编制机械制造工艺规程中几种先进技术的综合应用 - 文章

编制机械制造工艺规程中几种先进技术的综合应用

作者：韩亚利李长林

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引言

近年来随着计算机及网络技术的不断发展和应用软件的开发推广。越来越多的企业已经使用各种应用软件系统，以提高产品的设计生产水平和工作效率。但是怎样进一步完善(或有机地集成)所使用的应用软件，解决了使用单个应用软件时出现的系统功能的不兼容问题，便成为许多使用方关注的焦点。本文以编制机制工艺规程为例，简要介绍和分析目前应用的几种先进技术的基本方法及其综合应用．并讨论使计算机辅助工艺设计CAPP软件的开发平台趋向统一的发展方向。

1 成组工艺GT

成组工艺GT(Group Technology)是把品种繁多的各种单件小批量生产的零件，根据其外形结构、技术要求、加工方法的相似性，把零件分成若干组，在每一组零件中选出一个代表性零件(可以是实际存在的，也可是假想的，但须包括组内所有零件的加工要素)，根据这个代表零件制定出典型的工艺规程，选定和设计一组机床及工艺设备。并把它们组成一个专门的工段或车间。当加工对象由一种零件转变为同组内另一种零件时，由于技术要求、结构、工艺的相似。可以不改变加工方法和加工设备。甚至连控制用的凸轮、挡铁及工夹具都不用更换，或者只需略做调整，便可加工生产。例如．运用奥匹兹分类方法拆分代号为12031的零件结构，见图1。该零件是一个回转体零件，L/D=75／48．5=1．5，所以第一位数是1；一端有台阶，并有紧固螺纹，所以第二位数是2；无内孔，所以第三位数是0；需要加工键槽，所以第四位数是3；有四个轴向孔，与其它要素无位置要求，所以第五位数是1。

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按成组方式组织零件生产时，按零件的结构特征、工艺特征加工设备特征，将各零件进行分组、归类与编码。然后建立每类零件的典型图库和成组加工工艺库。制定零件成组加工工艺的方法有：1)虚拟零件法。在一个零件组中，先设计一个能够包含这组零件全部几何特征的虚拟零件，拥其有加工族中全部零件需要加工的表面．然后按这个虚拟零件进行工艺设计，即为该组零件的成组工艺。2)复合工艺路线法。在零件族内找出一个结构最复杂、工艺路线最长的零件作为代表。然后将族内其他零件有代表性而没有工序的也加入进去，从而获得一条满足全族零件加工要求的复合工艺路线。

2计算机辅助工艺设计CAPP

现有工艺设计中，工艺数据的汇总、计算、抄写等重复性劳动要占到总工作量的50％．60％．加上各种工艺基础数据的生成与文档管理，工艺管理工作占全部工作量的80％左右。工艺人员的很大一部分时间是用于工艺数据的汇总统计、重复填写等工作，因此普遍存在着下列问题：1)设计效率低、设计周期长而且设计成本较高；2)设计的个性化色彩浓重，样式繁多，不利于管理；3)设计质量参差不齐，难于实现优化设计；4)工艺人员短缺和老化。

CAPP(Computer Aided Process Planning)不仅从根本上解决了这些问题。而且能够使工艺设计人员从繁重的劳动中解放出来。从而投入更多的精力进行先进工艺的研究和实施。目前，国内外研制和实际使用的CAPP系统可以分为三种类型：派生式CAPP系统；创成式CAPP系统；综合式CAPP系统。综合式CAPP系统是将派生式系统、创成式系统与人工智能结合在一起，综合而成的一种系统。目前，世界上应用的CAPP系统大部分属于派生式系统，其原因是派生式CAPP系统是适合于回转类零件计算机辅助工艺规程设计的主要方式，基本原理见图2。

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图2 派生式CAPP系统工作原理

以成组工艺GT为基础．先将工艺流程相似的零件汇集成零件组，然后使用综合零件法或综合路线法，为每一个零件组制定适合本企业的成组工艺规程，这些标准工艺规程以一定的形式存储在计算机的数据库中．当需要设计某零件的工艺规程时，计算机根据输入的零件成组编码．查找该零件所属的零件组，检索并调出相应零件组的标准工艺规程．在此基础上再按每个零件的结构和工艺特征．对标准工艺规程进行删改和编辑，便可以得到该零件的工艺规程。

例如，运用计算机辅助工艺过程设计系统来编制某一零件的工艺规程，见图3。

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图3 加工中心加工某零件的工作路线

3 CAPP的发展趋势

由于国内企业工艺编程规范的多样性．造成现有CAPP软件开发标准的不统一，从而导致了CAPP软件与CAD／CAM软件的兼容困难。因而，CAPP软件开发平台的趋向统一是未来的发展趋势。

产品数据管理PDM fProduct Data Management)技术作为新兴的技术．它的出现为人们打开了薪的思路。以PDM系统作为集成框架．将已有的传统应用软件Auto CAD和CAPP等进行有机的集成．这时CAD、CAPP系统就会成为产品开发总环境下的有机组成部分。PDM系统不仅管理了产品从结构设计到工艺设计所需要的和所产生的全部信息。并为产品的结设计到工艺设计提供了统一的编码标准：因而使信息流动更加通畅．保证了数据的统一和共享，见图4。

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图4 PDM的CAD/CAPP集成系统

4 结束语

PDM系统是连接CAPP/CAD／CAM系统的桥梁，是发展计算机集成制造的关键技术。随着科学技术的发展和先进制造技术的应用。进一步开发和应用PDM系统．不仅可以较好地解决CAPP软件与CAD／CAM软件的兼容困难，而且可以提高CAPP/CAD／CAM系统的应用水平及效率．为PDM及ERP的后续实施打下坚实基础，并逐步实现工艺技术部门的规范化、系统化、信息化。为企业提高产品开发生产的经济效益提供强有力的保证。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2/3/2009)


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