第六章 计算机辅助工艺过程及工装设计

1、第六章 计算机辅助工艺过程及工装设计 6.1概述一、计算机辅助工艺准备的基本概念1、传统工艺设计方法的缺陷：1） 传统的工艺设计由人工编制，劳动强度大，效率低，且因人而异。2）工艺设计及工装设计与制造周期长，不能适应市场瞬息万变的需求。3） 设计质量在很大程度上依赖于工艺设计人员的水平。4） 人工工艺设计很难作到最优化、标准化。5） 重复性烦琐的工作，缺乏创新。2、计算机辅助工艺设计的优点：1）将工艺人员从烦琐和重复性的工作中解放出来。2）可以大大缩短工艺准备周期。3）有助于对工艺人员的宝贵经验进行总结和继承。4）有利于工艺准备工作的最优化和标准化。3、CAPP的定义 CAPP狭义：输出工艺规

2、程广义：输出工艺规程+production planning6.2 CAPP系统的工作模式一、变异型CAPP系统定义：变异型CAPP系统是利用零件的几何形状及工艺相似性，提取相似零件的典型工艺进行编辑修改而成所需的工艺规程。（一）成组技术（GT）1、GT技术的核心：充分利用零件上的几何形状及加工工艺相似性组织生产，以获得最大的经济效益。2、 GT技术的CAPP系统：根据企业欲加工的零件特点，采用一个成组编码系统，对零件进行成组编码、分类、归族，每一族有一个主样件；根据此样件建立加工工艺文件，即典型工艺规程，存入典型工艺规程库中。3、变异型CAPP系统的工作过程：（1）根据分类编码系统，对待加工

3、的零件进行成组编码。（2）根据零件的成组编码，确定新零件是否包含在系统已定义的零件族内。（3）如果该零件属于某一零件族，则调出该零件族的典型工艺规程，对其进行必要的修改就得到了待加工零件的工艺规程；如果新零件不属于任何零件族，系统会给出提示。4、JLBM-1系统：刚性编码系统；5、柔性编码系统 柔性编码系统=固定码+柔性码 固定码：用于零件分类、检索和描述零件的整体信息，起着传统编码的作用；在设计固定码时，力求简明，突出反映零件的分类、整体结构、综合信息。 柔性码：描述零件各部分的结构特征和工艺信息，用于加工、检测等环节。在设计柔性码时，要详细地描述零件及形状要素。6、计算机自动柔性编码系统（

4、二）变异型CAPP的基本构成（1）零件信息检索；（2）零件信息输入；（3）零件成组编码；（4）典型工艺搜索模块（5）工艺编辑模块；（6）工艺设计过程管理（7）工艺文件输出；（8）CAPP相关工具二、创成型CAPP系统定义：自动地为一个新零件制定出工艺规程的系统，即根据零件信息，系统自动提取制造知识，产生零件所需的各个工步和工序的加工内容；自动完成机床、工具的选择和加工过程的最优化；通过逻辑决策，模拟工艺人员的决策过程。CAPP系统按决策知识的应用形式分类：CAPP系统常规程序实现：利用决策树（表）、公理模型技术实现。人工智能技术：专家系统实现。1、基本原理和系统构成2、工艺决策1）用决策树（表

5、）来实现逻辑决策；2）在制定好决策表或决策树后，转换为程序流程图。IFTHEN3、设计和工作过程三、综合型CAPP系统（半创成型CAPP系统）将变异型与创成型结合起来，即：采取变异与自动决策相结合的工作方式。v6.3基于知识的CAPP系统一、CAPP专家系统1、CAPP专家系统的组成2、工艺设计进程中的决策过程（1）毛坯的选择：毛坯的类型有：棒料，管料，铸件，锻件；系统采用了反向设计，即：从零件到毛坯的推理过程；（2）各表面最终加工方法的选择；（3）工艺路线的确定；（4）工序设计：采用工序集中的原则；（5）零件模型的修改：采用反向设计；（6）机床和夹具的选择；（7）加工余量的选择；（8）切削用

6、量的选择二、基于实例推理（CBR）的CAPP系统1、定义：利用零件几何形状及工艺相似性进行类比推理，核心思想是通过访问和调整实例库中过去同类问题的求解，推理出当前问题的解决方案。2、求解过程1）采集实例，用统一的方法进行描述；2）装入实例库中，根据一定的原则对库中的实例进行组织和管理；3）描述当前问题的状态；4）采用一定的方法从实例库中提取与目标问题最佳匹配的相似实例，将求解方案作为目标问题的准解。5）对准确解进行修演，得到新解；6）评价准确解是否可行，若可行，将目标问题及求解方案存入实例库中，否则进行失败标识6.4 CAPP系统开发平台一、CAPP系统软件开发过程1、CAPP软件需求分析全面

7、了解用户要求；包括：调查研究，确定需求，描述需求，需求分析；2、CAPP软件的总体设计确定软件的程序结构，数据结构；描述各模块 间的相互关系；3、CAPP软件的详细设计及编码调试功能模块 程序模块4、CAPP软件测试5、软件维护6、文档编制二、CAPP系统开发模式1、作坊模式：系统的所有模块及各项功能都从底层开始编程实现；不能继承别人取得的成果，开发效率低；2、开发模式：借助于开发平台及可重用构件的思想，在已取得成果的基础上发展和提高；三、工艺设计专家系统(ES)开发工具（一）工艺设计专家系统开发工具的组成1）知识库开发和管理工具；2）零件信息获取及描述工具；3）设备及工夹具库的建立及管理工具

8、；4）推理机构；5）解释机构；6）工艺规程生成工具；7）数控加工指令生成器；8）加工过程仿真工具；6.5 计算机辅助工装设计工装设计包括：夹具设计、专用刀具设计、专用量具设计。一、计算机辅助夹具设计1、传统的夹具设计1）明确设计任务要求，收集、研究分析有关的原始资料；2）确定夹具结构方案，绘制结构草图；3）绘制夹具总图及标注装备图上必须标注的尺寸；4）绘制零件明细表； 5）绘制非标准零件图；2.夹具CAD系统的结构及功能3. 夹具CAD系统的工作流程4.标准件库5.装配图设计环境 二、计算机辅助复杂刀具设计1、复杂刀具的分类1）基本结构定型，已标准化、系列化的刀具；2）设计理论成熟，数据资料完备，可按一定设计步骤进行的刀具；3）设计方法未完全掌握，数据资料不充分，凭设计人员的经验、知识和创造性思维设计的刀具2.复杂刀具设计过程的程序实现（1）