GB／T 41923.5-2022  机械产品三维工艺设计 第5部分：详细设计

GB/T41158.52022

能依据仿真优化结果对钣金工艺进行优化、修改：

三维环境下钣金工艺详细设计通常包括工艺规程设计、工艺仿真验证、工艺审签、工艺发放4个阶 段水质标准，关键流程示例参见附录B

不境下钣金工艺详细设计通常包括工艺规程设计、工艺仿真验证、工艺审签、工艺发放4个阶 程示例参见附录B。

5.3.1 工艺规程设计

钣金工艺规划设计主要包括以下步骤。 a）根据三维设计模型，分析钣金工艺特征和工艺方法，主要工作包括但不限于： 1）依据钣金件模型结构特征和展开模型，分析切割下料工艺可行性，焊接、装配、铆接等工艺 可行性； 2） 依据钣金件模型材料及模型厚度等属性信息，分析冲裁可靠性，强度刚度合理性等； 3）依据设计模型设计基准、尺寸、标注，分析加工顺序，确定尺寸标注完整性和可测量性； 4）依据三维设计模型分析结果，开展三维环境下钣金工艺详细设计。 b 分析钣金件材料和工艺特征，确定钣金件三维工艺详细设计整体要求，主要工作包括但不 限于： 1） 根据工艺特征和制造方法，确定钣金件加工成型方案，确定钣金工艺展开模型，确定毛坏 排样； 2） 确定钣金加工质量要求标准和检验方案； 3 提出工装模具设备购置或设计意见，确定工艺装备系数； 4）确定三维环境下钣金工艺详细设计和仿真验证要求。 C 根据钣金工艺方案，设计钣金工艺规程结构，主要工作包括但不限于： 1 以结构树和流程图等形式组织钣金工艺规程结构数据，工艺规程结构数据须包含工艺规 程、工序、工步父子关系和紧前紧后逻辑关系； 2） 依据钣金件加工成型方案，逐级逐次构建工艺规程的工序、工步节点，定义各节点工艺内 容，包括工艺方法、工艺参数、钣金工艺特征、所需工装、设备、资源、辅助材料和工时定额； 3）工艺规程、工序、工步对象的内容设计可通过分析设计模型工艺特征，定义钣金工艺特征、 加工参数、所用设备工装；也可根据特征相似性结合典型工艺库复用已有工艺，快速完成 钣金工工艺详细设计； 41 依据设计模型工艺特征和材料属性、工艺规程定义的工艺方法和工艺参数，同步构建钣金 工艺模型，工艺模型与工艺规程节点对应，支持与工艺规程详细设计数据交互和关联修 改，钣金工艺模型构建应符合GB/T41158.3一2022的要求； 5）钣金工艺模型，表达钣金成型过程，应包含展开模型、毛坏排样、折弯模型、工艺排样等多 态模型，与产品设计模型、工艺模型之间应能够实现逻辑依赖和关联更改； 6） 钣金工艺模型，应标注工艺符号，技术要求和质量检验要求，标注规范应符合 GB/T41158.4—2022的要求。 d）钣金工艺详细设计数据以工艺规程结构组织，通过钣金工艺模型集成表达钣金成型过程，应包 括工艺规程结构及内容、工艺模型、工装、设备、资源、定额数据、质量要求数据、NC代码、仿真 数据等

5.3.2工艺仿真验证

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依据钣金工艺详细设计形成的工艺规程数据和工艺模型、多态模型，调用机床模型、刀具模型、模具 模型、工装夹具模型等，设置加工原点，加载数控程序，对数控程序进行仿真验证，并将仿真验证结果进 行形成仿真分析报告，钣金工艺仿真验证包括但不限于以下要求： a）基于扩展的常用板材热处理模拟所需材料库，进行材料热处理仿真分析； b）基于钣金工艺全工艺链进行仿真验证，进行钣金件成形及应用一体化工艺模拟分析验证； 针对钣金冲压、锻造、焊接等专业进行材料非线性和接触便捷分线性仿真分析，优化成形工艺， 为工艺参数的制定和工装设计提供指导 d）进行网格划分，对冲压及旋压进行精确模拟，模拟验证应力变形

在钣金工艺仿真验证分析的基础上，对工艺总结优化和改进，并发起工艺审签，工艺审签应符合 GB/T41158.2—2022的要求

钣金工艺详细设计审签后，以结构化数据组织方式进行存储和管理，工艺发放应符合GB/T41158.7 2022的要求。

[6. 1.1输入要求

三维环境下焊接工艺详细设计输入对象以产品或部件设计模型为主，设计模型中应具备模型的几 何特征、装配约束、属性、标注、管理信息和设计约定的技术要求 焊接工艺详细设计其他输人对象，包括但不限于焊接工艺详细设计与更改依据、工艺标准、工艺方 案、工艺路线、工艺更改单等工艺规划和管理技术文件

6.1.2应用软件要求

焊接工艺设计软件应满足以下要求： a） 能获取设计三维模型，并以三维可视化交互方式支持焊接工艺详细设计； b 能保证设计模型数据准确获取，模型几何、焊接特征不失真，模型属性和标注不丢失； C） 支持焊接工艺设计全过程相关数据的定义、编辑和管理； 能通过零部件设计模型组合拆卸，通过模型表达焊接特征，构建焊接工艺模型，能够焊接 BOM、焊接工艺规程数据同步，并支持三维可视化环境下交互编辑； 能构建焊接工艺三维仿真环境，能够以工艺模型为基础，模拟分析焊接过程、顺序、路径和十激 情况； f） 能依据仿真优化结果对焊接工艺进行优化、修改； g）能以三维工艺模型、动画、工艺规程文件等形式发布焊接工艺详细设计结果

焊接工艺设计软件应满足以下要求： 能获取设计三维模型，并以三维可视化交互方式支持焊接工艺详细设计； b 能保证设计模型数据准确获取，模型几何、焊接特征不失真，模型属性和标注不丢失； 支持焊接工艺设计全过程相关数据的定义、编辑和管理； d 能通过零部件设计模型组合拆卸，通过模型表达焊接特征，构建焊接工艺模型，能够焊接 BOM、焊接工艺规程数据同步，并支持三维可视化环境下交互编辑； e） 能构建焊接工艺三维仿真环境，能够以工艺模型为基础，模拟分析焊接过程、顺序、路径和十涉 情况； 能依据仿真优化结果对焊接工艺进行优化、修改； g）能以三维工艺模型、动画、工艺规程文件等形式发布焊接工艺详细设计结果

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段，关键流程示例参见附录C。

6.3.1工艺规程设计

捍接工艺规划设计主要包括以下步骤。 根据三维产品或部件模型结构、焊缝位置、数量和尺寸信息，分析焊接工艺特征，主要工作包括 但不限于： 1）分析焊接应力与变形； 2）分析焊接工艺可行性、合理性、可达性和可探性； 3）分析焊接工艺机械化和自动化程度。 依据三维设计模型和焊接工艺分析，确定焊接工艺方案，主要工作包括但不限于： 根据三维设计模型，分析焊接工艺性，进行产品分块； 2） 根据三维设计模型，确定焊点/焊缝信息，确定焊接基准面； 3） 基于设计模型和焊接基准，划分焊接装配单元，确定装配顺序； 确定焊接工艺质量要求标准和检验方案； 5）提出焊接工装设备购置、应用或设计意见，确定工艺装备系数； 6）确定三维环境下焊接工艺仿真和验证要求。 根据焊接工艺方案，设计焊接工艺规程，主要工作包括但不限于： 1 以结构树和流程图等形式组织工艺规程结构数据，工艺规程结构数据须包含工艺规程、工 序、工步父子关系和紧前紧后逻辑关系； 2）工艺规程、工序、工步对象的构建依据设计模型装配约束和装配BOM结构；也可根据 BOM结构相似性结合典型工艺库复用已有工艺，快速完成装配工艺详细设计； 3）通过构建工序、工步节点，明确各步骤焊接连接件、焊点/焊缝、焊接顺序、焊接工艺方法和 规范要求，所需焊接工装设备及设备技术参数、焊接材料和工时定额等； 4 根据工艺规程设计的工艺规程结构和焊接连接件信息，关联构建工艺模型（包括工序和工 步模型），焊接工艺模型应与焊接连接件明细、焊点/焊缝信息，焊接工艺父子和紧前逻辑 关系，焊接工艺模型构建应符合GB/T41158.3一2022的要求； 5）焊接工艺模型体现焊接连接件模型、焊点焊缝模型和装配工艺结构逻辑关系的组合状态， 焊接工艺结构逻辑关系、焊接工艺连接件分配、焊点焊缝模型表达变化时，焊接工艺模型 同步发生关联更改； 6） 焊接工艺模型来源于设计模型，通过以轻量化模型的方式进行定义、表达和展示，体现焊 点/焊缝位置、距离、数量、焊合直径以及装配几何尺寸精度等要求； 7） 设计模型如不具备焊点焊缝信息，在焊接工艺模型构建时，应通过模型创建、特征定义或 标注的方式表达焊接工艺模型中的焊点/焊缝信息； 8） 根据焊接工艺模型，规划焊接顺序，应满足焊接单元方向合理，焊缝结构数量和尺寸分配 合理，焊接工艺应用具备良好的可焊到性和可探性，满足焊接机械化和自动化要求； 9） 焊接工艺模型应标注工艺符号、技术要求和质量检验要求，标注规范应符合GB/T41158.4 2022的要求。 1）焊接工艺详细设计数据以工艺规程结构组织，通过焊接三维工艺模型集成表达装配工艺规程 状态，应用包括工艺规程结构及内容、工艺模型、工装、设备、资源、定额数据、质量要求数据、焊 接动画、仿真数据等，

6.3.2工艺仿真验证

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具模型等，设置生产组织逻辑模型，对焊接顺序和路径，分析工具可达性，焊接变形模拟等进行仿真验 证，并将仿真验证结果进行形成仿真分析报告，焊接工艺仿真验证应包括装配工艺仿真验证要求，同时 还应包括以下要求。 a）对多种焊接方式进行可焊性验证，焊接路径规划和动态干涉检查；通过调整焊点次序、增加通 过点等，得到合理的无干涉的机器人焊接路径。 b）基于焊接工艺布局方案、机器人、焊钳和对应的焊接任务，进行焊接可达性模拟分析和干涉 检查。

6.3.3 工艺审签

在焊接工艺仿真验证分析基础上，对工艺总结优化和改进，并发起工艺审签，工艺审签应行 B/T41158.2—2022的要求

焊接工艺详细设计审签后，以结构化数据组织方式进行存储和管理，工艺发放应符合GB/T41158 22的要求。

三维环境下装配工艺详细设计输入对象以产品或部件设计模型为主，设计模型中应具备模型的几 何特征、装配约束、属性、标注、管理信息和产品设计约定的技术要求。 装配工艺详细设计其他输人对象，包括但不限于装配工艺详细设计与更改依据、工艺标准、工艺方 案、工艺更改单等工艺规划和管理技术文件

7.1.2应用软件要求

装配工艺设计软件应满足以下要求： a）能获取设计三维模型，并以三维可视化交互方式支持装配工艺详细设计； b 能保证设计模型数据准确获取，且模型几何特征不失真，模型属性和标注不丢失； c） 支持装配工艺设计全过程相关数据的定义、编辑和管理； 能通过零部件设计模型组合拆卸，构建装配工艺模型，装配工艺模型与装配BOM、装配工艺规 程数据同步，并支持三维可视化环境下交互编辑； 能构建装配工艺三维仿真环境，能够以工艺模型为基础，模拟分析装配过程、顺序、路径和十 涉等； f 能依据仿真优化结果对装配工艺进行优化、修改； g）能以三维工艺模型、动画、工艺规程文件等形式发布装配工艺详细设计结果

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三维环境下装配工艺详细设计通常包括工艺规程设计、工艺仿真验证、工艺审签、工艺发放4个 关键流程示例参见附录D。

7.3.1工艺规程设计

装配工艺规划设计主要包括以下步骤。 a）根据三维产品或部件模型，分析装配工艺特征，主要工作包括但不限于： 1）根据装配模型，分析装配约束，分析组件平行装配和检验的可行性； 2）基于模型进行静态装配十涉检查，检查装配位置是否存在十涉； 3）基于模型进行碰撞干涉检查，验证工装器具装配使用可达性。 b 依据三维模型、工艺技术要求和生产组织条件，构建装配BOM和整体技术要求，主要工作包 括但不限于： 1）确定产品或部件装配组织形式，规划装配工艺方法； 2） 根据产品或部件模型进行装配分层，划分装配单元，构建三维可视化装配BOM； 基于模型确定装配单元基准零件，规划装配单元顺序 确定装配工艺质量要求标准和检验方案； 提出工装设备购置或设计意见，确定工艺装备系数； 确定三维环境下装配工艺仿真和验证要求。 C 根据装配工艺方案，开展装配详细设计，主要工作包括但不限于： 1）以结构树和流程图等形式组织工艺规程结构数据，工艺规程结构数据须包含工艺规程、工 序、工步父子关系和紧前紧后逻辑关系； 2）工艺规程、工序、工步对象的构建依据设计模型装配约束和装配BOM结构；也可根据 BOM结构相似性结合典型工艺库复用已有工艺，快速完成装配工艺详细设计； 3） 依据装配BOM和装配顺序，逐级逐次构建工艺规程的工序、工步节点，定义各节点工艺 内容，包括装入件明细、装配顺序、工艺方法、工艺参数、所需工装、设备、资源、辅助材料和 工时定额； 4）根据工艺规程设计的工艺规程结构和装入件数据，同步构建工艺模型（包括工序和工步模 型），装配工艺模型应与装人件明细，装配工艺父子和紧前逻辑关系，装配工艺模型构建应 符合GB/T41158.3—2022的要求； 5） 装配工艺模型体现装入件模型和装配工艺结构逻辑关系的组合状态，装配工艺结构逻辑 关系和装配工艺的装入件分配变化时，装配工艺模型同步发生关联更改； 6） 根据装配工艺模型，规划装配顺序，应满足装配单元方向合理，装配单元顺序儿何检查可 行性，关重件装配工艺可行性，装配单元操作可行性，装配工艺工装可行性； 7） 根据装配工艺模型，确定装配路径，分析判断零部件装配起始点，根据相对位置关系和空 间坐标进行运动干涉检查，确定可行的装配路径； 8 装配工艺模型应标注工艺符号、技术要求和质量检验要求，标注规范应符合GB/T41158.4 2022的要求。 d）装配工艺详细设计数据以工艺规程结构组织，通过装配工艺模型集成表达装配工艺规程状态 应用包括工艺规程结构及内容、工艺模型、工装、设备、资源、定额数据、质量要求数据、装配动

装配工艺规划设计主要包括以下步骤。 a）根据三维产品或部件模型，分析装配工艺特征，主要工作包括但不限于： 1）根据装配模型，分析装配约束，分析组件平行装配和检验的可行性； 2）基于模型进行静态装配十涉检查，检查装配位置是否存在十涉； 3）基于模型进行碰撞干涉检查，验证工装器具装配使用可达性。 依据三维模型、工艺技术要求和生产组织条件，构建装配BOM和整体技术要求，主要工作包 括但不限于： 1）确定产品或部件装配组织形式，规划装配工艺方法； 2）根据产品或部件模型进行装配分层，划分装配单元，构建三维可视化装配BOM； 3）基于模型确定装配单元基准零件，规划装配单元顺序 确定装配工艺质量要求标准和检验方案； 5） 提出工装设备购置或设计意见，确定工艺装备系数； 确定三维环境下装配工艺仿真和验证要求。 根据装配工艺方案，开展装配详细设计，主要工作包括但不限于： 1）以结构树和流程图等形式组织工艺规程结构数据，工艺规程结构数据须包含工艺规程、工 序、工步父子关系和紧前紧后逻辑关系； 2）工艺规程、工序、工步对象的构建依据设计模型装配约束和装配BOM结构；也可根据 BOM结构相似性结合典型工艺库复用已有工艺，快速完成装配工艺详细设计； 3） 依据装配BOM和装配顺序，逐级逐次构建工艺规程的工序、工步节点，定义各节点工艺 内容，包括装入件明细、装配顺序、工艺方法、工艺参数、所需工装、设备、资源、辅助材料和 工时定额； 4）根据工艺规程设计的工艺规程结构和装入件数据，同步构建工艺模型（包括工序和工步模 型），装配工艺模型应与装人件明细，装配工艺父子和紧前逻辑关系，装配工艺模型构建应 符合GB/T41158.3—2022的要求； 5） 装配工艺模型体现装入件模型和装配工艺结构逻辑关系的组合状态，装配工艺结构逻辑 关系和装配工艺的装入件分配变化时，装配工艺模型同步发生关联更改； 6） 根据装配工艺模型，规划装配顺序，应满足装配单元方向合理，装配单元顺序几何检查可 行性，关重件装配工艺可行性，装配单元操作可行性，装配工艺工装可行性； 7） 根据装配工艺模型，确定装配路径，分析判断零部件装配起始点，根据相对位置关系和空 间坐标进行运动干涉检查，确定可行的装配路径； 8） 装配工艺模型应标注工艺符号、技术要求和质量检验要求，标注规范应符合GB/T41158.4 2022的要求， 1 装配工艺详细设计数据以工艺规程结构组织，通过装配工艺模型集成表达装配工艺规程状态 应用包括工艺规程结构及内容、工艺模型、工装、设备、资源、定额数据、质量要求数据、装配动

7.3.2工艺仿直验证

GB/T41158.52022

依据装配工艺详细设计形成的工艺规程数据和工艺模型、调用产线布局模型、工装夹具模型等，设 置生产组织逻辑模型，对装配工艺规程和生产组织模式进行仿真验证，并将仿真验证结果进行形成仿真 分析报告： a）装配顺序评价和优化分析，分析装配工艺规程的模块子装配体的稳定性和安全性，装配的模块 化程度，装配序列的并行度，重定向次数和装配时间等，给出装配顺序优化意见； b）装配路径评价和优化分析，从多个路径解中选择最优路径，选择平滑的路径、最短的路径和成 本最低的路径等作为最优路径； c）干涉与碰撞分析，基于装配路径规划、装配顺序规划和干涉检查之间的密切关系，使装配干涉 检查成为判断路径规划是否合理、零件能否按照预定路径顺利到达的考察和判断依据，只有确 认零件在装配路径上的任意位置处均不与其他任何零件以及工装夹具等发生干涉，才能确认 该路径可以确保零件装配安全可达； d）人机工效分析，根据装配仿真环境，模拟生产现场装配人员在装配时的各种实际操作，分析装 潢配可达性、可视性、作业空间开散性，作业姿态舒适性，作业标准化程度，并基于此进行测试 和分析，实现对已设计的装配方案进行人机工效评估； e）装配工艺平衡性分析，根据生产组织形式，定义装配工艺流程时间定额、层级和紧前逻辑关系 的业务模型，进行装配工艺平衡分析，优化装配工艺瓶领

在装配工艺仿真验证分析的基础上，对工艺总结优化和改进，并发起工艺审签，工艺审签应 B/T41158.2—2022的要求

装配工艺详细设计审签后，以结构化数据组织方式进行存储和管理，工艺发放应符合GB/T41158 22的要求。

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A.1获取产品三维设计模型，见图A.1。

附录A （资料性） 机加工工艺设计关键流程示例

根据产品三维设计模型，在三维工艺设计软件中构建或引人毛坏模型，见图A.2。

图A.1获取三维设计模型

A.2根据产品三维设计模型，在三维工艺设计软件中构建或引人毛坏模型，见图A.2。

.2构建或引入毛坏模型

图A.3创建结构化工艺规程

A.4确定机加工工序内容，分析工序特征，定义工序参数、工装、设备等工序信息，见图A.4

A.4确定机加工工序内容，分析工序特征，定义工序参数、工装、设备等工序信息，见图A.4

图A.4定义工序信息

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.5创建工步特征，通过目动识别圆程面、键槽、退力槽等特征，定义工步参数、工装、设备等工步信息 见图A.5

.5创建工步特征，通过目动识别圆程面、键槽、退力槽等特征，定义工步参数、工装、设 见图A.5。

图A.5定义工步信息

图A.6完成工艺规程设计

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A.7依据机加工工艺详细设 型，调用机床模型、力具模型、 工装夹具模型等，设置加工原点 ，见图A.7

图A.7工艺仿真验证

A.8在机加工工艺仿真验证分析的基础上，对工艺总结优化和改进，并进行工艺审签和发放 图A.8

几加工工艺仿真验证分析的基础上，对工艺总结优化和改进，并进行工艺审签和发放，输出结果

图A.8机加工工艺结果输出

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B.3基于钣金工艺特点，运算展开毛坏模型，见图B.3。

附录B （资料性） 钣金工艺设计关键流程示例

图B.1获取三维设计模型

图B.2构建或引入毛坏模型

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钣金工艺流程，设计钣金工艺规程，见图B.4

图B.3运算展开毛坏模型

B.5基于钣金工艺特点，确定工艺规程参数，见图B.5

B.4设计钣金工艺规程

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图B.5确定工艺规程参数

3.6在钣金工艺仿真验证分析的基础上，对工艺总结优化和改进，并进行工艺审签和发放，输 图B6

金工艺仿真验证分析的基础上，对工艺总结优化和改进，并进行工艺审签和发放，输出结果见

图B.6钣金工艺结果输出

C.1焊接工艺流程总体规划见图C.1

内容规划，包括组件分配和焊点分配等，见图C.

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附录C （资料性） 焊接工艺设计关键流程示例

图C.1焊接工艺流程总体规划

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附录D （资料性） 装配工艺设计关键流程示例

D.1获取产品三维设计模型，并解析产品结构.实现基于BOM的可视化交互，见图D.1

图D.1获取三维设计模型

图D.2确定装配单元的基准零件

土建标准规范范本GB/T 41158.52022

图D.3确定装配单元的装配顺序

D.4依据装配工艺内容和装配工艺模型，进行装配工艺仿真验证，见图D.5

图D.4确定工艺内容

图D.5进行装配工艺仿真验证

D.5在装配工艺仿真验证分析的基础上，对工艺总结优化和改进，并进行工艺审签和发放，辑 图D.6~图D.8。

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工业标准图D.7BOM汇总表

图D.8工序BOM汇总表