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GBT 41158.5-2022 机械产品三维工艺设计 第5部分：详细设计.pdfGB/T 41158.52022
国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会
GB/T41158.52022
公路扩建工程实施性施工组织设计范围 规范性引用文件 术语和定义 机加工工艺设计 钣金工艺设计 焊接工艺设计 装配工艺设计 附录A（资料性） 机加工工艺设计关键流程示例 附录B（资料性） 钣金工艺设计关键流程示例 附录C（资料性） 焊接工艺设计关键流程示例· 附录D（资料性） 装配工艺设计关键流程示例：
规范性引用文 术语和定义 机加工工艺设 钣金工艺设计 焊接工艺设计 装配工艺设计 附录A（资料性） 附录B（资料性） 附录C（资料性） 附录D（资料性）
加 钣金工艺设计关键流程示例 焊接工艺设计关键流程示例· 装配工艺设计关键流程示例
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本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件是GB/T41158《机械产品三维工艺设计》的第5部分。GB/T41158已经发布了以下部分： 第1部分：术语和定义； 第2部分：通用要求； 一第3部分：模型构建：； 一第4部分：工艺符号与标注； 一第5部分：详细设计； 一第6部分：数据要求； 一第7部分：发放要求。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任， 本文件由全国技术产品文件标准化技术委员会（SAC/TC146）提出并归口。 本文件起草单位：山东山大华天软件有限公司、中机生产力促进中心、中车株洲电力机车有限公司、 上海湃睿信息科技有限公司、河南柴油机重工有限责任公司、徐工集团工程机械股份有限公司、内蒙古 第一机械集团股份有限公司、中国北方车辆研究所、中国电子科技集团公司第三十八研究所、武汉开目 信息技术股份有限公司、陕西法士特齿轮有限责任公司。 本文件主要起草人：邱慧慧、王云锋、雒海鹏、郑小花、林劲松、轰志斌、武瑞、高培军、徐萍、张祥祥， 陈万领、曾芬芳、穆骅、严鉴铂、寇植达
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件是GB/T41158《机械产品三维工艺设计》的第5部分。GB/T41158已经发布了以下部分： 第1部分：术语和定义； 第2部分：通用要求； 一第3部分：模型构建：； 一第4部分：工艺符号与标注； 一第5部分：详细设计； 一第6部分：数据要求； 第7部分：发放要求。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任， 本文件由全国技术产品文件标准化技术委员会（SAC/TC146）提出并归口。 本文件起草单位：山东山大华天软件有限公司、中机生产力促进中心、中车株洲电力机车有限公司、 上海湃睿信息科技有限公司、河南柴油机重工有限责任公司、徐工集团工程机械股份有限公司、内蒙古 第一机械集团股份有限公司、中国北方车辆研究所、中国电子科技集团公司第三十八研究所、武汉开目 信息技术股份有限公司、陕西法士特齿轮有限责任公司。 本文件主要起草人：邱慧慧、王云锋、雒海鹏、郑小花、林劲松、轰志斌、武瑞、高培军、徐萍、张祥祥， 陈万领、曾芬芳、穆骅、严鉴铂、寇植达
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机械产品三维工艺设计 第5部分：详细设计
本文件规定了机械产品三维工艺设计过程中机加工 和要求。 本文件适用于基于模型定义的机械产品三维工艺设计的应用、开发、服务与研究
的号用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。 GB/T4863一2008机械制造工艺基本术语 GB/T24734.1一2009技术产品文件数字化产品定义数据通则第1部分：术语和定义 GB/T26101一2010机械产品虚拟装配通用技术要求 GB/T41158.1一2022机械产品三维工艺设计第1部分：术语和定义 GB/T41158.2一2022机械产品三维工艺设计第2部分：通用要求 GB/T41158.32022 机械产品三维工艺设计第3部分：模型构建 GB/T 41158.4—2022 机械产品三维工艺设计 第4部分：工艺符号与标注 GB/T 41158.72022 机械产品三维工艺设计 第7部分：发放要求
GB/T4863—2008、GB/T24734.1—2009,GB/T26101—2010和GB/T41158.1—2022界定自 和定义适用于本文件。
三维环境下机加工工艺详细设计输人对象以零件设计模型为主，设计模型中应具备模型的儿何特 征、属性、标注，管理信息和产品设计约定的技术要求。 机加工工艺详细设计其他输人对象，包括但不限于机加工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
4.1.2应用软件要求
机加工工艺设计软件应满足以下要求：
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a）能获取三维设计模型，并以三维可视化交互方式支持机加工工艺详细设计； 能保证设计模型数据准确获取，模型几何特征不失真，模型属性、标注不丢失； 支持机加工工艺详细设计全过程相关数据的定义、编辑和管理； 能基于设计模型和工艺特征构建工艺模型，机加工工艺模型与规程设计实现数据同步，并支持 三维可视化环境下交互编辑； e 能构建机加工工艺三维仿真环境，并以工艺模型为基础模拟加工仿真过程； 能依据仿真优化结果对机加工工艺进行优化、修改； 8 能以三维工艺模型、动画、NC代码、工艺规程文件等形式发布机加工工艺详细设计结果
三维环境下机加工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 ，关键流程示例参见附录A
4.3.1工艺规程设计
机加工工艺规划设计主要包括以下步骤。 依据三维设计模型，分析机加工工艺特征，主要工作包括但不限于： 1）依据设计模型几何特征，如面、槽、孔、型腔等特征，分析零件机加工工艺特征； 2） 依据设计模型设计基准、尺寸、标注，分析机加工顺序，确定尺寸标注完整性和可测量性； 3） 依据设计模型属性和标注信息，分析加工工艺合理性和经济性，确定精度和粗糙度，确定 加工材料； 4） 依据三维设计模型分析结果，开展三维环境下机加工工艺详细设计。 b） 根据工艺技术要求和生产组织条件，确定零件机加工工艺详细设计整体要求，主要工作包括但 不限于： 1 确定主要承制单位的关键技术和外协项目要求； 确定机加工工艺质量要求标准和检验方案； 3） 提出工装设备购置或设计意见，确定工艺装备系数； 4） 确定三维环境下机加工工艺详细设计和仿真验证要求。 根据机加工工艺方案和工艺路线，开展机加工工艺详细设计，主要工作包括但不限于： 以结构树和流程图等形式组织机加工工艺规程结构数据，工艺规程结构数据需包含工艺 规程、工序、工步父子关系和紧前紧后逻辑关系； 2） 依据机加工工艺路线，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、所需工装、设备、资源、辅助材料和工时定额； 3）工艺规程、工序、工步对象的内容构建可通过分析设计模型工艺特征，定义特征加工方法、 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 机加工工艺详细设计； 4） 依据设计模型的工艺特征、工艺规程中定义的工艺方法和工艺参数，同步构建机加工工艺 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，机 加工工艺模型构建应符合GB/T41158.3一2022的要求； 5 机加工工艺详细设计应支持机加工毛坏模型的引人或构建，毛坏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
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6）机加工工艺模型，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。 机加工工艺详细设计数据以工艺规程结构组织，通过机加工工艺模型集成表达机加工工艺规 程状态，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
4.3.2工艺仿真验证
依据机加工工艺详细设计形成的工艺规程数据和工艺模型、毛坏模型，调用机床模型、刀具模型、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，机加工工艺仿真验证包括但不限于以下要求： a）正确性分析，对仿真中出现的干涉、碰撞、过切、欠切等情况进行分析，并修改数控程序，反复迭 代后输出正确的数控程序和仿真可视化文件； 高效性分析，对无效切削进行分析，并优化切削参数和路径，以减少无效切削，提高加工效率； C 匹配性分析，对切削模型与设计模型进行比对分析，若不满足设计要求，则应修改数控程序，并 继续进行机加工工艺仿真，直至切削模型满足设计要求
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，并发起工艺审签，工艺审签应 B/T41158.2—2022的要求
机加工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 B/T41158.7—2022的要求，
三维环境下钣金工艺详细设计输入对象以零件设计模型为主，设计模型中应具备模型的几何特征 属性，标注，管理信息和产品设计约定的技术要求。 钣金工艺详细设计其他输人对象，包括但不限于钣金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
5.1.2应用软件要求
钣金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的方式，支持钣金工艺详细设计； b）能保证数据模型数据准确获取，模型几何特征不失真，模型属性和标注不丢失； c）支持钣金工艺详细设计全过程相关数据的定义、编辑和管理： d）能基于设计模型和工艺特征构建钣金工艺多态模型，钣金工艺模型与工艺规程实现数据同步， 并支持三维可视化环境下交互编辑； e）能构建钣金工艺三维仿真环境，并以工艺模型为基础模拟钣金加工仿真过程
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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，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《焊缝符号表示方法》GBT 324-2008.pdf，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T／CEC 168-2018标准下载，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
GB/T 41158.52022
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。