CA在数控加工中的应用

CAPP在数控加工中的应用工艺规程设计是工厂工艺部门的一项经常性技术工作,是生产准备工作的第一步,也是连接产品设计和产品制造的中间环节。传统的工艺规程设计一直是由具有丰富实践经验的工艺工程师担任。随着计算机技术的发展,计算机辅助工艺过程设计(CAPP)大量取代工艺工程师繁重的重复劳动。计算机技术的发展及其在机械制造领域中的广泛应用,为工艺过程设计提供了理想的工具。CAPP上与CAD相接,下与CAM相连,从而形成了一种新型的现代的设计与制造技术。CAPP系统按其工作原理可分成3种形式:检索式、派生式、创成式。这三种形式的基础是零件工艺的三种类型:标准工艺、典型工艺、生成工艺。其中,创成式CAPP的计算机辅助工艺设计最为复杂。

创成式CAPP又叫生成式。它与派生式CAPP不同,不以对典型工艺的检索和修改为基础。它是根据输入的或者是直接从CAD系统获得的零件信息,依靠系统中的工艺数据和决策方式自动生成零件的工艺过程的系统。根据具体零件,系统能自动产生零件加工所需的各个工序和加工顺序,自动提取制造知识,自动完成机床选择、工夹量具选择和加工过程最优化;通过应用工艺决策逻辑,可以模拟工艺设计人员的决策过程。创成式CAPP工艺设计可完成复杂的多层次、多任务的决策过程。它涉及到选择、计算、规划、绘图以及文件编辑等工作。

创成式CAPP系统不以标准工艺规程为基础,而是从零开始由软件系统根据零件信息直接生成一个新的工艺规程。当系统选择了零件各个表面的加工方法以及安排了加工顺序后,就要进行详细的工序设计。对于数控机床上加工的零件更为重要。创成式CAPP在数控机床上进行零件的数控加工的过程大体有以下几个流程:1.切削表面加工方法的选择

加工方法选择实际上是将零件信息与工厂的加工能力信息进行匹配的过程。零件是由许多表面组成的,往往包含有多种典型的切削表面,如外圆、孔、槽、平面、成形表面等等。对于每一种典型切削表面,均可列出各种加工方法所能达到的精度及表面粗糙度。因此,在识别或理解了零件切削表面的信息后,便可根据具体情况,选择最合适的加工方法。加工方法的选择需要一系列的逻辑决策。典型的加工方法是指在分析、总结企业内部各种生产工艺方法、生产经验以及与加工有关的规范后提出的带有一般指导意义的选择加工方法的准则。它随着设备更新、生产工艺发展而变化,所以具有较大灵活性。有的准则是模糊的,这就是工序设计的非一致性。这些特点在用计算机辅助工序决策时应给以适当考虑。2.加工顺序的安排

加工顺序是指工序的先后排列,它与加工质量、生产率和经济性密切相关。安排加工顺序首先要考虑的就是工艺基准面,尤其是定位基准。定位基准选择时应按机械制造工艺学的要求,按粗、精基准的选择原则进行。机械加工顺序、热处理工序、辅助工序以及在加工中心机床上进行的加工,均应按机械制造工艺学中的加工顺序安排的要求进行。

总之,加工顺序的安排是一个比较复杂的问题,要考虑的问题很多,实际情况也灵活多变。目前,这方面的决策逻辑研究尚不成熟,很难总结出通用的决策模式,只能按具体生产环境和特定零件对象,设计相应的决策模式。3.机床及工艺装备的选择

机床选择对工序的加工质量、生产率和经济性都有很大影响。它与加工方法、切削力、切削功率和机床利用率都有关系。

机床选择时,可将CAPP系统内预先建立的机床数据库中的机床规格信息与零件信息、零件所选择的加工方法信息相比较,然后作出决策。一般可先按零件及其加工方法的要求作出初选;然后再根据选得的切削用量计算出切削力、切削功率进行校核;有的系统还可根据机床利用率进行适当的调整。

工艺装备(刀具、夹具)的选择与机床选择类似,即同样需要根据零件信息、零件所选择的加工方法信息去和预先建立在工装数据库中的信息相比较,然后作出决策。当没有现成的通用工装可利用时,CAPP系统就应提出专用工装设计的要求。4.加工余量的确定锻王妨加工捧余量碧的确搁定通杯用的义有3蜡种隶方法智:磁即分腥析计圆算法煤、查炮表法树和经吼验法往。蔑次甜用分说析计俗算法疤确定腊加工品余量锐必须蜻有充液分的融资料厌及统愿计数非据。马查表涉法是知根据谊资料势整理马而得士到的带通用箩表格缘直接刷查出侍工序永间余乐量推旧荐值耍,朱比较哪方便逼迅速穴。但耳因表摩格是呢通用角的,答无法讲考虑挡具体秩情况舅。经旨验法歌是工显艺人衡员依交据经城验来眠确定丸加工糟余量嘴。欠贼古5.奔工音序尺祝寸及滋公差拜的确成定异骨俭一般殿采用号“由玩后往这前”娘的方再法,惩先温按零温件图锣要求另,确肠定最找终工忌序的蜘尺寸瑞及公汽差,笑再按岔选定突的加沾工余独量推浮算出州前工联序的趟尺寸累。公殿差按吐本工碑序加居工方秤法的春精度吨来给扒出。砌取昨当工苦序设柔计中石存在户基准嫌转换峰时,埋就鉴需要段进行免工序耽尺寸另换算纷,即切用工室艺尺类寸链向求解止。此替时,耳可谎通过椅建立够数学别模型下用计驾算机磨求解咬。利猫用数炕学模越型求愉解的殊方法佩和步踏骤如尺下:挠砍笑(纺1魔)垃建立盛尺寸岔联系辟矩阵庆。尺尖寸联伞系矩词阵是索一种迟数学喇模型疗,反茫映了伞零件齐加工撞过程帝中毛侦坯尺撇寸、蓝工序叠尺寸竿、最伸终尺胜寸及未其相赚互间奖的联谈系。者它由残零件此的工踢艺尺绑寸链顺图表趟而来蛾,是傲利用炉计算携机计净算的昆原始碰资料挣。伍液侄(俭2专)蜂建立寒尺寸延链矩应阵。反利用欺计算聋机可碌从尺锦寸联骂系矩钢阵查俩找出镇各个横工序红尺寸艇链,沸从而泄建立化尺寸炊链矩廊阵。害谁誉(唯3骆)徒计算枯工序切尺寸瞒偏差垦。以干极值券法的云计算梯公式流为基陷础,杰按事座先设册计的器线性碌方程分,利朴用计期算机批进行申计算璃,确评定各祝工序碧尺寸创及其结偏差否。讽蔬风6.葱切旅削用档量的帐确定央锡惠切削穿用量乐是指毒切削啊速度涨、进麦给量教和切营削深赞度。颂切削精用量原的决贵策常猾采用轰的方犁法有木数学轿模型慢法和割查手必册选沟取法访等。聋数学物模型羞法是俩通过葛大量狮实验赏研究界,阴取得炉参数匪后将解各种魔刀具您和加骂工方代法的嘉数学锹模型秃建成立相应剂的模念型库沉,同赏时将晶数学氧模型池中与凤工件肉材料忘、刀弟具材旺料、春刀具令耐用休度、叼冷却淡液等式有关氧的参蕉数写帅成数艺据文拐件存锣入库肠中,倍以便踏数学溜模型业计算淡时调壳用。扬查手研册选斜取法没是根摊据长荡期实忽验研笔究积朋累的树,睛经过追分析庭整理汪,愉对各蚀种刀瞎具的健寿命垒值规溉定出而相应欠的切悠削速猴度、掠切削呈深度清和进灯给量波,并嚼据此兼作成蜘切削浮用量喂手册盐。弦呜恳在具择体进叛行切饼削用手量选越择时需,摇先按嘱切削顶表面混质量犯的要低求初斑选切穗削深怀度和瓜进给牌量;傅再编按切你削力税的限仙制计扔算进涝给量上,枯可尽复量选薯大值叼;因然后策再根买据刀教具寿弊命计吸算出即切削焰速度难、切体削功陪率。及此骑若算突得的灰切削糊用量著不能都满足孕切削耳表面然质量甘要求它,则届需再传次修任正进勺给量望。如幕此反赴复,鲁直至舒满足甘零件梅的加映工精挑度、细表面吃粗糙份度和豆刀具眠寿命袄为止仿。馋7.方工种序图龟的生海成与孤绘制勿球烧工序荷图是珍工艺扛设计畏的图希形表招达方决式。篇CA义PP渴系屠统中川开发原工序率图生洽成模妖块对院于提驱高工浅艺设毙计的宵效率肾和质终量,庙实现菌工艺刊设计再的标痰准化椅有很巨重要皂的意呈义。撤目前酒,C婶AP背P系童统的防工序蛮图绘棒制仍鹊是C卵AP逃P系咸统研议制和芽开发斧的一用个关专键性报技术午难题芳,这宏是因爹为它局与通或常的谨计算增机绘娱图有令所不议同。升后者医仅仅姿起到补代替酬人工更执行蹄绘图温工作绑。在洪CA辱PP浑系统桶中,志工箱序图萍的生构成过奔程是钓一种休动态歼的过膏程,乡不陡能完结全固礼定其羊图形途信息殊。当太工件咐的形殖状、凯尺寸虾改变叮时,两相应奸的绘跌图信荡息参套数也举要改茅变,踏以旷适应逗工序硬的变盲化要稍求。鼻由此腐可见豪,工驱序图砌的生柳成过索程实寺际上哄是一偷种结丛合零拣件图痛形信饺息和杀加工弯工艺散信息刘,垃由计乐算机少辅助遥生成途工序肝图形消信息粪的过债程。坝晶赌工序铜图生御成和子绘制参从功罚能上漏看,办可王分为腐信息闻转换拳、图庭形生货成、你尺寸秧标注朱及非犬尺寸铲标注洽等几拣个子德模块臣,如赵图1小所德示。榆祝厕(国1榜)丸工序裁图生耀成方饮案疑捉渗从工蚂序图斯的生钱成机先理来惯看,秧可蹈以采呈用成盈组代毯码法紫、形庄状参居数法找和数种学模绣型法肺等不仓同方摸案。晴成组省代码乔法建躬立在政零件残成组棕技术吨基础炼上,悔预先冬建立多按零乡件族态存放晌的几舍何图屯形要玻素库押,帝并以伤零件诚的代健码作糟为检派索、耕拼合着的依配据。绒为满追足各虑种结普构零渗件要槽求,酷其到图库蒙结构锁庞大爪,建显库难卵度也握较大炉。造蹈仔形状逮参数择法是亦根据拌参数傍绘图轻原理垒,皂将零绑件图谷形要刃素分马离成库图素露单元胀,针单对每姓种图乓素单玉元编泛写一稿个绘博图子捧程序织,这音些子宇程序进构成堂了C炉AP载P纹工序医图辅絮助生投成软况件中阻的绘帜图子们模块盘。工煌序设谈计时誉,给俱出每滤道工疮序的着工作浮指令冒。这颗些信坑息正衔是绘难图子嫂模块滑的输纺入参少数,皱每宫个图房素单宫元的购绘图苍子程合序都亦设置杀一个津形状隐标识瘦。输哑入参纯数可息方便岂地进湿入相嘉应的托绘图删子程赌序,纽绘嘴制出滴相应猛的图捐形。慨抱它数学厌模型天法的膏基础宵是建窗立各冻类零咽件的串数学丛模型男,也睬是应齐用成务组技葱术对第零件戒进行斥分类碧,页然后眨为各队类零贞件建袋立一洋个复寨合零午件。浇在对矛复合讯零件潜进行储分析张研究壤和归汽纳概厅括后朽,抽语象出悼已加侨工表肿面描援述为采主的电零件布数学滋模型雷。C港AP夫P系乐统工美作时灭,难产生此了每拐道工备序对伏加工岂表面界进行沸改变折的信案息。帐这时狼,工色序图者生成蛇系统公应根敲据已喘建立等的数痒学模会型,校对系加工赏表面茶的描尾述信雾息进门行再齿处理钉,自导动生和成工粒序图早中每毕个几及何要爪素的抢空间童矢量察数据床信息歌。然稿后,容再进班一步湾自动爸生成翠几何编要素投空间叹坐标抓数据牵信息役,得均到需傅要的网工序凯图。寨味尿(魄2最)拜工序磨图图宗形数讨据生蒜成检恩疗工序导图图乱形数席据的蓬生成盟是工盐序图驾绘制牌的关池键,足工波序图析图形烫数据牵来源别于工层艺结拘论。悦梯烦一种眠生成求方法卖是直怒接从材工序沙内容泻中取盆出数酿据。签根据造取出致的数下据就货可构扎成工决序图舞图表先数据触,埋这种呜处理阻方式忧要求族工序敞和工霞步内勾容描初述要吸非常震详细个。鹅枪秤另外妹一种盗是由练工序蝇图设窜计决厘策生吴成工门序图仰图形捎数据篮。工墓序内不容由悄工序淡推理房生成武,工嚼序内疤容隐坟含在宝工序悄内容汗设计严推理锻规则乌之中食。所笑以,助从工休序内茄容设袭计推嚷理规迅则中吊派生霉出工嫩序图塘设计仰推理承规则往,修再由指工序糕图设僻计推庄理规滚则生库成工努序图模图形烤数据术。工狭序图杯图形锅数据哲生成勒子模版块首落先读下入零傻件的倦特征狡信息铁文件险和工察艺流见程。貌根据漆工艺六流程茄,篇系统扔对零车件特怒征链壳进行杏搜索跨,蚊找出眼与加忆工内享容相医对应谋的特堪征型简面,资提出日该特圾征型兄的尺口寸信饮息,奥经苏加工南余量辣推理售选择验之后摊,素即可锦获得踩工序陶图上窃绘制剥特征性型面踏所需岂的图和形信馒息。惑量庸(岗3骗)煮确定萝工序陵图输看出方族案版芦颤工序骑图图衔形数夹据生杀成后钩,弄工序姜图可宫有以似下几谨种方伏法输号出:柔只馒①利货用高欺级语呈言在钱计算冰机上毁画出计工序淹图,鲁然伸后打患印输键出。赌此法杠简单革,但践输出亏图形抚质量斤低。霜咽洒②利翼用高蚊级语刚言直葵接用第绘图殿机的迅绘图饮指令库编程娇,在欧绘图熔机上呜画出效工序脱图。拢此法括速度复快,默图生形质防量高拾,但漫受绘炼图机群型号金限制通。锐涉循③利艰用A阻ut昆oC浑AD伏输旋出工尾序图取。其闷方法臭是通推过高忠级语穷言编需制A触ut倡oC洽AD贱二沉次开君发程倒序:踢突提A.瞎由款高级托语言品直接拳生成景Au架to壮CA色D故的图括形交怖换文咽件[朋.健d埋xf原]磁。住该文孟件结反构复胶杂,汉编时程困历难,吓占跪用大糟量外钱存空祥间,茫但这析种方质法生扩成图诸形速揭度快帜。首匙拌B.竭由披高级贺语言换直接亡生成妨Au锦to系CA通