轴类零件派生式CAPP 系统的方案设计

1、轴类零件派生式CAPP系统的方案设计Xxx xxxxxxx(xxxx大学机械工程学院 江苏 xxxxxx)摘 要 ：介绍了基于成组技术的轴类零件派生式capp 系统的体系结构、功能分析、和系统后台数据库的设计。讨论了基于成组技术的零件分类编码法的零件信息输入、工艺数据库的建立等关键技术。关键词：成组技术；轴类零件；capp系统；设计方案The design of Shaft variant CAPP systemxxxxxxxxxz(xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx,Jiangsu )Abstract：The Introduced the technique based

2、on group variant capp shaft system architecture, functional analysis, and system back-end database design. Discussed the parts based on group technology classification and coding method of part information input, process database creation and other key technologies.Key words: Group Technology; shaft

3、; capp system; design0 引言传统的工艺设计方式存在着很多间题, 设计的着重点放在单一品种的批量生产方面, 生产的组织管理复杂, 信息传递、反懊级慢, 对市场需求的适应性差, 生产工艺准备工作量大, 增加了许多重复性劳动, 原有的工艺信息得不到充分利用, 浪费了大 的时间和精力, 增加了劳动成本, 无法适应现代生产的多品种多批量 类型的特点。CAPP是计算机辅助工艺设计（COMPUTER AIDED PROCESS PLANNING）的简称。它能够在工艺人员较少的参与下, 自动完成工艺数据管理、零件辩识、加工过程设计、工步设计等工作, 可以在短时间内制订出高质量的工艺规程,

4、 并能有效利用原有的工艺信息, 从而大大提高了效率。CAPP 的实现方法从原理角度看有三种; 派生法、创成法和混合法 后两种方法从技术和资金角度看, 实现的难度很大, 而派生法更适合我国企业使用。下面介绍的CAPP系统即是利用派生法原理, 将计算机技术与成组技术相互融合,利用我国国家标准的JLBM-1 编码系统开发的, 针对中小型回转体零件工艺编制的CAPP 系统。CAPPMISCAQMASCAMCAD工程CAQ图1、capp信息流向图1、系统开发背景 80 年代以来, 随着机械制造业向计算机集成制造系统( CIMS ) 或智能制造系统( 1MS) 发展, CA D/CAM 集成化的要求越来越

5、强烈, 而CAD/ CAM 集成系统实际上是一种CA D/ CAPP/ CAM 集成系统。在CIMS 环境下, 计算机辅助工艺设计( CAPP) 与CIMS 中其它系统的信息流如图1 所示。从图中可看出CAPP 接受来自CAD 的产品几何拓扑、材料信息以及精度、粗糙度等工艺信息且向CAD 反馈产品的结构工艺性评价信息; CAPP 又向CAM 提供零件加工所需的设备、工装、切削参数、装夹参数以及反映零件切削过程的刀具轨迹文件同时接受CAM 反馈的工艺修改意见。由此可以看出CAPP 是设计和制造的桥梁。而在各类机械产品中, 轴类零件是比较基本和典型的零件, 应用比较广泛, 所以开发面向企业的实用型

6、轴类零件CAPP 系统很有必要。使用该系统后, 不但减少了人工编制工艺的工作量, 还提高了设计和加工质量, 同时为多品种、中小批量生产的设计和制造提供了必要的保障手段。笔者针对轴的设计与制造要求进行研究后, 提出了一个实现轴类零件CAPP 系统的总体方案, 以完成轴类零件的工艺规程编制。2系统的基本原理和功能特点2. 1系统的基本原理系统是针对某企业轴类零件的生产特点而开发的。其基本原理是利用成组技术( GT) 原理将零件按几何形状及工艺相似性分类、归族, 每一族有一个典型样件, 根据此样件建立工艺文件即标准工艺规范, 存于工艺文件库中。当需设计一个新的零件工艺规程时, 按照其成组编码, 确定

7、其所属零件族, 由计算机检索出相应零件族的典型工艺, 再根据零件的具体要求, 对典型工艺进行修改, 最后得到所需的工艺规程。2. 2系统的功能特点系统为派生式CAPP 系统, 针对轴类零件制造工艺所做的CAPP 开发。系统开发和运行均在中文WINDOWS 平台之下, 采用目前比较流行的VB6. 0 编程语言作为开发工具, 系统界面友好、操作简便,采用FOXPROW 数据库存放工艺数据文件, 有利于工艺、生产的计算机全方位管理, 实现企业内部数据共享。3系统的总体结构系统采用模块化设计, 其总体结构框图如图2 所示。包括控制模块、工艺过程设计模块、工艺管理模块、零件信息输入模块、工艺输出模块、帮

8、助模块,各模块功能如下:控制模块: 用户通过此模块调用各子模块的功能, 是系统各模块的纽带, 从总体上负责系统各功能模块之间的相互协调和调用。工艺过程设计模块: 本模块在工艺编制时, 由零件编码检索零件的标准工艺规程数据库, 进行加工工艺流程的决策、生成工艺过程卡。通过选优处理调出最佳工艺进行编辑修改并选择机床设备和刀具、夹具、量具等工艺装备。工艺管理模块: 本模块主要包括基础数据管理模块和工艺规程管理模块两部分: a. 基础数据管理模块: 对基础数据进行维护, 包括创建、增加、删除及修改等; b. 工艺规程管理模块: 对工艺规程库里的工艺文件进行查询、编辑等。零件信息输入模块: 本系统采用基

9、于成组技术( GT ) 的零件分类编码法输入零件总体信息。工艺输出模块: 完成零件工艺文件的输出, 打印等工作, 并提供页面预览功能。帮助功能: 主要向用户提供操作过程中所需的信息。4系统运行过程CAPP 系统工作运行流程如图3 所示。CAPP开始零件线性特征矩阵库CAPP系统登入结束工艺文件输出工艺数据库检查工艺对典型工艺编辑零件成组代码搜索典型工艺零件信息工艺规程管理典型工艺库检索搜索查询图3、系统工程流程图5关键技术输入标题信息检测是否已有归档？浏览输出零件编码检测典型工艺N图4、零件信息输入过程5. 1零件信息的描述与输入零件信息的描述就是对零件特征信息的标识, 即是零件信息的代码化;

10、 零件信息的输入就是将零件信息在CAPP 系统内进行传递和存储。可见, 零件信息的描述和输入是CAPP 系统设计的前提条件。在CAPP 系统中, 零件的信息包括两方面的内容: 零件的几何信息和工艺信息。零件的几何信息及零件的图形信息, 包括零件的几何形状、尺寸等; 工艺信息则包括零件各表面的精度、粗糙度、热处理要求、材料和毛坯类型等各种信息。对回转体零件信息的描述方法, 较常用的是GT 代码描述法和对零件待加工表面进行详细描述的特征表面描述法, 本系统采用GT 代码描述法中的JLBM- 1 系统编码原理, 用VB6. 0 面向对象的可视化程序编写的。5. 2工艺数据库的建立CAPP 系统中利用

11、和生成的工程数据不仅数量大, 而且内容广泛。既有工装、材料、工艺图表、线图等类型的大量静态数据, 也有设计过程中生成的动态数据, 所以建立功能完善的数据库是保证系统生成可靠工艺规程的重要方面。本系统数据库主要有工艺文件数据库、工艺资源数据库和工艺文件管理数据库等组成:工艺文件数据库: 存储基于GT 技术, 按照复合零件设计编制的标准工艺规程, 供进行新零件工艺编制时检索调用, 工艺查询时浏览。工艺资源数据库: 存储工艺设计时用的工艺参数如设备、工装、材料等基础数据。工艺文件管理数据库: 对工艺文件进行管理, 设计中可修改、存储, 供工艺文件输出时调用。5. 3标准化、规范化工艺规程由若干规范、

12、标准的工序组成. 这样的工序可以为任意一个工艺规程所用, 这样, 只要少数标准的工序就可以组成许多标准工艺规程。规范、标准的工序是实现整个工艺规范化、标淮化的基础。图5、系统建立的部分数据库6 系统运行实例及结论图6 、图7为某型号产品中的一个轴类零件( 简图) , 运用该系统对其进行工艺过程卡的编制。本系统为基于成组技术( GT) 的派生式轴类零件CAPP 系统, 在技术上较易实现, 简单实用, 且容易在GT 基础上发展成与CAD 和CAM 集成的系统。基于上述思想与方法开发的系统, 结构设计合理、 运行稳定高效,人机界面友好, 工作稳定可靠、 决策透明、 工艺数据库扩充维护方便,应用前景良好。对现行工艺规程较稳定的工厂, 此系统是简单可行的。图6.典型轴类图7、工艺卡片编辑参考文献: 1张根保.先进制造技术M . 重庆:重庆大学出版社, 1996. 2赵良才.计算机辅助工艺过程设计CAPPM . 北京:机械工业出版社, 1999. 3杜战峰.轴类零件CAPP 技术研究 J .火控雷达技术, 2002 4于海东等.轴类零件的CAD/ CAPP/ CAM 系统开发M . 昆明理工大学学报, 2003. 5 周杰,成组技术在 CAPP 中的