基于模型的定义(Model Based Definition,MBD)技术是将各种定义信息集成在三维实体模型中来完整表达产品信息的一种数字化技术,该技术为数字化无纸化制造提供了可能。本文将MBD技术与三维工艺设计结合,对基于MBD的三维工艺设计技术展开研究。主要研究内容如下:首先,提出了三维工艺信息分类方法和显示结构,对工艺信息进行了整合;提出了工艺MBD信息管理体系,并以此为依据提出了基于MBD的三维工艺设计总体方案及其设计流程。其次,研究了基于MBD的加工特征信息管理技术。对常见加工特征进行了分类,并研究了基于属性邻接图的特征识别技术;运用CATIA二次开发技术对属性邻接图法进行了拓展;总结了提取加工特征信息的MBD规范,并采用XML文件对工艺MBD模型的基本信息进行了有效管理。再次,在研究工艺信息管理技术的基础上,对工艺知识表示与语义推理方法进行了研究。引入了本体的概念,建立基于本体的工艺知识库;结合SWRL语言对工艺规则库进行了构建;结合Jess推理引擎和包含工艺MBD模型基本信息的XML文件进行了工艺知识推理,得到了与加工特征对应的基本工艺信息。然后,对推理得到的工艺信息做出调整和修改后,研究了基于MBD的三维工艺信息表达技术。介绍了CATIA环境内工艺MBD信息编辑界面及其功能;提出了以几何图形集表达工艺信息的方法;介绍了轻量化模型以及工序模型的概念和创建方法;在非CATIA环境下(即加工制造现场)提出了一套“基于MBD的三维工艺制造现场查询及显示系统”;介绍了系统界面功能,并研究了以树结构的形式显示工艺MBD信息、以轻量化模型表达工序模型的方法。最后,在上述原理和流程的基础上,结合一套实际产品零件,对本文提出的基于MBD的三维工艺设计整体流程和方法进行说明,验证了该流程和方法的有效性和可行性。