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计算机辅助工艺过程设计(ComputerAided Process Planning:CAPP)是现代制造技术及其自动化发展的产物,是连接CAD与CAM(ComputerAided Design and Manufacturing)的桥梁,是许多先进制造系统的技术基础之一.在机械制造业中,计算机辅助工艺设计(CAPP)是实现企业CIMS的关键技术之一.目前国内外开发的CAPP系统大多限于特性零件的研究,原因在于零件的工艺加工信息十分复杂,难以向CAD技术那样,用一个通用的模型来表达.特征建模(FM)正是在这一背景下发展起来的CAPP领域的重要技术.随着世界各国对该技术的深入研究,特征建模技术将是解决CAPP统一模型研究的关键.推土机、挖掘机支重轮在行走部分承受着整机重量,属于易损件,每台数量较多.生产批量大,每种机型产品设计又不尽相同,在该厂的加工目前采用的是国内较先进的单元柔性加工线,分为粗加工——热处理——精加工.它的粗加工、精加工单元采用数控机床及机械手自动上下料机构、自动送料机构来实现.但目前的状况我们只能用CAD绘图设计、工艺师编制工艺、手工编程及输入程序.因此研究开发支重轮零件的CAPP系统能很好的解决加工中的不足,对工厂的轮体加工有着深远的意义.它成为我们新黄工的一个新的经济增长点.CAPP系统是一个复杂的过程,为了使系统能够在实际使用中发挥积极作用,辅助工艺师定出优良、规范的工艺规程,该系统主要工作如下:(1)完成了支重轮零件CAPP系统的总体框架设计;论文根据该公司的实际需要,对支重轮类零件CAPP系统完成了以下基本要求:(a)根据输入信息,完成零件加工信息的提取;(b)根据不同的支重轮零件系列,确定相应的工艺路线;(c)输出相应的工艺文件.(2)设计了支重轮类零件的信息描述、提取系统,建立了支重轮类零件的各种工艺知识库;该系统采用零件特征描述法,完成了零件信息的输入与提取.特征建模方法可以说是当前CAPP系统零件信息描述方法研究的主流方向.用零件分类编码,毕竟是大致地区分一下零件的总体类别,不能很好地表达零件的详细信息.表面元素描述法也存在类似问题.特征描述是专一为表达零件的详细信息而设计的,随着近几年来人们对其投入大量的研究,有望在不久的将来,在机械加工行业CAD、CAPP和CAM等零件的加工特征模型的逐渐统一,从而为推广CIMS应用研究创造有利的条件.该系统采用HMCAD6.0二次开发工具建立了各种工艺数据库,根据该厂工艺卡片的实际需要规划数据库的表结构.表分为两大类:一类是工艺知识库,是用来存储一些常用术语,如工序名称、工序内容、材料牌号、设备名称等;工序名称表中存放一些常用术语,如车、铣、刨、磨等等;工序内容表中存放工序内容,如车12％％d斜面到尺寸、车％％c66H8内孔、车内端面保证尺寸19.6等等;另一类是通用库,通用库是用来存放一些系统表和一些统计汇总相关的表.例如产品、材料密度、工艺信息等等.材料密度表是用来存放计算重量有关的一些材料密度值等等.(3)用HMCAD6.0对支重轮类零件工序图进行了参数化绘制;在机械加工工艺规程的设计中,工序图的绘制是一项必不可少的工作.在实际生产中,工序图比工艺文字性描述蕰涵有更多的工艺信息,既方便于工人操作,又能省略工艺文件中冗长的文字说明.尤其对高精度的零件工艺文件中工序图的绘制更是必不可少的组成部分.因此,在CAPP中绘制工序图具有重要意义.目前CAPP系统中工序图的绘制方法有交互式绘制和参数化绘制两种.参数化绘制工序图,就是将图形的尺寸与一定的设计条件相关联.把图形的尺寸作为设计条件的函数,当设计条件发生变化时,只须相应地更新图形尺寸,重新运行程序即可.参数化绘制有两种不同的实现方式:一种是绘图软件本身具有参数化功能,可以通过修改图形中某个尺寸来重新定义模型或更新显示结果.另一种是由应用程序生成的图形具有参数化功能.这种方式下,图形的原有尺寸是参数化的、可动态修改.上述两种参数化绘图方式中,前者可方便地对已生成的图形作变互式修改.该文根据支重轮零件的特点,采用本身具有参数化功能的HMCAD6.0软件进行绘制.(4)对支重轮零件的典型工艺进行了模板定制;该文利用HMCAD6.0二次开发工具,对支重轮类零件进行典型工艺模板定制,通过参数化的方法建立了典型工艺库,在工序图调用时能自由改变尺寸.(5)配备了完整的打印系统.CAPP系统的最终目的是输出一套符合现场要求的标准,实用的工艺规程文件.因此,工艺文件的输出格式既要符合通用的标准,又要结合企业实际的要求.常用的工艺文件有工艺路线、工序卡、工序图等.在实际生产中,支重轮零件属于中、大批生产.根据该公司加工的情况和工艺文件的管理习惯.系统主要提供机械加工过程卡片及机械加工工序卡片.综上所述,零件的特征建模是CAPP系统的基础和关键,研究一种CAD、CAPP及CMA,通过建立零件特征信息模型,开发一种实用的CAPP系统是CAPP发展的必然趋势.作者在总结系统设计中的主要经验后,得出以下结论:(1)基于特征的建模能够详尽而方便地输入提取零件的加工信息表.它把零件的形状信息和工艺信息,作为属性添加到特征模型.使得零件的加工信息表达比较完全;它以分层结构表达零件的各个组成部分,层次清晰,易于计算机组织、识别.是实现CAPP系统交换的重要手段之一.(2)人机交互式信息输入法,具有良好的交互输入环境,对于不太复杂的零件CAPP系统来说,不失为一种优秀的信息提取法.(3)运用数据库存储管理工艺知识,使得对工艺知识的推理、检索十分方便,使得系统的维护、修改及扩充性好.(4)利用以AutoCADR13/R14/2000为平台的HMCAD6.0软件对该公司的工艺卡片进行模板定置,参数化绘图生成零件工序图.(6)利用软件所带的公差查询系统,能快捷、准确地输入零件的公差信息.