1.CAPP系統(tǒng)簡(jiǎn)述

    CAPP(computer aided process planning，計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì))的作用是利用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行零件加工工藝過(guò)程的制訂，把毛坯加工成工程圖紙上所要求的零件。它是通過(guò)向計(jì)算機(jī)輸入被加工零件的幾何信息(形狀、尺寸等)和工藝信息(材料、熱處理、批量等)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)輸出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件的過(guò)程。

    圖1 CAPP系統(tǒng)組成

2.創(chuàng)成式CAPP工藝數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

    創(chuàng)成式CAPP工藝數(shù)據(jù)庫(kù)包含許多要素，例如：加工方法，加工順序的確立，零件毛坯材料，工件熱處理工藝，機(jī)床刀具選擇等等。本文是應(yīng)用C++匯編語(yǔ)言，事先在ACCESS中創(chuàng)建多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表格，應(yīng)用C++Builder軟件，對(duì)ACCESS進(jìn)行調(diào)用，在對(duì)調(diào)出的信息進(jìn)行編輯和篩選處理，選出最佳加工工藝方法。加工鏈的選取同時(shí)參考了經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)(IT)，表面粗糙度Ra(um)和適用范圍的條件，選取最佳的加工方案，下面以一個(gè)外圓表面加工方案表格為例：首先進(jìn)入ACCESS軟件，創(chuàng)建表，進(jìn)行字段設(shè)計(jì)如下：

    圖2 外圓表面加工方案

3.創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)

    3.1 零件毛坯的選擇

    工藝設(shè)計(jì)時(shí)，往往首先要對(duì)零件的毛坯類型做出選擇，毛坯類型的確定主要受零件的重量、批量、材料和結(jié)構(gòu)等因素的影響。

    3.2 零件特征的劃分

    對(duì)零件圖的分析，最重要的就是對(duì)零件特征的詳細(xì)劃分，因?yàn)榱慵�的特征直接�?duì)應(yīng)著后續(xù)的零件加工鏈的生成。依照零件圖，對(duì)零件進(jìn)行詳細(xì)的特征劃分，不要遺漏。

    3.3 零件幾何信息的預(yù)處理

    主要的預(yù)處理是：將輸入零件總體信息中軸向最大尺寸、徑向最大尺寸和材料密度轉(zhuǎn)換成工藝決策所需的零件重量代號(hào)和長(zhǎng)徑比；材料類型轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的材料類型代號(hào)；將輸入零件幾何信息中的尺寸公差按國(guó)標(biāo)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)。

    3.4 加工鏈的生成

    對(duì)第一個(gè)表面特征平面來(lái)進(jìn)行加工鏈生成。

    方法：首先是在ACCESS中創(chuàng)建平面加工方案，保存。進(jìn)入C++Builder軟件運(yùn)用c++匯編語(yǔ)言，來(lái)完成加工鏈的調(diào)用。

    用if語(yǔ)句，在對(duì)話框中安裝零件信息和要求輸入零件的信息，點(diǎn)擊加工方案按鈕，既可自動(dòng)生產(chǎn)對(duì)應(yīng)的加工鏈，在點(diǎn)擊調(diào)人工藝卡，則該加工鏈可存人工藝卡中。如若輸入錯(cuò)誤．可點(diǎn)擊重新輸入按鈕，再次輸入數(shù)據(jù)。完成后，可點(diǎn)擊返回按鈕，返回到主頁(yè)面。

    3.5 加工階段的劃分

    路線按工序性質(zhì)的不同，一般可劃分為四個(gè)加工階段，即粗加工階段、半精加工階段、精加工階段和超精加工階段。零件依次按階段加工，有利于消除或減少變形對(duì)精度的影響，避免已加工表面受到損傷，便于及早發(fā)現(xiàn)工件內(nèi)部缺陷，合理選擇設(shè)備并有利于車間設(shè)備的布置。工藝路線是否劃分階段，以及劃分的嚴(yán)格程度．主要由工件的變形對(duì)精度的影響程度來(lái)確定，在劃分了加工階段后，就確定了各表面加工方法的大致順序。

    3.6 加工基準(zhǔn)的確定

    在設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)，重要問(wèn)題之一是要考慮位置精度的保證問(wèn)題，在零件圖中，通過(guò)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)尺寸來(lái)表達(dá)各表面的位置要求。在加工時(shí)，是通過(guò)原始基準(zhǔn)及原始尺寸來(lái)保證這些位置要求的，而原始尺寸方向上的位置，在加工時(shí)由定位基準(zhǔn)來(lái)確定的；加工后工件上各表面間的位置是通過(guò)測(cè)量基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)的。因此，基準(zhǔn)選擇主要研究的是加工過(guò)程的表面位置精度及其保證方法。對(duì)于回轉(zhuǎn)體零件而言，定位基準(zhǔn)的選擇一般要綜合考慮零件的具體類型、加工表面表類型及所處的加工階段來(lái)確定。

    3.7 工序集中與分散

    傳統(tǒng)的以專用機(jī)床、組合機(jī)床為主體組建的流水生產(chǎn)線、自動(dòng)生產(chǎn)線基本是按工序分散原則組織工藝過(guò)程的，這種組織方式可以實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率生產(chǎn)，但對(duì)產(chǎn)品改型的適應(yīng)性較差，轉(zhuǎn)產(chǎn)比較困難。采用數(shù)控機(jī)床和加工中心加工零件都按工序集中原則組織工藝過(guò)程，雖然設(shè)備的一次性投資較高，但由于可重組生產(chǎn)的能力較強(qiáng)，生產(chǎn)適應(yīng)性好，轉(zhuǎn)產(chǎn)相對(duì)容易，仍然受到越來(lái)越多的重視。

    3.8 生成工藝過(guò)程卡

    當(dāng)以上各步驟執(zhí)行完后，需要進(jìn)行加工順序的安排以最終輸出工藝過(guò)程文件。每個(gè)特征對(duì)應(yīng)的加工鏈生成后，已經(jīng)直接將對(duì)應(yīng)的加工鏈調(diào)入到ACCESS中一個(gè)空白的新表《工藝卡》中，并選入了相應(yīng)的機(jī)床和所加工形面的名稱、編碼與層次號(hào)。但是加工鏈中還是有重復(fù)和沖突的部分，這還是要通過(guò)更高級(jí)的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)進(jìn)行優(yōu)先等級(jí)的判斷，這里由于技術(shù)所限，還不能到達(dá)最優(yōu)排列。零件的加工是由粗到精的過(guò)程，用來(lái)指導(dǎo)零件加工的工藝規(guī)程文件，不僅要規(guī)定每一道，廠序的內(nèi)容而且要指明各遭工序間先后順序。最終還是要對(duì)加工的順序和每次加工的內(nèi)容進(jìn)行人工編輯，達(dá)到最優(yōu)工藝卡的生成。

4.系統(tǒng)的運(yùn)行和評(píng)價(jià)

    4.1 系統(tǒng)的運(yùn)行

    打開(kāi)C++Builder軟件，可根據(jù)零件信息選擇工具欄中各個(gè)選項(xiàng)，進(jìn)入加工鏈生成窗口，按照零件圖上所給出的零件信息對(duì)界面輸入所需信息，生成單個(gè)的特征所對(duì)應(yīng)的加工鏈，點(diǎn)擊調(diào)人數(shù)據(jù)庫(kù)button，將生成的加工鏈記錄到工藝卡中，如輸入出錯(cuò)，可點(diǎn)擊重新輸入button，完成后可點(diǎn)擊返回button，返回到起始窗口，再對(duì)下一個(gè)特征進(jìn)行同樣的操作。

    圖3 最終生成的工藝卡

    4.2 系統(tǒng)的評(píng)價(jià)

    本系統(tǒng)以回轉(zhuǎn)體零件為例，設(shè)計(jì)中包含了平面加工，外圓表面加工，內(nèi)孔表面加工，倒角和鍵加工，可以滿足簡(jiǎn)單的軸零件的工藝生成。

    系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行穩(wěn)定高效。人機(jī)界面友好，操作簡(jiǎn)便，能輔助初級(jí)水平的工藝人員完成較高水平的工藝設(shè)計(jì)。系統(tǒng)工藝決策過(guò)程而向用戶，透明性好，便于用戶對(duì)決策過(guò)程的干預(yù)，工藝數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)充維護(hù)方便。能滿足不同加工環(huán)境下回轉(zhuǎn)體零件工藝規(guī)程設(shè)自動(dòng)化的要求，柔性化程度高。不過(guò)由于能力所限，目前系統(tǒng)還只是小零件的設(shè)計(jì)，對(duì)復(fù)雜的零部件，該系統(tǒng)還有待于進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)，對(duì)數(shù)據(jù)的補(bǔ)充，系統(tǒng)判決的優(yōu)化等等。

5.結(jié)論

    創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)能很方便地設(shè)計(jì)出新零件的工藝規(guī)程，有很大的柔性，適應(yīng)范圍廣，一般分為回轉(zhuǎn)體零件和非回轉(zhuǎn)體零件兩大類。另外還可以和CAD系統(tǒng)以及自動(dòng)化的加工系統(tǒng)相連接，實(shí)現(xiàn)CAD/CAE/CAM的一體化。創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，可以從一部分上代替人工來(lái)完成對(duì)零部件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，并且隨著對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)的不斷填充，可使系統(tǒng)逐漸趨于完善，達(dá)到對(duì)工藝生成的省時(shí)，省力，高效，準(zhǔn)確。

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本文標(biāo)題：回轉(zhuǎn)體創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

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