算机质量保证分系统。两个支撑分系统分别是数据库和网络支撑分系统。

图(1)所示为典型的工程设计分系统的功能模型图。工程设计分系统由产品数据管理（pdm）、产品设计、工艺设计和制造准备四个二级子系统组成。从这个图中我们可以清楚地看出系统内部

数据信息的需求和流动。首先通过pdm将产品开发计划、生产经营计划管理等信息传到产品设计模块，将产品设计模块输出产品的技术报价、bom表、图纸、技术文档等信息所形成的产品设计模型返回到pdm；工艺设计分系统从pdm中获取有关信息，完成工艺设计并将设计结果，如：工艺规程、专用工装图等技术文档返回pdm；制造准备模块从pdm中获得信息，编制数控加工、夹具需求计划等制造数据信息和各类技术文档返回pdm。产品设计、工艺设计和制造准备之间的信息通过pdm传送，改善数据的统一性和安全性。最后形成的基于特征的产品模型就存在于pdm 中了。

工程设计分系统的输入信息是市场信息和管理信息分系统传递的生产管理信息，输出ｏ１将又成为质量保证分系统、制造自动化分系统、管理信息分系统的输入。在cims环境下，工程设计分系统应与生产管理、质量管理、制造自动化集成起来，因此特征建模时，应考虑这些分系统的信息需求。例如，质量保证分系统的功能是规划和执行企业的质量保证活动，它需要工程设计分系统提供有关产品几何数据、零件、原材料的基本数据、图纸、零件明细、产品结构、标准规范、加工、装配与检测规程和程序等，并从质量保证角度向cad模块提出产品质量方面的要求和修改设计的意见，提出有关质量方面的要求和达到质量要求建议采取的措施，通过生产控制和维修实现质量控制。由于安排生产作业计划、物料需求计划、能力平衡计划、合同管理、仓库管理等需在管理信息分系统中完成，所以管理信息分系统与工程设计分系统之信息交换包括：供应商、用户基本数据，用户订单和车间下达任务的有关数据、图纸、零件明细、产品结构有关工具、消耗品数据、工艺规程等。

3. 特征的定义与分类 3.1特征的定义在一个产品整个生命周期中产生的信息很多，其中包括：设计信息、制造信息、管理信息、质量信息、使用和维护信息等。这些信息又被cims中其它系统以不同的方式使用。产品设计初始特征模型是由设计人员建立的，然而在产品整个生命周期内，这个特征模型的不断完善需要设计师、工艺师、质量检测人员等的共同协作。

本文对特征的定义是在cims环境下，特征是产品生命周期内信息完整描述的载体，特征是一种信息表示方法，包括几何信息和非几何信息。

尽管特征的定义由于应用的不同而有差异，但特征的性质和作用是基本一致的。首先特征是低层的几何元素与零部件间联系的桥梁，特征将构成特征的几何元素有机地结合起来，形成能够表达特定功能或含义的形状结构，以体现面向应用的形状信息；此外，特征的组成元素可以作为尺寸公差、表面粗糙度等加工信息的相关载体，使得工艺信息能完整地借助特征而得到表达。基于特征的产品模型不仅能支持各种应用所需的产品定义信息，而且能提供符合人们思维的高层次工程描述术语，并反映设计和制造意图，从而克服现行cad/cam系统中产品信息定义不完备性和低层数据抽象性的不足。为cad/cam信息的真正集成、及其向cims的集成提供保障。

特征除了具有一定的几何信息以外，还包括在设计、工艺规划和制造过程中需要技术、功能等信息，即特征给各种数据赋予了一定的语义。特征建模所需处理的数据纷繁复杂，系统中的数据类型繁多，数据之间的关系也十分复杂，既包括反映产品形状几何拓朴信息的几何模型，又有反映设计结构功能的设计模型，还需处理具有加工特点和装配特性的制造模型，既要存储静态的产品标准、规范等信息，又要涉及动态产品设计、制造过程信息。

3.2特征的分类在对cims工程设计分系统各子系统信息交换分析的基础上，从特征建模的角度出发可以将零件特征分以下6类:

1)形状特征：零件上有一定拓扑关系的一组几何元素所构成的一个特定形状。它具有特定的功能及其特定的加工方法集。形状特征可以分为主形状特征和辅形状特征。其中主形状特征用于构造零件的主体形状(如圆柱体、圆锥体等)，辅形状特征用于对主特征的局部修饰(如倒角、键槽、退刀槽、中心孔等)。辅形状特征附加于主特征之上，或附加于另一辅特征之上，根据辅特征的特点还可以将之进一步划分为简单辅特征、组合辅特征和复制辅特征。简单辅特征是指如倒角、退刀槽等单一特征；组合辅特征是由一些简单辅特征组合而成的特征如阶梯孔等；复制辅特征是同一辅特征按一定规律在空间不同位置上复制而成的特征，如周向均布孔、矩阵列孔等。也可以按获得形状的加工方法不同将形状特征分类。

2)精度特征：用于表达零件各要素尺寸公差、形状公差、位置公差和表面粗糙度等精度要求信息。需特别指出的是，一般形位公差除公差项目名、公差值、基准外，还应包含公差检测原则(如包容原则、最大实体原则等)。精度特征是形成零件质量指标的主要依据。

3)管理特征：用于描述零件的管理信息，如标题栏中的设计者、批量、一台份的件数、零件与其它产品的借用与通用关系、日期、编码以及生产管理中mrp－ii所需信息，和设计过程管理，包括版本管理，使用者权限设定与管理，审定等，并为pdm提供所需的信息。

4)技术特征：用于描述零件的性能、功能等相关信息。说明外观要求、搬运要求等图纸上无法在图上标注的要求，零件运行过程中工况条件（常规、极限），载荷与约束条件，为cae提供模拟信息，为性能实验，分析计算、优化，有限元前处理提供条件。

5)材料特征：用于描述零件材料的类型、理化指标及热处理等特殊要求、表面处理的信息集合。

6)装配特征：用于表达零件在装配过程中所需用的信息，如与其它零件之配合、配作等关系，装配尺寸链信息、父项子项的信息。为装配工艺提供必要的信息。如组成产品的零部件之间在装配中的关系可分为：

层次关系：机械产品是由具有层次关系的零部件组成的系统

装配关系：包括描述实体模型几何元素之间直接的相互关系的几何关系，比如平面贴合、点面接触相切；描述零部件之间高于几何测层次的机械关系，如螺纹联接、键联接等；描述零部件之

间运动关系（相对运动或传递运动），如相对转动，齿轮传动等。

参数约束关系：设计中的参数分为两大类，一类是从上一层传递下来的参数，本层设计部门必须满足，而且无权直接修改，称之为继承参数，一类是设计中产生的新参数，它们有的是从继承参数中导出的，有的是根据当前设计需要制定的统称为生成参数。当继承参数改变时，相关的生成参数要随之调整。

以上特征中，形状特征和精度特征是与零件建模直接相关的特征，而其余特征是capp系统选择毛坯、下料、制定工艺的依据，是质量保证系统制定质量检测规划的依据。特征之间的关系有反映主形状特征之间的空间相互位置关系的邻接关系；辅助特征从属于一个主特征或另一个辅特征时构成的附属关系；描述特征类之间关联属性而相互引用的引用关系；不同层次特征之间的继承关系等。

以上特征是根据产品的对象定义的，支持产品生命周期多个阶段的通用特征，不同阶段之间的信息传递主要是通过基本特征这个信息载体，又可以称为基本特征。基本特征对不同应用领域具有不同视口、不同投影与继承，是特征模型支持下游操作和模型本身不断完善的途径。各个分系统结合各自不同信息，就形成了各自的应用特征，如工艺特征、制造特征、检测特征。所以应用特征，是面向具体应用领域或具体应用系统的专用特征，它满足具体系统的操作要求，同时它的信息是可以从基本特征中导出的。