箱体零件工艺路线分层决策方法.pdf

箱 体 零 件 工 艺 路 线 分 层 决 策 方 法!#$%$&( )*%+, -%( ./$ )$/� 1#23#+&# ./$ 4/5!6(7# )%$60秦 宝 荣!王 宁 生!（!南 京 航 空 航 天 大 学盐 城 工 学 院 ）摘 要 ： 箱 体 零 件 特 征 面 多 ， 加 工 方 法 多 ， 工 艺 路 线 决 策 的 规 模 大 ， 决 策 算 法 复 杂 。 文 章 将 工 艺 路 线 决 策 过 程分 解 成 特 征 工 艺 决 策 、 加 工 路 线 排 序 、 工 序 决 策 、 工 步 决 策 四 个 层 次 。 决 策 过 程 中 ， 将 决 策 算 法 与 零件 的 具 体 形 状 特 征 、 加 工 方 法 相 分 离 ， 简 化 了 算 法 ， 提 高 了 决 策 算 法 的 实 用 性 和 灵 活 性 。关 键 词 ： !# 箱 体 工 艺 路 线 决 策工 艺 路 线 决 策 是 #$ 系 统 的 核 心 ， 其 任 务 是 将零 件 各 个 形 面 的 加 工 方 法 排 序 ， 生 成 工 序 和 工 步 。 由于 工 艺 路 线 决 策 涉 及 的 约 束 因 素 多 ， 个 性 、 随 机 性 和 经验 性 强 ， 使 工 艺 路 线 决 策 很 困 难 ， 成 为 #$ 系 统 实 用化 的 一 个 瓶 颈 。本 文 提 出 的 箱 体 零 件 工 艺 路 线 分 层 决 策 方 法 将 工艺 路 线 决 策 过 程 分 解 成 特 征 工 艺 决 策 、 零 件 加 工 路 线排 序 、 工 序 决 策 、 工 步 决 策 四 个 层 次 。 其 基 本 思 想 是 ：先 按 加 工 特 征 面 的 类 型 、 加 工 阶 段 、 特 征 面 性 质 排 序 生成 零 件 的 加 工 路 线 ， 再 按 加 工 阶 段 、 加 工 方 法 类 生 成 工序 工 步 链 。 将 决 策 算 法 与 零 件 的 具 体 形 状 特 征 、 具体 加 工 方 法 相 分 离 。 整 个 决 策 过 程 体 现 了 化 整 为 零 、由 粗 到 细 、 逐 步 优 化 的 策 略 ， 简 化 了 决 策 算 法 ， 提 高 了算 法 的 实 用 性 和 灵 活 性 。本 文 将 以 图 % 零 件 为 例 ， 讨 论 箱 体 零 件 工 艺 路 线分 层 决 策 方 法 。图 % 示 例 零 件 简 图$ 特 征 工 艺 决 策特 征 工 艺 决 策 的 主 要 任 务 是 确 定 各 特 征 表 面 的 加工 方 法 链 （ 加 工 方 法 链 略 ） ， 选 择 特 征 加 工 的 定 位 基 准 ，为 工 艺 路 线 决 策 做 好 准 备 。 表 % 是 示 例 零 件 各 特 征 表面 的 加 工 方 法 链 。 表 & 是 示 例 零 件 特 征 加 工 的 定 位 基准 。 表 示 粗 基 准 ， ( 表 示 精 基 准 ， %、 &、 ) 表 示 第 %、 &、 )基 准 。表 $ 示 例 零 件 特 征 表 面 加 工 方 法 链特 征 表 面 加 工 方 法 链*+%,%、 *+%,&、 *+%,)、 *+%,- 粗 铣 、 半 精 铣 、 精 铣*+%,.、 *+%,/ 粗 铣 、 半 精 铣0+%,)、 0+&,)、 0+),)、 0+%,-、 0+&,-、 0+),- 粗 镗 、 半 精 镗 、 精 镗0+%,%、 0+&,%、 0+%,&、 0+&,&、 0+-,-、 0+.,- 钻 孔 、 粗 铰 、 精 铰12+%,% 3 +/,%、 12+%,& 3 +/,&、 12+%,& 3 %&,)、12+%,- 3 +4, 、 攻 丝表 % 示 例 零 件 定 位 基 准 表加 工 特 征基 准 特 征*+%,%*+%,&*+%,)*+%,-*+%,.*+%,/*+%,%*+%,&*+%,)*+%,-*+%,.*+%,/0+%,%、 0+&,%、 12+%,% 3 12+/,%0+%,&、 0+&,&、 12+%,& 3 12+/,&0+%,) 3 0+),)、 12+%,) 3 12%&,)0+%,- 3 0+.,-、 12+%,- 3 12+4,-5%(5%(5%(5%(5%(5%(5%(5%(5%(5%5&(5&(5&(5&(5&(5&(5&(5&5)(5)(5)(5)(5)(5)% 零 件 加 工 路 线 排 序加 工 路 线 排 序 应 遵 循 以 下 原 则 ：!先 面 后 孔 原 则（ !%） ，先 粗 后 精 原 则 （ !&） ，#基 面 先 行 原 则 （ !)） ，$先 主 后 次 原 则 （ !-） 。为 了 便 于 实 现 排 序 原 则 对 排 序 的 约 束 ， 先 对 每 一个 工 步 确 定 一 个 优 先 级 ， 然 后 按 照 优 先 级 的 大 小 进 行!国 家 4/) 高 新 技 术 发 展 计 划 项 目 （ 4/) 6 .% 6 7%+ 6 -+)） 万方数据排序。排序原则对加工优先级影响系数见表 !。表 ! 加工优先级影响系数特征类型 !加工阶段 !#特征性质 !平面、台阶面、凹坑、槽等#粗加工 $ 基准特征 $半精加工 ! 主要特征 !光孔、阶梯孔、锥孔、螺孔等精加工 # 次要特征 #精密加工 其它 箱体上平面、台阶面、凹坑、槽等特征的加工方法一般为铣、刨，可归并为面类加工；光孔、阶梯孔、锥孔、螺孔等特征的加工方法一般为钻、镗、铰、攻丝等，都属于孔类加工。主要特征指平面及尺寸较大或精度较高的孔，次要特征指平面上的台阶、凹坑、槽、小孔、螺孔等。若排序原则的约束次序为 # % # % #! % #$，则各个加工工步排序的优先级为 $（ %） & !（ %） (!)!#（ %） (#) !（ %） (。示例零件按照优先级排序的结果如图 # 所示。图 # 示例零件加工路线排序结果! 工序决策!# 工序决策原则（ ）粗精分开原则 按粗加工、半精加工、精加工划分加工阶段，便于合理选择机床设备，安排热处理等辅助工序。图 ! 示例零件工序工步链（ #）工序集中、机床集中原则各工序的工步数尽可能多，充分发挥机床的效率，缩短工艺路线。!$ 生成工序工步链生成工序工步链的方法是：从加工路线的第一个加工工步开始顺次向后逐一进行比较，将 & 个加工阶段、加工方法都相同的加工划分为一个工序，从第 & ) 个加工开始，重复前述过程，直至加工路线中的最后一个加工工步为止。具体算法如下：第一步（ *+,-） 工序初始化：建立工序工步链的表头表尾信息；加工链指针指向加工路线的第一个工步，工序计数器、工步计数器置。生成工序工步链的第一个工序节点和工步节点，将工序节点的工步指针指向第一个工步。加工链指针加 。第二步（ *+,-#） 将加工路线的当前工步与前一工步比较，若加工阶段代码、加工方法都相同，则工序工步链的工步计数器加 ，工序工步链中增加一个工步节点，建立工步节点的前后指针和工序指针；否则，工序工步链的工序计数器加 ，工步计数器置 ，工序工步链中增加一个工序节点，建立工序节点的前后指针，并将工序工步链的工步指针指向加工路线的当前工步。第三步（ *+,-!） 加工路线指针加 ，若指针超出加工路线范围，则结束，否则返第二步（ *+,-#）。! 工序修正（ ）工序分解 工序决策时，按加工方法种类可能将平面上凹坑、槽等的铣削工步与平面的铣削工步划在同一工序中，按工艺习惯应将凹坑、槽等的铣削与平面的铣削分开，单独分解为一个工序，安排在面的半精加工之后、精加工之前，每分解一个工序，工序链中即增加一个节点。孔加工工序中，一个工序包含了相同加工方法的多个方位上孔的加工工步，可按备选机床的工艺能力，将孔加工工序按方位分解成多个工序，对采用孔作统一基准的零件，应将基准孔的加工单独分解成一个工序，调整到使用该基准的面加工工序之前。（ #）工序合并 工序划分时，按粗精分开原则，将面和孔的精加工分成不同的工序，按加工方法，将孔的 $. 万方数据巧 用 三 位 钻 座! #$% !&$() *+), -)./+ -+(01223黄 建 华（ 安 徽 省 六 安 市 轴 承 厂 ）在 车 床 上 加 工 工 件 内 孔 时 ， 经 常 把 钻 头 装 在 车 床尾 座 上 进 行 加 工 ， 每 使 用 一 种 刀 具 就 得 调 换 一 次 钻 夹三 位 钻 座 简 图#$ 转 盘 %$ 定 位 销 !$ 弹 簧 &$ 手 把 、 #$ 轴 承 ($ 垫圈 )$ 螺 母 *$ 心 轴 +$ 尾 柄 #,$ 钻 夹 头头 ， 这 样 会 浪 费 很 多 工 时 。 为 此 我 们 采 用 自 制 的 三 位钻 座 （ 附 图 ） ， 在 完 成 钻 、 扩 、 铰 孔 等 工 序 时 可 快 速 及 时换 刀 ， 操 作 方 便 、 省 时 ， 效 果 很 好 。三 位 钻 座 的 转 盘 # 上 均 布 三 个 安 装 钻 夹 头 的 % 号莫 氏 锥 孔 ， 转 盘 由 另 外 三 个 定 位 孔 和 定 位 销 % 定 位 ， 保证 莫 氏 锥 孔 与 钻 座 尾 柄 #, 在 同 一 轴 心 线 上 。转 盘 转 位 时 ， 先 将 定 位 销 % 拔 出 ， 转 动 转 盘 即 可 。作 者 ： 黄 建 华 ， 安 徽 六 安 市 东 七 里 站 ， 安 徽 六 安 轴承 厂 ， 邮 编 ： %!),#,， 电 话 ：（ ,(&） !#%!#+ - %(),（ 编 辑 符 祚 钢 ）（ 收 稿 日 期 ： %,# - ,& - ,%!）钻 、 镗 、 铰 分 成 不 同 的 工 序 。 按 工 序 集 中 和 机 床 集 中 原则 ， 可 将 能 在 同 一 台 机 床 上 加 工 的 工 序 合 并 。 例 如 ， 若采 用 加 工 中 心 加 工 ， 可 将 一 些 加 工 量 较 小 的 凸 台 、 凹坑 、 槽 以 及 多 个 方 位 上 孔 的 粗 、 精 加 工 合 并 成 一 个 工序 ， 每 合 并 一 个 工 序 ， 工 序 链 中 即 减 少 一 个 节 点 。!# 插 入 辅 助 工 序加 工 路 线 中 仅 考 虑 了 机 械 加 工 的 排 序 ， 在 工 序 链中 还 必 须 插 入 划 线 、 热 处 理 、 检 验 等 辅 助 工 序 。示 例 零 件 面 的 加 工 按 粗 铣 、 半 精 铣 、 精 铣 划 分 成 三个 工 序 ， 可 安 排 在 一 台 龙 门 铣 床 上 分 阶 段 加 工 ， 方 位#、 % 上 孔 和 螺 纹 底 孔 的 加 工 合 并 为 一 个 工 序 ， 在 一 台摇 臂 钻 床 上 加 工 ， 方 位 !、 & 上 的 孔 和 螺 孔 的 加 工 合 并为 一 个 工 序 ， 在 一 台 卧 式 加 工 中 心 上 加 工 ， 在 面 的 粗 加工 前 应 插 入 划 线 工 序 ， 在 面 的 各 加 工 阶 段 之 间 应 插 入时 效 处 理 工 序 ， 机 械 加 工 结 束 后 应 安 排 检 验 工 序 。 示例 零 件 的 工 序 工 步 链 见 图 !。# 工 步 决 策加 工 路 线 排 序 时 基 本 上 确 定 了 各 工 序 中 机 械 加 工工 步 的 顺 序 ， 工 步 决 策 的 任 务 是 根 据 零 件 的 加 工 要 求 ，对 各 工 序 中 少 数 工 步 进 行 调 整 ， 并 安 排 去 毛 刺 、 检 验 等辅 助 工 步 等 。 经 工 步 决 策 后 ， 即 得 到 完 整 的 工 艺 路 线 。$ 结 语箱 体 零 件 结 构 复 杂 ， 加 工 种 类 多 ， 其 工 艺 路 线 决 策是 一 个 非 常 复 杂 的 问 题 ， 本 文 将 工 艺 路 线 决 策 过 程 分解 成 多 个 层 次 进 行 求 解 ， 简 化 了 排 序 算 法 ， 加 工 路 线 的排 序 算 法 及 工 序 的 生 成 算 法 不 涉 及 具 体 的 加 工 面 和 加工 方 法 ， 提 高 了 决 策 方 法 的 通 用 性 和 灵 活 性 。 为 箱 体零 件 工 艺 决 策 提 供 了 一 个 有 效 的 实 用 方 法 。参 考 文 献# ./0/12/3 4/2/13/35 6278/79 :; 4?7:2 733G=8A 77B Y/ 735 N?7;?， #+(， +（ %） ： #& M #( 蔡 力 钢 ， 李 培 根 $ 回 转 类 零 件 基 于 分 级 约 束 的 加 工 方 法 排 序 算 法 $机 械 工 程 学 报 ， %,， !(（ %）第 一 作 者 ： 秦 宝 荣 ， 南 京 航 空 航 天 大 学 程研 究 中 心 ， 邮 编 ： %#,#(（ 编 辑 周 富 荣 ） （ 收 稿 日 期 ： %,# - ,) - #,） &+ 万方数据箱体零件工艺路线分层决策方法作者： 秦宝荣， 王宁生作者单位： 秦宝荣(南京航空航天大学;盐城工学院)， 王宁生(南京航空航天大学)刊名： 制造技术与机床英文刊名： (期)： 2002，(12)被引用次数： 3次参考文献(5条)a 994(04) 996(02)转类零件基于分级约束的加工方法排序算法期刊论文000(02)相似文献(10条)于人工神经网络的箱体类零件的机床与液压2001,1(1)将人工神经网络应用于箱体类零件的化了零件的信号识别和分类；工序图是箱体类零件的文探索一种有效的绘图方法，使箱体类零件的芳 箱体类零件析箱体类零件工艺结构性和究能有效描述箱体类零件信息,同时也有利于实现讨有关箱体类零件艺过程设计策略方面的问题,研究发具有较好的一致性、究如何应用有关软件设计语言和机制工艺理论,采用创成式方法,开发一个实用性好、种箱体类零件河北科技大学学报1999,20(3)整与否将对绍了用于箱体类零件的一种信息描述方法海军 箱体类零件005伴随着计算机技术在制造系统的广泛应用，国民经济的发展中起到了重要的作用，刺激了国民经济的增长。与此同时，工艺过程设计与计算机联系了起来，计算机辅助工艺过程设计(运而生。开展对由于为集成制造系统(彼此孤立的系统，他们的数据模型彼此不相容，缺乏相关的信息交换。重要的是需要面向加工过程的非几何信息。因此就导致在建立要补充输入上述非几何信息，甚至还要重复的输入加工特征信息，无法实现不但造成人为干预量大，数据大量重复的尴尬局面，影响了工程设计效率的进一步提高，况且在人工转换过程中，难免发生错误，这将给生产带来极大的危害。为了解决这些问题，笔者查阅了大量的国内外最新的相关文献，在参考相关文献的基础上，经过调查和研究，以箱体行立以参数化建模技术为基础的箱体零件模型，从根本上解决零件的描述和输入问题，并给出了集成的方法和设计程序，同时这些思路和方法可以完全扩展到其它的有关用言进行过用人工神经网络对经网络优化的结果制成工艺卡输出，使加工过程更加合理；设计开发出一个箱体类零件行结果比较