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时间:2019-03-07
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1、http://www.paper.edu.cnCAD到CAM过程中CAPP的研究邸立明,韩相春,李宏刚(东北林业大学交通运输工程学院,黑龙江哈尔滨150040)摘要:本文论述了产品从CAD向CAM过渡的过程中,计算机辅助工艺设计(CAPP)所发挥的重要作用,阐述了CAPP系统的构成、内容、分类和基础技术,预测了CAPP今后的发展趋势,说明CAPP十分适合当前日趋自动化的制造环节。关键词:CAPP;工艺设计;CAD;CAE1概述工艺设计是机械制造生产过程的技术准备工作的一个重要内容,是产品设计与车间的实际生产的纽带,是经验性
2、很强且随环境变化而多变的决策过程。当前,机械产品市场是多品种小批量生产起主导作用,传统的工艺设计方法远不能适应当前机械制造行业发展的要求。随着机械制造生产技术的发展及多品种小批量生产的要求,特别是CAD/CAM系统向集成化、智能化方向发展,传统的工艺设计方法已远远不能满足要求,计算机辅助工艺设计(ComputerAidedProcessDesign,CAPP)也就应运而生。CAPP是通过向计算机输入被加工零件的几何信息(图形)和加工工艺信息(材料、热处理、批量等),由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。
3、CAPP[1]属于工程分析与设计的范畴,是重要的生产准备工作之一。由于制造系统的出现,CAPP向上与计算机辅助设计(ComputerAidedDesign,CAD)相接,向下与计算机辅助制造(ComputerAidedManufacturing,CAM)相连,它是设计与制造之间的桥梁,设计信息只能通过工艺过程设计才能生成制造信息,设计只能通过工艺设计才能与制造实现信息和功能的集成。2CAPP系统2.1基本构成视CAPP系统的工作原理、产品对象、规模大小不同而有较大的差异。CAPP系统基本的构成模块如图1所示,包括:1)控制
4、模块。控制模块的主要任务是协调各模块的运行,是人机交互的窗口,实现人机之间的信息交流,控制零件信息的获取方式;2)零件信息输入模块。当零件信息不能从CAD系统直接获取时,用此模块实现零件信息的输入;3)工艺过程设计模块。工艺过程设计模块进行加工工艺流程的决策,产生工艺过程卡,供加工及生产管理部门使用;4)工序决策模块。工序决策模块的主要任务是生成工序卡,对工序间尺寸进行计算,生成工序图;5)工步决策模块。工步决策模块对工步内容进行设计,确定切削用量,提供形成NC加工控制指令所需的刀位文件;6)NC加工指令生成模块。NC加工
5、指令生成模块依据工步决策模块所提供的刀位文件,调用NC指令代码系统,产生NC加工控制指令;-1-http://www.paper.edu.cn7)输出模块。输出模块可输出工艺流程卡、工序卡、工步卡、工序图及其它文档,输出亦可从现有工艺文件库中调出各类工艺文件,利用编辑工具对现有工艺文件进行修改得到所需的工艺文件;8)加工过程动态仿真。加工过程动态仿真对所产生的加工过程进行模拟,检查工艺的正确性。图1CAPP系统基本构成框图2.2内容CAPP的内容主要有:毛坯的选择及毛坯图的生成;定位基准与夹紧方案的选择;加工方法的选择;加
6、工顺序的安排;通用机床、刀具、夹具、量具等工艺装备的选择;工艺参数的计算;专用机床、刀具、夹具、量具等工艺装备设计方案的提出;工艺文件的输出。2.3步骤CAPP的步骤如图2所示,共分为5步:1)输入产品图纸信息;2)拟定工艺路线和工序内容;3)确定加工设备和工艺装备;4)计算工艺参数;5)输出工艺文件。图2CAPP流程图2.4分类[2]系统按其工作原理可分为检索式、派生式、创成式等。-2-http://www.paper.edu.cn检索式工艺过程设计系统是针对标准工艺的,将设计好的零件标准工艺进行编号,存储在计算机中,当
7、制定零件的工艺过程时,可根据输入的零件信息进行搜索,查找合适的标准工艺。派生式工艺过程设计就是利用零件有相似性,相似的零件有相似的工艺过程这一原理,通过检索相似典型零件的工艺过程,加以增删或编辑而派生一个新零件的工艺过程。创成式工艺过程设计系统和派生式系统不同,它是根据输入的零件信息,依靠系统中的工程数据和决策方法自动生成零件的工艺过程。2.5CAPP的基础技术CAPP的基础技术包括:1)成组技术(GroupTechnology)。[3]成组工艺是把尺寸、形状、工艺相近似的零件组成一个个零件族,如图3所示,按零件族制定工艺
8、进行生产制造,这样就扩大了批量,减少了品种,便于采用高效率的生产方式从而提高了劳动生产率,为多品种、小批量生产提高经济效益开辟了一条途径。图3成组技术示例图零件在几何形状、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性为基本相似性。以基本相似性为基础,在制造、装配的生产、经营、管理等方面所导出的相似性,称为二
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