一种基于特征的车桥capp系统

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1、一种基于特征的车桥CAPP系统

2、第1计算机辅助工艺设计(puterAidedProcessPlanning：CAPP)是指在一个制造系统中，用计算机来确定采用一系列的加工方法，安排加工顺序，进行机床和工夹量具的选择并组织加工，最后将毛坯转变为零件产品的一种设计方法[1,2]。它是联系上游产品设计和下游产品制造加工的桥梁，是把产品由概念设计转化为实际生产的关键。它不仅可以提高工艺设计的效率和质量，缩短技术准备周期，而且可以使工艺设计规范、标准。此外。采用CAPP技术还能充分发挥计算机高速处理信息的能力，并融专家

3、经验和集体智慧于系统之中，克服个人经验的局限性，实现工艺规程设计的合理化和自动化[3,4]。汽车的需求越来越多样化，其产品趋向于多品种、小批量生产，产品信息爆炸性增长，所以汽车企业必须加快信息化进程，而CAPP软件正好适应这种趋势。笔者以车桥的加工制造为基础进行CAPP系统的应用研究。该系统可实现车桥制造加工中的计算机辅助工艺设计，能形成工艺流程卡、工序图、工序卡等标准规范且高质量的车桥工艺文件，缩短生产准备周期，并使广大工艺人员从繁琐、重复的劳动中解脱出来，从而为企业带来可观的经济效益。1系统总体设计在目前

4、的特征CAD／CAPP系统中，一般选择零件的设计或制造单元作为特征进行处理。对于车桥零件，其特点是结构复杂，但加工工序相对固定，具有较多的相似性。选择特征作为零件信息描述方法，可使系统易于实现且稳定可靠。(1)零件特征信息模型研究车桥的几何特征和工艺特征，利用特征技术构造面向车桥零件的特征信息模型，并根据这一模型实现零件信息的输入。不仅参数化地绘制出零件图形，而且能全面满足工艺决策对零件信息的要求，实现与零件图形CAD的集成。(2)工艺决策过程模型收集、整理车桥零件工艺规程设计的技术理论和经验方法，以成组技术

5、和专家系统思想为指导，研究车桥零件工艺设计知识的总结与表达。构造一个基于特征的工艺决策过程模型，以实现加工方法的选择、工序／工步的生成和工艺路线的安排。(3)工序图生成规则基于零件分组和工艺设计规则，利用已绘制好的零件图并根据所输入的工序特征及参数调用工序图数据库中的相应信息，再以人机交互的方式进行必要的编辑处理，从而实现包括工序图在内工艺文件的生成，同时为数控程序的编制作好数据准备。2关键技术及方案在研究车桥CAPP系统过程中，主要针对系统的几个关键技术和现有方法存在的问题提出相应的解决方法，使系统更简明、

6、适用，能更好地满足企业生产需求。(1)车桥零件的特征建模[5]计算机中零件模型就是一种数据结构，它要完整记录零件的所有信息，且操作方式应该有利于系统的操作处理。在CAD／CAPP集成系统中，CAD应具备2种功能：①能以适当的手段建立零件的几何模型并绘制图形；②能为CAPP提供可识别的零件特征信息。以便正确做出工艺决策。但是，通用的CAD系统只具有绘制图形的功能。它以点、线、面作为单元要素来绘制图形．而这些点、线、面却不能被CAPP所识别，更谈不上为CAPP提供什么信息，即一般通用的软件不具备第2种功能要求。必

7、须寻求建立一种新的CAD模型。从图形学的角度讲，任何一个机械零件的图形都是由若干个基本几何形体组成的组合体；从加工制造角度讲，零件的机械加工过程是对零件各组成基本几何形体表面进行逐个加工的过程。可见，基本几何形体是二者均能识别且能共享的单元要素。因此，几何造型采用特征建模，先建立基本几何形体的几何模型即特征形索，而后由特征形衰来构造整体零件的几何模型。机械CAD系统中的几何造型已从二维发展到三维实体建模，发展趋势使所建立的模型包含有更多的信息。在特征建模中，一个特征就是由一系列参数定义的几何形体，而这些参数对

8、于设计和制造工程师来说，都具有特定的含义。特征建模是一个过程，在这个过程中，先将组成零件的基本特征参数化，然后用参数化的特征来对零件进行具体描述。特征建模的特点是根据特征建立几何模型，除几何信息外，把与特征有关的各种非几何信息附加到几何模型上。在车桥零件CAPP系统中，特征形素就是这样的几何模型。例如：圆孔特征形素，既包含了零件所具有的最终几何形状的概念，还包含了一系列几何和非几何(如工艺)信息。特征建模提供了一个完全参数化设计的“自然”方法，它使参数间相互关系的捕获与管理更为方便。根据车桥零件的几何特征和车

9、桥零件的具体结构特征，将其特征分为形面特征、技术特征和管理特征，其中形面特征又划分为4大类：主特征、辅助特征、表面特征和端面特征；然后将表面特征和端面特征叠加到主特征之上，依据主特征和辅助特征建立零件的基本几何模型，再将对应于每个形面特征的技术特征和管理特征附加到基本几何模型之上。特征在进行分类后，应分别进行编号，便于信息在计算机内的存取、编辑和使用。(2)系统中CAD／CAPP信息集成方案[3,6