船用柴油机作为船舶的主动力装置,其性能的好坏直接影响着船舶的动力性、经济性和可靠性。船用柴油机关键件作为典型的设计制造产品,结构复杂、加工工艺繁多的特点也为其生产制造带来极大的挑战。随着数字化制造技术的逐渐普及,越来越多的企业将注意力集中到CAD/CAM集成方面。但是,由于企业之间的信息规范不同,生产制造过程中也无法保证信息的共享,导致CAD/CAM技术始终无法在企业中贯彻实施。同时,大部分船舶制造企业目前数控编程的方式仍然以手工编程为主,不仅效率低,而且无法实现工艺设计与数控编程的信息集成,不能满足当前柴油机制造企业发展要求。本课题在充分调研与分析船用柴油机制造企业CAD/CAM集成情况的基础上,总结了船用柴油机关键件制造工艺特点,对MBD技术和特征识别技术开展深入研究,融合刀轨规划和后处理定制,很好地解决了企业内部信息源不统一问题,打通了CAD/CAM模块之间的信息流。为了提高柴油机整体工艺设计和加工制造水平,开发了基于制造特征的船用柴油机关键件快速数控编程系统。本课题主要研究内容及成果如下:(1)船用柴油机关键件制造特征的定义与分类。在总结柴油机关键件设计与制造特点的基础上,把零件的几何信息与非几何语义信息进行融合,实现对关键件制造特征的定义与分类。(2)船用柴油机关键件制造特征识别技术研究。依据制造特征的定义与分类,对制造特征进行属性邻接图的转化,基于子图同构算法对制造特征进行识别与匹配,为后续的加工过程提供重要支撑。(3)基于制造特征的船用柴油机关键件刀轨规划技术研究。在特征识别的基础上,利用制造特征与加工模板之间的关联关系,构建可重用的数控工艺模板集,同时对柴油机关键件特征刀轨进行成组分析,进而实现对制造特征刀轨的自动规划。为了满足企业对NC代码的实际需求,需要对后置处理器进行制。通过VERICUT软件对NC程序进行虚拟仿真,实现对程序和刀轨正确性与合理性的验证,最终完成对关键件的数控加工。(4)快速数控编程系统的开发。在上述理论和关键技术研究的基础上,结合企业实际加工要求,基于NX软件和二次开发工具,开发了基于制造特征的柴油机关键件快速数控编程系统,并通过船用柴油机关键件实例验证了系统的实用性和可靠性。