面向cad-capp集成的零件信息描述方法的研究

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1、“文档中国”搜集整理[www.WenDang.com]面向CAD/CAPP集成的零件信息描述方法的研究宋爱平1,2，张军2(1.东南大学机械工程系，南京,210096；2.扬州大学机械工程学院，扬州，225009)摘要：零件信息的描述及其数据的处理过程是实现CAD/CAPP集成的关键。文中论述基于特征的零件信息描述方法，对于回转体零件以形体特征描述为主导，对于箱体零件以基于零件典型实例的特征形面描述为依据，从而为实现CAD与CAPP的顺利集成奠定基础。本文在分析基于实例和特征的零件信息描述方法的基础上，结合具体的应用系统阐明该方法的应用过程。关键词：形体特征，典型实

2、例，集成，CAPP中图分类号：TH1631．引言CAPP接收零件信息的理想方式是CAPP与CAD集成，然而由于二者研究的侧重点不同，造成CAD与CAPP难以实现数据交换。对CAD系统而言，最重要的是“几何形状信息”，而在CAPP中最重要的是“加工信息”，零件信息要以加工特征为单位来标识。由于几何特征与加工特征之间存在较大区别，如何实现CAD与CAPP间的信息交换是实现CAPP与CAD集成的关键[1]。零件信息的描述方法及其零件特征数据的处理是实现CAD/CAPP集成的关键[1]。为了实现CAD与CAPP的集成，在本文中论述的方法是零件信息（几何信息和工艺信息）由输入

3、子系统接收并转化为工艺设计系统能识别的代码形式，从而解决工艺生成所需的零件信息。在对不同类型零件的信息描述方面，回转体与非回转体采用不同的方式：回转体以零件加工单元（形体特征）分解法分段输入，根据各形体单元基于轴线的位置关系组成图形；非回转体形状复杂，无法仿效回转体以轴为基准将空间三维简化为二维，就运用成组技术原理，零件按相似性分组，分组建典型实例，由典型实例图形引导零件整体结构信息和各形面特征的输入。2．回转体零件的信息描述与处理2．1形体特征分解零件形体要素就是指零件上一个相对独立的单元功能体，它一般是由几个简单的形面构成[2]。为了方便地绘制零件图形，描述零件

4、工艺信息，对于纷繁复杂的零件形式，首先从中归纳出为数不多的典型形体，再构造相应的形体绘图函数及形体特征描述函数。在回转体零件中众多复杂的零件图形都是由有限的简单形体构成，相反，用几种简单的基本图形可以拼合成多种复杂的零件图形。但是在CAPP系统中图形的分解除了受零件信息输入方式的限制外，还要考虑别的因素：①零件图形的分解不仅考虑零件的几何形状，而且要顾及零件视图上各部分的功能，每块都应能构成一个相对独立的单元功能体；②零件图形的分解要避免零件信息的重复输入，但也不能有遗漏；③零件图形的分解还要考虑拼合处理过程尽量简单，编制程序容易实现。8“文档中国”搜集整理[www

5、.WenDang.com]如图1齿轮传动轴图形可分解为下面六个单元功能体（形体）。图1齿轮传动轴形体分解综合众多零件的形体特征，对于轴类零件归纳出如表1的形体特征图：形体名称简图基本形面柱体ZM柱面内孔倒角面退刀槽带键槽柱体ZJ柱面，内孔倒角面退刀槽键槽径向孔带左过渡圆柱体ZG柱面，内孔倒角面退刀槽,键槽过渡圆半径径向孔带右过渡圆柱体ZY柱面，内孔倒角面退刀槽，键槽过渡圆半径径向孔8“文档中国”搜集整理[www.WenDang.com]左向锥体VZ柱面，内孔倒角面退刀槽径向孔锥度右向锥体VY柱面，内孔倒角面退刀槽径向孔锥度带螺纹柱体ZL柱面，内孔倒角面退刀槽径向孔螺

6、纹面带齿轮柱体ZC柱面，内孔倒角面退刀槽径向孔齿轮带花键柱体ZH柱面，内孔倒角面退刀槽径向孔花键带蜗杆柱体ZW柱面，内孔倒角面退刀槽径向孔蜗杆表1轴类零件的形体特征8“文档中国”搜集整理[www.WenDang.com]2．2零件形体特征描述及零件图形的绘制图2形体特征的描述界面针对上面描述的轴类零件的特征形体，需逐一编制相应的形体特征描述程序及零件图形的绘制程序。本系统在开发过程中选择了目前应用广泛的AutoCAD作为绘图环境，通过AutoLISP图形开发工具和DCL工具，编制形体特征描述及零件图形的绘制程序。图2是描述柱体特征的界面，所有描述数据将存储在零件特征

7、数据文件中，用于零件图形的自动绘制和CAPP的工艺设计。描述及绘制轴类零件的程序流程图如图3：确定零件绘图比例和绘图基点选择零件右端特征形体并输入其特征参数将该段形体特征数据记录于零件特征数据文件中绘制右端特征形体图形并标注尺寸选择零件下一段特征形体并输入其特征参计算下一段特征形体的绘图基点绘制特征形体图形并标注尺寸将该段形体特征数据记录于零件特征数据文件中完成各形体的描述？NY编辑零件图形保存图形文件图3描述及绘制轴类零件的程序流程图8“文档中国”搜集整理[www.WenDang.com]在CAPP系统中，不仅需要零件的几何信息，还需要零件的工艺信息。以上阐述