浅谈汽车发动机缸体零件图数据库的实现
2022-02-10杨军平
杨军平
（江苏中国科学院能源动力研究中心，江苏 连云港 222000）
1 基本原理
通过构建汽车发动机缸体零件图形模型和理解建模规则，以图形数据库为工具，运用Neo4J实现了语义建模与检索功能，并利用Cypher语言生成箱体类零件信息相关语义，使检索信息可以细化到几何特征各种参数数据及制造信息，以提高零件检索的查全率与查准率。
2 汽车发动机缸体零件图数据库实现
2.1 汽车发动机缸体零件特征要素分析
汽车发动机箱体的三维模型图如图1所示。
图1 汽车发动机箱体箱体零件三维图
汽车发动机箱体零件具有六个方位面，在不同方位面上具有不同的特征，方位一面上是直列四个气缸孔、结合面以及12个紧固螺纹孔；方位二面上是螺纹孔及通孔；方位三面上是销孔、凸台面、通孔、半凹槽及螺纹孔；方位四面上是半凹槽、销孔、通孔及螺纹孔；方位五面上是定位面及定位孔，加工特征较少。
2.2 汽车发动机缸体零件图实例化存储
对汽车发动机缸体零件本身信息及方位面信息创建节点，具体Cypher语言如下：
CREATE(flg:FourLineEngine {bpid:’020’,bpname:’发 动 机 箱 体’,bpdesc:’POWER103/6000KW/r/min’,bptype:’BYD483ZQA’,
执行完成后的结果如图2所示。从图2中可以看到汽车发动机缸体零件与方位之间的关系以图形化的形式形象生动直观地展现在我们面前，数据可视化是提高吸收和处理信息的速度和能力，给人的感觉更加直观清晰。
图2 汽车发动机缸体与方位面Neo4J执行运行界面
汽车发动机缸体方位一面特征有直列的四个气缸孔、螺纹孔及一个结合面，其方位一面的视图如图3所示。根据工艺要求及尺寸要求写出方位一面的部分Cypher语言如下所示：
图3 汽车发动机缸体方位一面视图
图4 汽车发动机缸体方位面一与特征Neo4J执行运行界面
汽车发动机缸体方位三面特征有螺栓孔、通孔、销孔及凸台面，其方位三面的视图如图5所示。根据工艺要求及尺寸要求写出方位三面的部分Cypher语言如下所示。
图5 汽车发动机缸体方位三面视图
执行完成后的结果如图6所示。
图6 汽车发动机缸体方位面三与特征Neo4J执行运行界面
汽车发动机缸体方位四面特征有螺栓孔、通孔、销孔及半凹槽等特征，其方位四面的视图如图7所示。根据工艺要求及尺寸要求写出方位四面的部分Cypher语言如下所示。
图7 汽车发动机缸体方位四面视图
执行完成后的结果如图8所示。
图8 汽车发动机缸体方位面四与特征Neo4J执行运行界面
其他方位面均类似按照特征信息编写Cypher语言，在Neo4J Desktop里输入，使汽车发动机缸体图数据化实例化，图数据库模型如图9所示。
图9 插入汽车发动机缸体Neo4J执行运行界面
从图9中可以看到发动机箱体零件对象之间的关系以图形化的形式形象生动直观地展现在我们面前，数据可视化是提高吸收和处理信息的速度和能力，给人的感觉更加直观清晰。
2.3 汽车发动机缸体零件信息检索实现
查询箱体类零件的方位信息并以表格的形式显示出来，查询语句如下，结果如表1所示。
表1 方位信息查询
（1）方位信息查询。match(a:Azimuth) return a.aid as方位编号,a.aname as方位名称。
查询某特征所在方位面及坐标信息并以表格的形式显示出来，以螺纹孔为例查询语句如下，结果如表2所示。
表2 某特征所在方位面及坐标查询
（2）查询某特征所在方位面及坐标。match(h:Hole)RETURN h.hname as孔名称,h.htype as孔类型,h.hshapetype as 面所在方位,h.Xcoordinate as X轴坐标,h.Ycoordinate as Y轴坐标。
查询某特征精度等级、精度类型以及粗糙度信息并以表格的形式显示出来，以孔为例查询语句如下，结果如表3所示。
表3 孔精度等级、精度类型以及粗糙度查询
（3）查询孔精度等级、精度类型以及粗糙度。match(h:Hole)RETURN h.hid as编号,h.hname as孔名称,h.htype as孔类型,h.Aclass as精度等级,h.Atype as 精度类型,h.ccd as 粗糙度。
查询某特征加工工艺信息并以表格的形式显示出来，以孔为例查询语句如下，结果如表4所示。
表4 孔加工工艺查询
（4）查询孔特征的加工工艺。match(h:Hole)RETURN h.hid as编号,h.hname as孔名称,h.htype as孔类型,h.method as加工方法。
3 结语
在箱体零件计算机辅助工艺系统的开发研究中发现，图数据库提供了强大而新颖的数据建模方法，对于箱体类零件复杂的结构、多面、多孔、多特征的这种情况，我们可以利用图形表述信息快捷而清楚的优点来创建模型。因此，在零件信息语义建模的开发研究中，寻找高效快捷完整描述箱体零件信息的方法，开发出一个能高性能将箱体信息输入并且存储量大的图数据库和实现箱体零件相关信息查询检索系统是现阶段研究的一个重要方面。
