第六章工艺过程设计

1、1加工余量的确定本章要点定位基准的选择工艺路线拟订工艺尺寸链工艺过程经济分析计算机辅助工艺过程设计234v 机械加工工艺过程 采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部劳动过程。v 机械加工工艺规程 规定零件机械加工工艺过程的工艺文件。v 工艺规程的作用 连接产品设计和制造过程的桥梁，是企业组织生产活动和进行生产管理的重要依据。5 1）以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提。2）工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。3）充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。5）

2、积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要求。 6 7 1阅读装配图和零件图 了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用，明确零件的主要技术要求。2工艺审查 审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构工艺性。 3熟悉或确定毛坯 确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批量等。常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等，其特点及应用见表5-4。8表6-1 各类毛坯的特点及适用范围 毛坯种类制造精度（IT）加工余量原 材 料工件尺寸工件形状机械性能

3、适用生产类型型 材型材焊接件砂型铸造自由锻造普通模锻钢模铸造精密锻造压力铸造熔模铸造冲压件粉末冶金件 工程塑料件 13级以下13级以下1115101281181171081079 911大一般大大一般较小较小小很小小很小 较小各种材料钢 材铸铁,铸钢,青铜钢材为主钢,锻铝,铜等铸铝为主钢材,锻铝等铸铁,铸钢,青铜铸铁,铸钢,青铜钢铁,铜,铝基材料工程塑料小 型大、中型各种尺寸各种尺寸中、小型中、小型小 型中、小型小型为主各种尺寸中、小尺寸 中、小尺寸简 单较复杂复 杂较简单一 般较复杂较复杂复 杂复 杂复 杂较复杂复杂较好有内应力差好好较好较好较好较好好一般 一般各种类型单 件单件小批单件小批

4、中、大批量中、大批量大 批 量中、大批量中、大批量大 批 量中、大批量 中、大批量94. 拟定加工路线。5. 确定满足各工序要求的工艺装备。10 6.确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差。7.确定切削用量。8.确定时间定额。9.评价工艺路线 对所制定的工艺方案应进行技术经济分析，并应对多种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定出最优工艺方案。10. 填写或打印工艺文件1112 在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。又可进一步分为： 使用未经机械加工表面作为定位基准，称为粗基准。 零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸

5、台（图6-1）等。使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。13 工艺凸台A向A图6-1 小刀架上的工艺凸台14 基准重合原则选用被加工面的设计基准作为精基准统一基准原则当工件以某一表面作精基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早将这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全部）工序均以它为精基准进行加工 在实际生产中，经常使用的统一基准形式有： 1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准，如图6-2所示。310200?65Ra1.6Ra1.6Ra3.2?35js7?35js7图图6-2 两顶尖孔做定位基准两顶尖孔做定位基准15 2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的

6、平面和两个距离较远的销孔）作统一基准，如图6-3所示。图6-3 主轴箱零件精基准选择16 3）盘类零件常使用止口面作统一基准；4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。 图图6-4 盘类零件精基准的选择盘类零件精基准的选择17 采用统一基准原则好处： 1）有利于保证各加工表面之间的位置精度； 2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。 注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。 图图6-5 铣床立柱简图铣床立柱简图18 互为基准原则 轴径轴径锥孔图6-6 主轴零件精基准选择【例如】主轴零件精基准选择（图6-6）自为基准原则 【

7、例如】床身导轨面磨削加工（图6-7）图6-7 导轨磨削基准选择19 图6-9 浮动镗刀块1工件 2镗刀块 3镗杆便于装夹原则所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。图6-8 外圆研磨示意图【例如】铰孔、拉孔、研磨（图6-8）【例如】浮动镗刀块镗孔（图5-11）20a a）b b）c c）保证相互位置要求原则如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。 余量均匀分配原则如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。 图6-10 粗基准选择比较21图6-11 床身粗基准选择比较工序1工序1工序

8、2工序2 便于工件装夹原则要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。粗基准一般不得重复使用原则 22 【例 6-1】 选择图6-12所示摇杆零件的定位基准。零 件 材 料 为HT200，毛坯为铸件，生产批量：5000件。 图图6-12 摇杆摇杆2324图6-13 加工误差与成本关系C0ABv 经济精度随年代增长和技术进步而不断提高（图6-14）v 在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间），一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度（图6-13AB段）加工误差（m

9、）196010-110-210-319202000102101100年代图6-14 加工精度与年代的关系 一般加工精密加工超精密加工25 1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求 2）零件材料和热处理要求 3）生产批量和生产节拍要求 4）企业现有加工设备和加工能力 5）经济性图图6-15 钻孔钻孔26 研 磨IT5Ra 0.0080.32超 精 加 工IT5Ra 0.010.32砂 带 磨IT5Ra 0.010.16精 密 磨 削IT5Ra 0.0080.08抛 光Ra 0.0081.25金 刚 石 车IT56Ra 0.021.25滚 压IT67Ra 0.161.25精 磨IT67Ra 0.16

10、1.25精 车IT78Ra1.2 55粗 磨IT89Ra 1.2510半 精 车IT1011Ra 2.512.5粗 车IT1213Ra 1080图6-16 外圆表面的典型加工工艺路线 27 图6-17 孔的典型加工工艺路线 珩 磨IT56Ra0.041.25研 磨IT56Ra0.0080.63粗 镗IT1213Ra 520钻IT1013Ra 580半 精 镗IT1011Ra 2.510粗 拉IT910Ra 1.255扩IT913Ra 1.2540精 镗IT79Ra 0.635粗 磨IT911Ra1.2510精 拉IT79Ra0.160.63推IT68Ra0.081.25饺IT69Ra 0.32

11、10金 刚 镗IT57Ra0.161.25精 磨IT78Ra0.080.63滚 压IT68Ra0.011.25手 饺IT5Ra0.081.2528图6-18 平面典型加工工艺路线 抛 光Ra0.0081.25研 磨IT56Ra0.0080.63精 密 磨IT56Ra 0.040.32半 精 铣IT811Ra 2.510精 铣IT68Ra 0.635高 速 精 铣IT67Ra 0.161.25导 轨 磨IT6Ra0.161.25精 磨IT68Ra 0.161.25宽 刀 精 刨IT6Ra 0.161.25粗 磨IT810Ra 1.2510精 刨IT68Ra 0.635半 精 刨IT811Ra 2

12、.510半 精 车IT811Ra 2.510粗 铣IT1113Ra 520粗 刨IT1113Ra 520砂 带 磨IT56Ra0.010.32金 刚 石 车IT6Ra0.021.25刮 研Ra 0.041.25精 车IT68Ra 1.255粗 车IT1213Ra 1080精 拉IT69Ra 0.322.5粗 拉IT1011Ra 52029 v 粗加工阶段主要任务是去除加工面多余的材料v 半精加工阶段使加工面达到一定的加工精度，为精加工作好准备v 精加工阶段使加工面精度和表面粗糙度达到要求v 光整加工阶段对于特别精密的零件，安排此阶段，以确保零件的精度要求v 有利于保证零件的加工精度；v 便于组

13、织生产；v 有利于人员的合理安排；v 可及早发现毛坯缺陷，以减少损失。v 零件的技术要求；v 生产纲领和生产条件；v 毛坯情况；30 先基准后其他先加工基准面，再加工其他表面先面后孔有两层含义：先主后次也有两层含义：先粗后精31 v 为改善工件材料切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火等），应安排在切削加工之前进行v 为消除内应力而进行的热处理工序（如退火、人工时效等），最好安排在粗加工之后，也可安排在切削加工之前v 为了改善工件材料的力学物理性质而进行的热处理工序（如调质、淬火等）通常安排在粗加工后、精加工前进行。其中渗碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。而表面淬火和渗氮等变形小的热处

14、理工序，允许安排在精加工后进行v 为了提高零件表面耐磨性或耐蚀性而进行的热处理工序以及以装饰为目的的热处理工序或表面处理工序（如镀铬、镀锌、氧化、煮黑等）一般放在工艺过程的最后。32除操作工人自检外，下列情况应安排检验工序： 零件加工完毕后； 从一个车间转到另一个车间前后； 重要工序前后。v 去毛刺工序 通常安排在切削加工之后。v 清洗工序 在零件加工后装配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夹紧加工去磁后，应对工件进行认真地清洗。33 v 使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而使总的工序数目减少v 优点： 1）有利于保证工件各加工面之间的位置精度； 2）有利于采用高效机床，可节

15、省工件装夹时间，减少工件搬运次数； 3）可减小生产面积，并有利于管理。v 使每个工序的工步内容相对较少，从而使总的工序数目较多v 工序分散优点：每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调整、对刀比较容易，对操作工人技术水平要求不高34 图图6-19 工序集中工序集中35 一.审核图纸：零件的几何形状、零件的材料、加工表面、尺寸标注、精度等级、设计基准、粗糙度、热处理要求。二、确定定位基准：精基准的确定、粗基准的确定。三、安排工艺路线。图图6-20回转体零件回转体零件【例6-2】对图6-20回转体零件做工艺路线安排。36 图图6-21壳体零件壳体零件【例6-3】 对图6-21壳体零件做工艺路线安排

16、。37 图图6-22箱体零件箱体零件【例6-4】对图6-22箱体零件做工艺路线安排。3839 v 加工余量加工过程中从加工表面切去的材料层厚度v 工序（工步）余量某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料层厚度 对于被包容表面bZab（6-1） 对于包容表面bZba（6-2）a）b）c）d）Zbab图6-23 工序加工余量ZbbabaZb2Zb2Zb2Zb2ab式中 Zb本工序余量； a 前工序尺寸； b 本工序尺寸。40 v 总加工余量零件从毛坯变为成品切除的材料层总厚度1nSiiZZ（6-3）式中 ZS 总加工余量； Zi 第i道工序加工余量； n 该表面加工工序数。v 最大余量v 最小余量

17、（6-4）maxmaxminmaxmaxminZabZba（被包容尺寸）（包容尺寸）minminmaxminminmaxZabZba（6-5）（被包容尺寸）（包容尺寸）41 式中 Zmax ，Zmin ，Zm 最大、最小、平均余量； TZ 余量公差； amax ，amin ，am 上工序最大、最小、平均尺寸； bmax ，bmin ，bm 本工序最大、最小、平均尺寸； Ta 上工序尺寸公差； Tb 本工序尺寸公差。v 平均余量mmmmmmZabZba（6-6）（被包容尺寸）（包容尺寸）v 余量公差maxminZabTZZTT（6-7）（被包容尺寸与包容尺寸）42（图6-24）式中 Ry上一工序

18、表面粗糙度； Ha上一工序表面缺陷层； ea 上一工序形位误差； b本工序装夹误差。（6-8）minmin22yaabyaabZRHeZRHe平面加工轴、孔加工min2yaZRHmin2yaaZRHeminyZRRyHaeab图6-24 最小加工余量构成43v 计算法采用计算法确定加工余量比较准确，但需掌握必要的统计资料和具备一定的测量手段。v 经验法由一些有经验的工程技术人员或工人根据现场条件和实际经验确定加工余量。此法多用于单件小批生产。v 查表法利用各种手册所给的表格数据，再结合实际加工情况进行必要的修正，以确定加工余量。此法方便、迅速，生产上应用较多。q 需要指出的是，目前国内各种手册

19、所给的余量多数为基本余量，基本余量等于最小余量与上一工序尺寸公差之和，即基本余量中包含了上一工序尺寸公差，此点在应用时需加以注意。441）确定各工序加工余量；2）从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，逐次加上（对于被包容面）或减去（对于包容面）每道工序的加工余量，可分别得到各工序的基本尺寸；3）除最终加工工序取设计尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所对应的加工经济精度确定工序尺寸公差；4）除最终工序外，其余各工序按“入体原则”标注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯图给出，故第1工序余量由计算确定。45表6-2 主轴孔工序尺寸及公差的确定浮动镗 0.1 100 7 Ra 0.8 精镗

20、0.5 100-0.1=99.9 8 Ra 1.6半精镗 1.4 99.9-0.5=99.4 10 Ra 3.2 粗镗 6 99.4-1.4=98 12 Ra 6.3 毛坯孔 100- 8 =92120.03501000.054099.90.14099.40.350971292工序名称加工余量工序基本尺寸加工经济精度(IT)工序尺寸及公差表面 粗糙度 主轴孔工序尺寸及公差的确定，加工过程：粗镗半精镗精镗浮动镗【例 6-5】3.00984647 装配尺寸链装配尺寸链在机器设计和装配过程中，由有关零件尺寸形成的尺寸链。工艺尺寸链工艺尺寸链在加工过程中，由同一零件有关工序尺寸所形成的尺寸链。48图示

21、尺寸链中，尺寸A0是加工过程间接保证的，因而是尺寸链的封闭环；尺寸A1和A2是在加工中直接获得的，因而是尺寸链的组成环。其中， A1为增环， A2为减环。 图6-25 工艺尺寸链a1a2a0A1A2A0b)c)A1A2A0a)ABC0.05 A0.1 C 工艺尺寸链示例（图6-25）：工件A、C面已加工好，现以A面定位用调整法加工B面，要求保证B、C面距离A0【例 6-6】012AAA尺寸链方程为：49 v 增环增环该环变动（增大或减小）引起封闭环同向变动（增大或减小）的环v 减环减环该环变动（增大或减小）引起封闭环反向变动（减小或增大）的环50 v 直线尺寸连直线尺寸连尺寸位于同一个平面的若

22、干平行方向上。v角度尺寸连个尺寸环均为角度尺寸。v平面尺寸连由直线尺寸和角度尺寸做成，各尺寸处于同一个或相互平行的平面内。v空间尺寸连组成环位于几个不平行的平面内 图图6-26 角度尺寸链角度尺寸链图图6-27 平面尺寸链平面尺寸链51 （6-9）011mnjkjkmAAA011mnjkjkmESESEI（6-10）011mnjkjkmEIEIES（6-11）01nLiiTT（6-12）011mnMjMkMjkmAAA（6-13）52 图示工件 ，以底面A定位，加工台阶面B，保证尺寸 ，试确定工序尺寸A2。 010.160A0.250025A【例 6-6】 尺寸链b）中，A0为封闭环，A1和A

23、2是组成环。解图6-28(b)中的尺寸链可得 工序尺寸【解】A2 = 35-0.1-0.25 = 34.9 O-0.15A2A1A0A2A0A1CBA(b)(a)图6-28 工艺尺寸链示意图530170150.A 0360010.A 图6-29 测量尺寸链示例A2 图6-29所示零件，尺寸 A0不好测量，改测尺寸A4 ，试确定A4的大小和公差0.0240.3660Av 由新建立的尺寸链可解出：0020350.A 4A0.192040A A2是测量直接得到的尺寸，是组成环；A0是间接保证的，是封闭环。计算尺寸链可得到：【解】【例 6-7】 假废品问题：54D1 D2xHR1R2xH1) 拉内孔至

24、 ；0.031057.75D2) 插键槽，保证尺寸x；试确定尺寸 x 的大小及公差。3) 热处理建立尺寸链如图b 所示，H是间接保证的尺寸，因而是 封闭环。计算该尺寸链，可得到：4) 磨内孔至 ，同时保证尺寸 。0.25062H0.032058D a） b）图6-30 键槽加工尺寸链0.2350.0150.22061.87561.89x【解】图6-30所示键槽孔加工过程如下：【例 6-8】 55D1xD2H1v 讨论：在前例中，认为镗孔与磨孔同轴，实际上存在偏心。若两孔同轴度允差为0.05，即两孔轴心偏心为 e = 0.025。将偏心 e 作为组成环加入尺寸链（图6-31b） a） b）图6-

25、31 键槽加工尺寸链H20.0250.025R1xHR2e0.210.170.04061.87561.905x重新进行计算，可得到： 56v 连杆尺寸要求如图6-32 a 所示，有关加工工序如下， （1）精磨大小头端面，保证尺寸， （2）以连杆一端面定位，按尺寸L2调整刀具，铣削小头一端面。（3）连杆翻身，加垫片安装，刀具位置不变，铣削小头 另一面， 求铣刀调整尺寸L218. 025. 0136L【例 6-9】 图图6-32 连杆工艺过程连杆工艺过程57v 小轴有关尺寸如图6-33 a 所示，加工过程如下 （1）半精车端面A ，精车端面B ，保证两者之间尺寸（2）调头，以A 面为基准半精车端面

26、C，保证尺寸2 . 0016 .49A05. 020. 0280A015. 0330A【例 6-10】 （3）热处理（4）以C面为基准磨端面B，保证尺寸 校核断面B的磨削余量图图6-33 小轴工艺过程小轴工艺过程58 图 5-33 所示偏心零件，表面 A 要求渗碳处理，渗碳层深度规定为 0.50.8mm。与此有关的加工过程如下： 【例 6-11】【解】0.2510.0080.7HR2R1H1H0b)图6-34 渗碳层深度尺寸换算a)A1） 精车A面，保证直径 ； 010.138.4D3） 精磨A面保证直径尺寸 ，同时保证规定的渗碳层深度。020.01638DD2H0H12） 渗碳处理，控制渗碳

27、层深度H1； 试确定H1的数值。建立尺寸链，如图 b,在该尺寸链中，H0 是最终的渗碳层深度，是间接保证的，因而是封闭环。计算该尺寸链，可得到：D159 如图6-35 所示零件，内孔要求渗碳处理，渗碳层深度为 0.30.5mm。与此有关的加工过程如下： 2） 渗碳处理，控制渗碳层深度t1； 1） 磨内孔保证尺寸； 3） 精磨内孔保证尺寸； 05. 007 .14404. 00145 如图6-36所示圆环，外圆表面需要镀铬，镀前进行磨削加工，尺寸为A，镀铬时控制镀层厚度双边为0.050.08，并间接保证设计尺寸，试求尺寸A。 【例 6-12】 图6-35 渗碳层深度尺寸换算图6-36 镀铬层厚度

28、尺寸换算【例 6-13】 60 1.等公差法：将封闭环的公差平均分配各个组成环 2.等精度法：各个组成环具有相同的公差等级。 3.按各个组成环加工方式及难易程度分配公差nTTk0ITAAI001.045.03 式中 I 公差单位 精度系数表表6-3 精度系数精度系数精度等级精度等级IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11精度系数71016254064100精度系数IT12IT13IT14IT15IT16IT17IT18精度系数16025040064010001600250061 图6-37所示零件有关轴向尺寸加工过程如下：【例 6-14】31.750.2560.127.070.07图6-

29、37 图表法示例零件4）靠火花磨削面，控制余量Z7=0.060.02 ，同时保证设计尺寸60.1试确定各工序尺寸及公差。 1）以面定位，精车面，保证、面距离尺寸L12）以面定位，粗车面，保证、面距离尺寸L2，粗车 面，保证、面距离尺寸L3；3）以面定位，精车面，保证、面距离尺寸L4，粗车 面，保证、面距离尺寸L5；4）以面定位，精车面，保证、面距离尺寸L6，同时保证设计尺寸31.7531.750.0.2 25 5；精车 面，保证设计27.0727.070.070.07；62 图6-38 图表法63（工艺过程卡、工序卡、工艺卡）64656667从根本上解决人工设计效率低，周期长，成本高的问题可以

30、提高工艺过程设计的质量，并有利于实现工艺过程设计的优化和标准化可以使工艺设计人员从烦琐重复的工作中解放出来，集中精力去提高产品质量和工艺水平CAPP 是连接 CAD 和 CAM 系统的桥梁，是发展计算机集成制造的不可缺少的关键技术设计效率低，周期长，成本高不必要的花色繁多，不利于管理设计质量参差不齐，难于实现优化设计工艺人员短缺和老化是全球机械制造业面临的共同问题68该类系统以成组技术为基础，根据零件编码查找所属零件组，调出零件组的标准工艺，进行适当的编辑或修改，生成所需的工艺规程。 零件组矩阵零件编码查 找零件组输入表头信息工艺规程格式工艺规程打印输出标准工艺路线文件标准工序文件图6-39

31、CAM-I 推出的派生式 CAPP 系统框图工作要素处理应用程序工艺路线检索/编辑标准工序检索/编辑工艺规程存储器69派生式 CAPP 系统特点： 1）程序简单，易于实现。目前多用于回转体类零件CAPP系统。 2）需人工参与决策，自动化程度不高。 3）具有浓厚的企业色彩，局限性较大。从无到有生成（工艺决策算法和逻辑推理）零件信息描述零件工艺过程 70例：普渡大学APPAS（Automated Process Planning and Selection）系统是一个实验性系统，适用于非回转类零件表面加工方法的生成 每个加工表面用一数组表示：孔 AT（40）面 AT（32）槽 AT（31）数组各元

32、素含义： 表面编号； 表面类型（如：1圆孔，2平面，3槽）； 类型号码（取决于类型，如孔：1圆孔，2锥孔，3螺孔）； 材料类型（如：1铸铁，2球铁，3钢）； 材料硬度 零件加工表面信息输入71派生式CAPP系统完全以人的经验为基础，难于保证设计最优，且局限性较大； 完全创成式CAPP系统还不成熟。 将两者结合起来，采用部分创成，部分派生（或部分人工干预）的方法是一种可取的方案。 半创成式CAPP系统特点： 1）集派生式及创成式系统的优点，又克服两者的不足。 2）目前为多数 CAPP 系统采用。 例例：神户大学开发的半创成式CAPP系统。72 零件加工表面可分为基本形面和辅助形面；形面可用特征参

33、数进行描述；形面与一定的加工方法相联系 较粗糙，信息输入不完整 多用于只需制定简单工艺路线的场合 只适用于派生式CAPP 系统1）成组编码法： 输入工作量大是其主要的弱点2）形面描述法： 可完整地描述零件的几何、工艺信息，是目前 CAPP 系统使用最多的信息输入方法 多采用菜单（交互）方式输入，便于操作73 1. 圆柱面 2. 圆锥面 3. 圆柱齿轮 4. 圆锥齿轮 5. 蜗轮齿形 6. 花键 7. 螺纹 8. 滚花 9. 退出外部基本形面菜单1. 直径： 上偏差： 下偏差：2. 长度： 上偏差： 下偏差：3. 表面粗糙度（Ra）：4. 是否基准面：5. 形位公差代号： 公差： 基准：6. 有

34、无辅助面？ 有 无外圆柱面特征参数 1. 径向孔 2. 端面孔 3. 径向螺孔 4. 端面螺孔 5. 圆弧槽 6. 矩形槽 7. 端面槽 8. 斜孔 9. 退出外部辅助形面菜单圆柱面有743）与CAD系统相连接图6-40 专用接口示例专用接口AutoCAD系统实体模型几何/拓扑特征识别提取输入工艺管理信息特征文件TJU-CAPP系统 通用接口、专用接口、共享数据库 由于目前CAD系统多为实体造型系统，需采用特征识别的方法补充输入工艺信息 发展基于特征造型的CAD系统是长久之计75 特点：1）直观，容易建立，便于编程 2）难于扩展和修改 形式：由树根、节点、分支构成；分支上方给出向一种状态转换的

35、可能性或条件（确定性条件） 条件满足，继续沿分支前进，实现逻辑“与”条件不满足，回出发节点并转向另一分支，实现逻辑“或”分支终点列出应采取的行动（决策行动）1）决策树76E3（螺孔）E1（孔）E2（槽）E4（位置度公差0.05）E5（0.05 位置度公差0.25）E6E7（直径公差 0.05）E8（0.05 直径公差 0.25）E9（直径公差 0.25）（位置度公差0.25）A1坐标镗A2精镗A3半精镗A4粗镗A5铣A6钻孔， 攻丝表面图5-47 加工方法选择决策树【例】77 派生式 CAPP 系统利用成组技术原理和典型工艺过程进行工艺决策，经验性较强。 创成式 CAPP 系统利用工艺决策算法

36、（如决策表、决策树等方法）和逻辑推理方法进行工艺决策，较派生式前进了一步，但存在着算法死板、结果唯一、系统不透明等弱点；且程序工作量大，修改困难。 采用专家系统进行工艺决策1）什么是专家系统：在特定领域内具有与该领域人类专家相当智能水平的计算机知识程序处理系统计算机知识程序处理系统。专家系统主要用于处理现实世界中提出的需要由专家来分析和判断的复杂问题（工艺过程设计正属于这类问题）。 78事实知识（手册、资料等共有的知识） 过程知识（推理原理、规则、方法）控制知识（系统本身控制策略）2）专家系统的构成： 知识库 用于存储专家知识，包括： 推理机具有推理能力，可以根据问题导出结论 数据库存放事实（

37、包括输入信息和推理得到的事实）图6-41 专家系统的构成知识库数据库推理机知识获取专家用户接口79其中产生式规则较符合工艺规程设计中人的思维方式，因而使用较多。产生式规则的基本形式为： IF 条件1 AND 条件2 OR 条件3 THEN 结论1可信度 a % 结论2可信度 b %3）知识表达与获取 谓词逻辑语义网络框架产生式规则 知识表达80产生式规则优点： 推理过程符合人的思维方式，易于接受； 推理结论的可信度使其能进行非确定性推理。产生式规则缺点： 格式较死板，在某些情况下需重复搜索而影响效率 4）推理机制 推理：依据一定规则，从已知事实和知识推出结论 CAPP专家系统推理机制属于基于知

38、识的推理，通常采用反向推理的控制策略 知识获取 ： 由知识工程师来完成 由工艺人员会同软件工程师一同来完成 由工艺人员构建专家系统81最终要求（目标） 选择适当的规则 满足最终要求的加工方法（或加工参数）给出最终加工方法的初始状态新的要求（目标）选择规则 原始状态（毛坯） IF 铰孔加工 THEN 前序加工：扩孔 规则 2IF 扩孔加工 THEN 前序加工：钻孔 规则 3规则 1IF 孔径20 AND 材料：非淬火钢 AND 精度：H7THEN 加工方法：铰孔例例：箱体零件上 7 级精度孔的加工路线确定8283基本时间：直接改变生产对象的性质，使其成为合格产品或达到工序要求所需时间（包括切入、

39、切出时间）q 定义: 在一定生产条件下，生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间q 组成辅助时间：为实现工艺过程必须进行的各种辅助动作时间，如装卸工件、启停机床、改变切削用量及进退刀等布置工作地时间：包括更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等。休息和生理需要时间：工人在工作班内，为恢复体力和满足生理需要所需时间准备终结时间：如熟悉工艺文件、领取毛坯、安装夹具、调整机床、发送成品等84q 单件时间与单件工时定额计算 单件时间：SBACRTtttt（6-14）单件工时定额：PQBACRtTttttB（6-15）式中 tB基本时间 tA辅助时间 tC布置工作地时间 tR休息和生理需要时间 tP准备终结时间 B批量85q 缩短基本时间： 提高切削用量（切削速度、进给量、切削深度等）； 采用多刀多刃进行加工（如以铣削代替刨削，采用组合刀具等）； 采用复合工步，使多个表面加工基本时间重合（如多刀加工