1、軸類零件派生式CAPP系統(tǒng)的方案設計Xxx xxxxxxx(xxxx大學機械工程學院 江蘇 xxxxxx)摘 要 ：介紹了基于成組技術的軸類零件派生式capp 系統(tǒng)的體系結構、功能分析、和系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫的設計。討論了基于成組技術的零件分類編碼法的零件信息輸入、工藝數(shù)據(jù)庫的建立等關鍵技術。關鍵詞：成組技術；軸類零件；capp系統(tǒng)；設計方案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 引言傳統(tǒng)的工藝設計方式存在著很多間題, 設計的著重點放在單一品種的批量生產(chǎn)方面, 生產(chǎn)的組織管理復雜, 信息傳遞、反懊級慢, 對市場需求的適應性差, 生產(chǎn)工藝準備工作量大, 增加了許多重復性勞動, 原有的工藝信息得不到充分利用, 浪費了大 的時間和精力, 增加了勞動成本, 無法適應現(xiàn)代生產(chǎn)的多品種多批量 類型的特點。CAPP是計算機輔助工藝設計（COMPUTER AIDED PROCESS PLANNING）的簡稱。它能夠在工藝人員較少的參與下, 自動完成工藝數(shù)據(jù)管理、零件辯識、加工過程設計、工步設計等工作, 可以在短時間內(nèi)制訂出高質量的工藝規(guī)程,

4、 并能有效利用原有的工藝信息, 從而大大提高了效率。CAPP 的實現(xiàn)方法從原理角度看有三種; 派生法、創(chuàng)成法和混合法 后兩種方法從技術和資金角度看, 實現(xiàn)的難度很大, 而派生法更適合我國企業(yè)使用。下面介紹的CAPP系統(tǒng)即是利用派生法原理, 將計算機技術與成組技術相互融合,利用我國國家標準的JLBM-1 編碼系統(tǒng)開發(fā)的, 針對中小型回轉體零件工藝編制的CAPP 系統(tǒng)。CAPPMISCAQMASCAMCAD工程CAQ圖1、capp信息流向圖1、系統(tǒng)開發(fā)背景 80 年代以來, 隨著機械制造業(yè)向計算機集成制造系統(tǒng)( CIMS ) 或智能制造系統(tǒng)( 1MS) 發(fā)展, CA D/CAM 集成化的要求越來越

5、強烈, 而CAD/ CAM 集成系統(tǒng)實際上是一種CA D/ CAPP/ CAM 集成系統(tǒng)。在CIMS 環(huán)境下, 計算機輔助工藝設計( CAPP) 與CIMS 中其它系統(tǒng)的信息流如圖1 所示。從圖中可看出CAPP 接受來自CAD 的產(chǎn)品幾何拓撲、材料信息以及精度、粗糙度等工藝信息且向CAD 反饋產(chǎn)品的結構工藝性評價信息; CAPP 又向CAM 提供零件加工所需的設備、工裝、切削參數(shù)、裝夾參數(shù)以及反映零件切削過程的刀具軌跡文件同時接受CAM 反饋的工藝修改意見。由此可以看出CAPP 是設計和制造的橋梁。而在各類機械產(chǎn)品中, 軸類零件是比較基本和典型的零件, 應用比較廣泛, 所以開發(fā)面向企業(yè)的實用型

6、軸類零件CAPP 系統(tǒng)很有必要。使用該系統(tǒng)后, 不但減少了人工編制工藝的工作量, 還提高了設計和加工質量, 同時為多品種、中小批量生產(chǎn)的設計和制造提供了必要的保障手段。筆者針對軸的設計與制造要求進行研究后, 提出了一個實現(xiàn)軸類零件CAPP 系統(tǒng)的總體方案, 以完成軸類零件的工藝規(guī)程編制。2系統(tǒng)的基本原理和功能特點2. 1系統(tǒng)的基本原理系統(tǒng)是針對某企業(yè)軸類零件的生產(chǎn)特點而開發(fā)的。其基本原理是利用成組技術( GT) 原理將零件按幾何形狀及工藝相似性分類、歸族, 每一族有一個典型樣件, 根據(jù)此樣件建立工藝文件即標準工藝規(guī)范, 存于工藝文件庫中。當需設計一個新的零件工藝規(guī)程時, 按照其成組編碼, 確定

7、其所屬零件族, 由計算機檢索出相應零件族的典型工藝, 再根據(jù)零件的具體要求, 對典型工藝進行修改, 最后得到所需的工藝規(guī)程。2. 2系統(tǒng)的功能特點系統(tǒng)為派生式CAPP 系統(tǒng), 針對軸類零件制造工藝所做的CAPP 開發(fā)。系統(tǒng)開發(fā)和運行均在中文WINDOWS 平臺之下, 采用目前比較流行的VB6. 0 編程語言作為開發(fā)工具, 系統(tǒng)界面友好、操作簡便,采用FOXPROW 數(shù)據(jù)庫存放工藝數(shù)據(jù)文件, 有利于工藝、生產(chǎn)的計算機全方位管理, 實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)共享。3系統(tǒng)的總體結構系統(tǒng)采用模塊化設計, 其總體結構框圖如圖2 所示。包括控制模塊、工藝過程設計模塊、工藝管理模塊、零件信息輸入模塊、工藝輸出模塊、幫

8、助模塊,各模塊功能如下:控制模塊: 用戶通過此模塊調用各子模塊的功能, 是系統(tǒng)各模塊的紐帶, 從總體上負責系統(tǒng)各功能模塊之間的相互協(xié)調和調用。工藝過程設計模塊: 本模塊在工藝編制時, 由零件編碼檢索零件的標準工藝規(guī)程數(shù)據(jù)庫, 進行加工工藝流程的決策、生成工藝過程卡。通過選優(yōu)處理調出最佳工藝進行編輯修改并選擇機床設備和刀具、夾具、量具等工藝裝備。工藝管理模塊: 本模塊主要包括基礎數(shù)據(jù)管理模塊和工藝規(guī)程管理模塊兩部分: a. 基礎數(shù)據(jù)管理模塊: 對基礎數(shù)據(jù)進行維護, 包括創(chuàng)建、增加、刪除及修改等; b. 工藝規(guī)程管理模塊: 對工藝規(guī)程庫里的工藝文件進行查詢、編輯等。零件信息輸入模塊: 本系統(tǒng)采用基

9、于成組技術( GT ) 的零件分類編碼法輸入零件總體信息。工藝輸出模塊: 完成零件工藝文件的輸出, 打印等工作, 并提供頁面預覽功能。幫助功能: 主要向用戶提供操作過程中所需的信息。4系統(tǒng)運行過程CAPP 系統(tǒng)工作運行流程如圖3 所示。CAPP開始零件線性特征矩陣庫CAPP系統(tǒng)登入結束工藝文件輸出工藝數(shù)據(jù)庫檢查工藝對典型工藝編輯零件成組代碼搜索典型工藝零件信息工藝規(guī)程管理典型工藝庫檢索搜索查詢圖3、系統(tǒng)工程流程圖5關鍵技術輸入標題信息檢測是否已有歸檔？瀏覽輸出零件編碼檢測典型工藝N圖4、零件信息輸入過程5. 1零件信息的描述與輸入零件信息的描述就是對零件特征信息的標識, 即是零件信息的代碼化;

10、 零件信息的輸入就是將零件信息在CAPP 系統(tǒng)內(nèi)進行傳遞和存儲。可見, 零件信息的描述和輸入是CAPP 系統(tǒng)設計的前提條件。在CAPP 系統(tǒng)中, 零件的信息包括兩方面的內(nèi)容: 零件的幾何信息和工藝信息。零件的幾何信息及零件的圖形信息, 包括零件的幾何形狀、尺寸等; 工藝信息則包括零件各表面的精度、粗糙度、熱處理要求、材料和毛坯類型等各種信息。對回轉體零件信息的描述方法, 較常用的是GT 代碼描述法和對零件待加工表面進行詳細描述的特征表面描述法, 本系統(tǒng)采用GT 代碼描述法中的JLBM- 1 系統(tǒng)編碼原理, 用VB6. 0 面向對象的可視化程序編寫的。5. 2工藝數(shù)據(jù)庫的建立CAPP 系統(tǒng)中利用

11、和生成的工程數(shù)據(jù)不僅數(shù)量大, 而且內(nèi)容廣泛。既有工裝、材料、工藝圖表、線圖等類型的大量靜態(tài)數(shù)據(jù), 也有設計過程中生成的動態(tài)數(shù)據(jù), 所以建立功能完善的數(shù)據(jù)庫是保證系統(tǒng)生成可靠工藝規(guī)程的重要方面。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要有工藝文件數(shù)據(jù)庫、工藝資源數(shù)據(jù)庫和工藝文件管理數(shù)據(jù)庫等組成:工藝文件數(shù)據(jù)庫: 存儲基于GT 技術, 按照復合零件設計編制的標準工藝規(guī)程, 供進行新零件工藝編制時檢索調用, 工藝查詢時瀏覽。工藝資源數(shù)據(jù)庫: 存儲工藝設計時用的工藝參數(shù)如設備、工裝、材料等基礎數(shù)據(jù)。工藝文件管理數(shù)據(jù)庫: 對工藝文件進行管理, 設計中可修改、存儲, 供工藝文件輸出時調用。5. 3標準化、規(guī)范化工藝規(guī)程由若干規(guī)范、

12、標準的工序組成. 這樣的工序可以為任意一個工藝規(guī)程所用, 這樣, 只要少數(shù)標準的工序就可以組成許多標準工藝規(guī)程。規(guī)范、標準的工序是實現(xiàn)整個工藝規(guī)范化、標淮化的基礎。圖5、系統(tǒng)建立的部分數(shù)據(jù)庫6 系統(tǒng)運行實例及結論圖6 、圖7為某型號產(chǎn)品中的一個軸類零件( 簡圖) , 運用該系統(tǒng)對其進行工藝過程卡的編制。本系統(tǒng)為基于成組技術( GT) 的派生式軸類零件CAPP 系統(tǒng), 在技術上較易實現(xiàn), 簡單實用, 且容易在GT 基礎上發(fā)展成與CAD 和CAM 集成的系統(tǒng)?；谏鲜鏊枷肱c方法開發(fā)的系統(tǒng), 結構設計合理、 運行穩(wěn)定高效,人機界面友好, 工作穩(wěn)定可靠、 決策透明、 工藝數(shù)據(jù)庫擴充維護方便,應用前景良好。對現(xiàn)行工藝規(guī)程較穩(wěn)定的工廠, 此系統(tǒng)是簡單可行的。圖6.典型軸類圖7、工藝卡片編輯參考文獻: 1張根保.先進制造技術M . 重慶:重慶大學出版社, 1996. 2趙良才.計算機輔助工藝過程設計CAPPM . 北京:機械工業(yè)出版社, 1999. 3杜戰(zhàn)峰.軸類零件CAPP 技術研究 J .火控雷達技術, 2002 4于海東等.軸類零件的CAD/ CAPP/ CAM 系統(tǒng)開發(fā)M . 昆明理工大學學報, 2003. 5 周杰,成組技術在 CAPP 中的