（机械制造及其自动化专业论文）基于知识的工程机械箱体零件capp研究.pdf

一 善 r 专 舢 一： k s t u d y o nc o n s t r u c t i o nm a c h i n e r yb o xp a r t sc a p po f k n o w l e d g e - - b a s e d ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e df o rt h ed e g r e eo fm a s t e r c a n d i d a t e ： w a n gz h e n z h o n g s u p e r v i s o r ：p r o f z h a n gj i e x i n c h a n g a nu n i v e r s i t y , x i a n ，c h i n a 4m 2伽0 0删3 脚7舢胂y _ 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 ，论文作者签名：王瞩名。汐b 年d 月侈日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 姒沙声 年d 莎月 侈 日 导师签名： 张壤1 ，壶沙户年6 多月多日 i 摘要 知识工程是以知识思维为研究对象的- i 1 学科，它将各个孤立的具体的智能研究系 统研究中的一些基本的共同问题作为知识工程的主要核心，使之成为指导其他具体研制 新的智能系统的一般方法和基本工具。它以领域内专家知识为基础，对现实工作的涉及 范围进行有目的的抽象，即能清楚的表达所希望表达的特定方面。在机械工程中知识工 程的应用案例，很大的比例是对以前知识的再利用，使专业领域技术专家的经验得到充 分的传播，进而使机械制造工艺设计不再完全依赖个人经验。 论文以蜗轮减速器箱体这一典型的箱体零件为例，以k b e 思想为指导，对零件的 c a p p 研究做了以下工作： 1 、认真分析了工程机械的国内外现状以及行业的发展趋势，并以此为基础探讨了 知识工程思想与c a p p 相结合的重要性和具体实施方法。 2 、详细论述了知识工程思想和c a p p 相关技术，系统介绍了c a x ac a p p 软件的 基本知识和功能。 3 、将k b e 的理念特别是知识复用理念引入c a x ac a p p 软件具体工艺设计中，以 涡轮减速器箱体为例做了详尽的演示，探索了工艺卡片定制的模块化、标准化的实现方 法。 基于知识的c a p p 研究实现了工艺卡片的定制标准化、模块化，从而改善工艺设计 效率低、质量不稳定、研发周期长等问题，很大程度的减轻了模具设计人员的劳动强度， 增强企业市场竞争力，具有很高的实用性。 关键词：基于知识工程；计算机辅助工艺设计； 知识库；工艺卡片定制；工程机械制造 a b s t r a c t k n o w l e d g ee n g i n e e r i n gi sak n o w l e d g eo ft h i n k i n ga st h er e s e a r c ho b j e c to f a d i s c i p l i n e ， i tw i l li s o l a t ea l lt h es p e c i f i ci n t e l l i g e n c er e s e a r c hs y s t e mo fs o m eb a s i cc o m m o ni s s u e sa s t h em a i nc o r eo fk n o w l e d g ee n g i n e e r i n g ，m a k i n gi tt h eg u i d i n go t h e rs p e c i f i cd e v e l o p m e n to f i l e wi n t e l l i g e n ts y s t e mt h eg e n e r a lm e t h o d sa n db a s i ct o o l s i ti si nt h ef i e l do fe x p e r t k n o w l e d g eb a s e do np r a c t i c a lw o r ki n v o l v i n gt h es c o p eo fp u r p o s e f u la b s t r a c t i o nt h a ti sa b l e t o ，c l e a r l ye x p r e s st h e w i s ht o e x p r e s sp a r t i c u l a ra s p e c t s k n o w l e d g ee n g i n e e r i n g i n m e c h a n i c a le n g i n e e r i n gi nt h ea p p l i c a t i o no fc a s e ，al a r g ep r o p o r t i o no ft h er e u s eo fp r e v i o u s k n o w l e d g e ，s ot h a tt e c h n i c a le x p e r t si ns p e c i a l i z e df i e l d so fe x p e r i e n c et ob ea d e q u a t e l y d i s s e m i n a t e d ，a n dt h u sm a k em e c h a n i c a lm a n u f a c t u r i n gp r o c e s sd e s i g ni sn ol o n g e rt o t a l l y d e p e n d e n to np e r s o n a le x p e r i e n c e u n d e rt h eg u i d a n c eo ft h et h i n k i n go fk b e ，w et a k e t h eb o xo ft u r b i n er e d u c e r - a c l a s s i c a lb o xf o re x a m p l et od ot h ec a p pr e s e a r c h t h i sp a p e ri sm a i n l ya b o u t ： 1 a n a l y z et h ep r e s e n tc o n d i t i o na b o u tm e c h a n i c a le n g i n e e r i n ga th o m ea n da b r o a da n d t h et e n d e n c yo fi t sd e v e l o p m e n t a n da c c o r d i n gt ot h a ta n a l y s i s ，w ei n v e s t i g a t eb o t ht h e i m p o r t a n c eo fc o m b i n i n gc a p pa n dk n o w l e d g ee n g i n e e r i n gt h i n k i n ga n dt h ew a yt ob r i n gi t i n t op r a c t i c e 2 w eg i v ead e t a i l e di n t r o d u c t i o nt ot h ek n o w l e d g ee n g i n e e r i n gt h i n k i n ga n dt h e t e c h n o l o g yr e l a t e dt oc a p ew ea l s oi n t r o d u c et h es o f t w a r e c a x ac a p ps y s t e m a t i c a l l y 3 b r i n gt h ei d e ao fk b ee s p e c i a l l yt h ei d e ao fk n o w l e d g er e u s i n gi n t ot h ed e s i g n i n g w h e nw eu s ec a x ac a p et a k i n gt h ed e s i g no fb o xo ft u r b i n er e d u c e rf o re x a m p l e ，w e i n v e s t i g a t et h em e t h o dt or e a l i z et h em o d u l a r i z a t i o na n ds t a n d a r d i z a t i o no ft h ed e s i g no f p r o c e s sc a r d t h ec a p pr e s e a r c h ，b a s e do nk n o w l e d g e ，r e a l i z e st h em o d u l a r i z a t i o na n d s t a n d a r d i z a t i o no ft h ed e s i g no fp r o c e s sc a r d ；i tc a na l s oi m p r o v et h ee f f i c i e n c yo fp r o c e s s d e s i g n ，s h o r t e nd e v e l o p i n gp e r i o d sa n de n h a n c et h es t a b i l i t yo ft h es y s t e m t h i sc a nl i g h t e n t h eb u r d e no ft h ed e s i g n e ro fm o u l da n ds t r e n g t h e nt h ec o m p e t i t i v e n e s so fe n t e r p r i s e s s oi ti s v e r yp r a c t i c a l k e y w o r d s ：k n o w l e d g eb a s e de n g i n e e r i n g ；c o m p u t e r - a i d e d p r o c e s sp l a n n i n g ； k n o w l e d g eb a s e ；p r o c e s s c a r dp l a n n i n g ；c o n s t r u c t i o nm a c h i n e r y m a n u f a c t u r i n g 1 1 目录 摘要i a b s t r a c t ，ii 目录l | i 第一章绪论1 1 1 概述1 1 2 传统机械制造1 1 3 现代机械制造2 1 4 基于知识工程的机械制作技术j 3 1 5 国内外研究现状3 1 6 本课题研究内容3 1 7 本章小结4 第二章工程机械制造的相关知识5 2 1 概j 苤5 2 2 工程机械加工工艺的基本知识5 2 2 1 工艺过程的组成5 2 2 2 零件结构工艺性要求1 0 2 1 3 定位基准的选择1 2 2 2 4 工件的定位1 4 2 2 5 工艺路线的拟定1 5 2 3 工程机械制造技术的发展趋势一l8 2 4 本章小结。l8 第三章知识工程19 3 1 知识工程及其基本理论1 9 3 2 k b e 的核心技术2 0 3 3 基于知识的系统2 2 3 4 k b e 系统的应用2 3 3 7 本章小结2 4 第四章c a x ac a p p 的相关技术研究2 6 4 1 c a p p 的基本概念2 6 4 2c a x ac a p p 概述。2 6 4 2 1 与c a d 系统的完美结合2 7 4 2 2 快捷的各种卡片模板定制手段2 7 4 2 3 即见即所得的卡片填写方式一2 8 4 2 4 能关联填写2 9 i i i 4 2 5 工艺知识库3 0 4 2 6 导航功能3 4 4 2 7 助功能3 4 4 3 卡片制定相关知识。3 4 4 3 1 定制模板。3 6 4 3 ：! f 片3 6 4 3 3 单元格3 6 4 3 4 知识库关联。3 7 4 3 5 单元格关联。3 7 4 3 6 公共信息。3 7 4 3 7 首页和附页3 8 4 4 基于知识复用的工艺设计。3 8 4 5 本章小结3 9 第五章基于知识的c a p p 应用实例4 0 5 1 设计目的4 0 5 2 工艺知识库的完善4 1 5 2 1 系统知识库的完善。4 l 5 2 2 自定义知识库的完善4 3 5 3c a p p 应用实例4 6 5 3 1 绘制工艺卡片一4 6 5 3 2 工艺制定及工艺文件5 3 5 4 整个零件过程的结果和收获6 3 5 5 本章小结6 3 第六章结论与展望6 4 6 1 结论6 4 6 2 展望“ 参考文献6 6 致谢6 9 附录1 ：蜗轮减速器箱体零件图7 1 附录2 ：蜗轮减速器箱体零件加工工艺文件7 3 i v 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 概述 在当今社会里，制造技术已是现代科技的重要组成部分。离开高度发达的制造技术， 就没有今天高度文明的现代化。知识经济的发展更促进了直接创造物质财富的制造技术 的发展和变化。作为国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生 活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。由于中国潜在的巨大市场和丰富的 劳动力资源，世界的制造业正在向中国转移，中国正在成为世界的制造大国。随着科学 技术的发展和社会需求的多样化，人们对产品的制造工艺、制造周期、生产率和生产成 本的追求越来越高，进而促使制造方法和工艺日益多样化。 为了适应产品生产周期短、产品规格多样化的需求，传统机械制造工艺正在悄然发 生着变化。如铸造、压力加工、焊接、热处理、胶结，切削加工等生产环节都采用高效 的专用设备和先进工艺，普遍实现工艺专业化和机械生产自动化。同时，高效柔性加工 系统获得迅速发展；计算机集成制造系统把计算机辅助设计系统( c o m p u t e ra i d e d d e s i g n ，c a d ) 、计算机辅助制造系统( c o m p u t e r - a i d e dm a n u f a c t u r i n g ，c a m ) 与生产 管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，m i s ) 综合成一个有机整体，实现了机械 制造过程高度自动化，极大的提高了劳动生产率和社会经济效益，这也是2 1 世纪机械 一 制造业的发展方向【1 1 。 1 2 传统机械制造 传统机械制造技术是以力学、切削理论为基础的，一般单指加工制造过程的工艺方 法。它主要着眼点是生产的优质、高效和低成本。长期以来，人们习惯于孤立地分别研 究机械制造过程中所涉及的各种问题，在改造机床、工具和制造工艺方面取得了长足的 进步，也成功的运用于大批量生产，但是没有从系统的观点来认识和分析机械制造的全 过程，没有运用系统的理论和方法，根据机械制造系统的目的，恰当的处理整体和部分、 部分和部分、整体和外部环境之间的相互联系、相互作用及相互制约的关系，就业很难 得到技术先进、经济合理、效率较高、整体运转的最佳效果。 机械制造是将制造资源( 材料、能源、设备工具、资金、技术、信息和人力等) 转 化为可供人们使用或者利用的工业品的过程，如图1 1 所示。传统的制造方法大都是由 通用机床组成的单件生产线为主要特征的机群式组态，工序分散，要求工人的技艺高； 产品零件没有互换性，产量低，价格昂贵；由于缺乏系统的试验，不能保证产品的可靠 第一章绪论 性和寿命。这些因素都必然导致生产率低，成本高，物料传送的时间利用率低，机器功 能冗余。进而很难达到机械设计者的要求及目标，使产品的生产周期延长。 方案设计( 技术可行性论 i 设计b 证、技术经济分析、可靠 叫审核h 工艺编制l 性设计与评审) 图样设计 l 审核吟 生产准备( 原材料的采 叫毛坯制造h 质量检验】 购、工装刀具准备、作 业计划编制) 零件加工( 传 叫验h 零件h 蝴试h 库 统加工、特种 加工) 图卜1 机械制造过程 1 3 现代机械制造 现代科学技术的发展对机械的性能、可靠性和经济性提出了更高的要求，也给机械 制造提供了改进和创新的方法。从上世纪2 0 年代西方发达国家利用传送线把机器连接 成大量生产的机械自动化流水线开始，时至今日制造业已经出现了机群式制造系统m s 、 刚性制造系统( 又称专用制造系统) d m l t l 和柔性制造系统( f l e x i b l em a n u f a c t u r e s y s t e m ，f m s ) 三种制造系统以及9 0 年代后期开始利用的可重构( 可重组) 制造系统 ( r e c o r t f i g u r a b l em a n u f a c t u r i n gs y s t e m ，r m s ) 【1 2 1 。 在信息时代，随着社会进步、技术发展以及全球市场竞争的加剧，人们对机械制造 的要求不断更新和提高，制造过程和活动变得愈加复杂，制造所用时间的减少和交货时 间的提前，制造所需成本的降低和质量的提高，制造产品的多样化和个性化，制造商和 用户之间信息交流都是现代机械制造业要面临和迅速解决的问题。 现代机械制造中用到的相关知识和技术有： 1 、计算机辅助制造通过电子计算机技术、自动化技术、信息技术以及仿真加工 技术、纳米加工技术、特种加工技术，借助c a d c a m 技术和柔性制造技术以实现生产 大量高度自动化、高度柔性化、高效率、高精度的各种数控机床、加工中心、柔性制造 系统、自动装配线、工业机器人等先进的以信息技术为驱动的制造业工作母机，进而为 实现机械产品的快速创新，生产周期缩短和产品多样化提供保障。 2 、网络信息和计算机技术在现代的机械制造系统中，设计、制造和运销管理都 2 长安大学硕士学位论文 已经或者正在实现自动化、智能化、信息化，用电子计算机控制的机械和生产线代替和 减少了劳动者的工作量，提高了效率。计算机虚拟技术的应用加快了产品的设计生产过 程，提高了产品的质量和可靠性，降低了成本。网络通信技术使产品的制造、生产超越 了时空和地域的限制，实现了跨时空、跨地域、跨国界的合作和集成，并逐步走向全球 化。这也是现代机械制造业所取得的伟大成就。 3 、知识工程知识工程( k n o w l e d g eb a s e de n g i n e e r i n g ，k b e ) 是一种新型智能机 械制造方法，它采用多种知识表示方法，将专家知识、零件信息、工艺制造过程知识、 环境知识等明确地表示于工艺信息模型中，同时通过事实和规则来确保对知识的高效继 承、创新、运用和管理，从而完整地表达和管理工艺制造信息模型。利用k b e 技术可 以在机械制造过程中提供相关知识，保证制造过程的有序性和高效性，以及工艺制造知 识的一致性、完整性和安全性，有利于实现机械制造中的参数化、自动化和智能化【5 1 。 1 4 基于知识工程的机械制作技术 知识工程的概念众说纷纭，到目前位置尚无统一定义，笔者认为：k b e 可以认为是 知识在众多领域中的应用，它可以地指引产品工艺设计人员进行产品的设计制造活动。 本文的研究是在c a x ac a p p 环境下进行的，它提供给用户一个方便、高效、快捷 的工艺过程设计平台。利用北航海尔提供的这个平台能够实现利用计算机进行数值计 算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。以解决手工工艺设计效率 低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。 1 5 国内外研究现状 目前，很多知名学府和跨国企业纷纷设置了k b e 研发机构，进行涉及k b e 方面的 探索。其中， c a m b r i d g e 大学、s h e f f i e l d 大学、s o u t h a m t o n 大学、南洋理工大学、美国 国防部高级研究计划局、美国的密歇根州立大学、托莱多大学和斯坦福大学等在开展有 关知识工程技术的研究工作领域有所突破。而具有代表性的研究主要有：美洲虎( j a g u a r ) 汽车知识工程系统，密歇根州立大学设计的面向用户的产品设计知识管理，南洋理工大 学研制基于工程系统的自动功能设计等。国内进行k b e 相关领域研究的机构包括华中 科技大学、上海交通大学、大连理工大学等。哈工大的林琳利用k b e 实现了基于知识 的产品概念设计。清华大学钟佩思等深入探讨了关于在c a d 系统中的知识表达的方针。 学黄深等进行了对与知识管理的集成技术研发。在知识工程理念与c a d 软件中的结合 应用方面，北航海尔通过终结数字化企业服务过程中的经验，探索将知识工程理念融入 3 第一章绪论 制造自动化，推出了c a x a c a p p 系列软件【3 】。 1 6 本课题研究内容 本课题讨论并验证了基于知识的工程机械箱体零件计算机辅助工艺过程设计 ( c o m p u t e r - a i d e dp r o c e s sp l a n n i n g ，c a p p ) 的研究。该模块是以c a x ac a p p 为平台， 结合知识工程理论，利用c a p p 系统以及工程机械工艺设计相关的专业知识，开发完成 以蜗轮减速器箱体为实例的零件计算机辅助工艺设计演示。它可以实现工艺卡片定制的 模块化、标准化，帮助工艺设计人员从繁重的、重复性劳动中解脱出来，使整个设计过 程快速高效，以节省大量时间和精力，缩短产品的研发周期。 1 7 本章小结 本章阐述了传统机械制造的过程以及现代制造技术的特点，简单叙述了基于知识工 程的机械制造的情况，对国内外的现状也做了介绍，并引出了本课题研究的内容。 4 长安大学硕士学位论文 第二章工程机械制造的相关知识 2 1 概述 近年来随着基础建设的崛起特别是公路交通建设事业的飞速发展，为我国工程机械 提供了巨大的市场和前所未有的机遇。路面工程一般具有工程大、任务重、工期短、季 节性强等特点，而如何能在短暂的施工黄金季节里高效、优质、低耗的完成工程建设任 务，这便对工程机械提出了更高的要求，进而要求工程机械制造企业不断的更新工程机 械的制造工艺和方法，以适应社会发展的需求。 2 2 工程机械加工工艺的基本知识 从原材料的进厂到产品出厂间相关联的劳动过程的总和称之为生产过程。工程机械 产品的的生产过程包括：生产与技术准备过程、毛坯的制造过程、零件的加工过程、产 品的装配过程和生产的服务过程。而工艺过程是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位 置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形 状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。 2 2 1 工艺过程的组成 机械加工工艺过程是由若干个顺序排列的工序构成。由安装、工位、工步、进给组 成，毛坯依次通过这些顺序加工后就为成品【1 1 。 1 、工序工序是由一个或一组工人，在一个工作地对一个或者同时对几个工件所 连续完成的那一部分工艺过程。确定工序的要素很多，而划分工序的主要依据是工作地 是否变动和加工是否连续。工程机械中最简单的轴类零件及其工艺过程如图2 1 ( 阶梯 轴零件) 。其单件小批量生产的工艺流程如表2 1 ，而大批量生产的工艺流程如表2 2 所示。 在表2 1 的工序2 中，先车工件一端，然后掉头装夹，再车另一端。对每一个工件来 说加工是连续的，这些加工内容属一个工序。如果先车好一批工件的一端，然后再掉头 车这批工件的另一端，这时对每一个工件来说，两端的加工已不再连续，所以应视为两 道工序，如表2 2 的工序2 和3 。所以可以说工序是组成工艺过程的基本单元。 2 、安装将工件在机床上或夹具中定位、加紧的过程称之为装夹。工件( 或装配 单元) 经一次装夹所完成的那一部分工序称之为安装。工件在一道工序中。可能有一次 或几次安装。如表2 1 的工序1 要进行两次装夹；先装夹工件一端，车平面、钻中心孔， 称为安装a ；再调头装夹，车另一端，钻中心孔，称为安装b 。工件在加工过程中，应 尽量减少装夹次数，以节省装夹时间，减少装夹误差。 5 第二章工程机械制造的相关知识 图2 - 1 阶梯轴简图 表2 - 1 阶梯轴工艺过程( 单件小批量生产) 工序号工序内容设备( 地点) 1车端面 车床 2 车外圆车床 3铣键槽、切槽和倒角铣床 4 磨外圆磨床 表2 - 2 阶梯轴工艺过程( 大批量生产) 工序号工序内容设备( 地点) 1 两边同时铣端面，钻中心孔组合机床 2 车小端外圆，切槽和倒角车床 3 车大端外圆，切槽和倒角车床 4 铣键槽铣床 5 去毛刺 钳工台 6 磨外圆磨床 3 、工位工件经一次装夹后，工件相对刀具或设备的固定部分，先后处于不同的 位置进行加工，此时一个加工位置即为一个工位。如表2 2 中工序l 铣端面、钻中心孑l 就 是两个工位。工件装夹后先铣两个端面，即工位1 ，然后移动到另一个位置钻中心孔， 6 长安大学硕士学位论文 即工位2 ，如图2 2 所示。 i 工位2 兮一 走参 门d r - _ 们 u1 弋 图2 - 2 铣端面钻中心孔( 多工位加工) 4 、工步在加工表面( 或装夹时的连接面) 和加工( 或装配) 工具不变的情况下， 所连续完成的那一部分工序称为工步。为了提高生产率，用几把刀具同时加工几个表面， 也可以看成是一个工步，称为符合工步。 5 、进给进给也称走刀。在一个工步内，若被加工表面需切去的金属较厚，则可 分几次切除，每切削一次称为一次进给。 。熟知了工艺了组成后，将路面机械加工工艺过程的各项内容用文字或表格的形式写 成工艺文件便是路面施工机械的机械加工工艺规划。它是用来指导工人操作和组织生产 的主要技术文件，也是企业和车间进行设计或技术改造的重要原始资料。这是在总结实 践经验的基础上，依照科学的理论和必要的工艺试验后制定的，并经过了逐级审批，它 反映了加工中的客观规律，有关人员必须严格执行，这也是企业的工艺纪律。当然，随 着科学技术的进步和生产的发展，应定期修改，使工艺规划更加完善合理。 工艺规划格式有： l 、工艺过程卡片该卡以工序为单位，主要列出零件加工的工艺路线，简要说明 各工艺的概况。一般作为生产管理方面使用，在单件小批量产品中也用于指导生产。格 式如表2 3 所示。 2 、工艺卡片该卡以工序为单位，详细说明整个工艺过程的工艺文件，广泛应用 于成批生产的零件和单件生产中的重要文件。格式如表2 - 4 所示。 7 第二章工程机械制造的相关知识 表2 - 3 工艺过程综合卡片 工产品名称及型零件名 零件图号 工 艺号称 厂过 材名称 毛种零件质量毛质第页 程料坯类k g量 综 牌号尺净质共页 厶 寸 且 口 里 卡 性能每台件数每批 片 工工序内容加工 设备名装备名称及编号技术时间定额 序车间 称及编夹刀量等级单件终结 号号 具具具 更 改 内 容 编校对审 厶 z i 制核签 表2 4 机械加工工艺卡片 工机械加工产品名型零件名称 厂工艺卡片 号 材名称毛种零件质毛质第页 料 坯 类 量k g 量 牌号尺净质共页 寸量 性能每台件数每批件数 工 安 工工 同切削用量 设工艺装备名技工事定 序装 步 序时备称及编号术 额m i n 内加名等 容 工 切切每分转 进 称 夹 刀 且 单准备里 级 零 削削数 给 及 具具具件终结 件 深速r m i n 量 编 数 度度 号 l 更 改 内 容 8 长安大学硕士学位论文 l 绝望! il 焦型li 空堕l 全筌ii 3 、工序卡片该卡是按每道工序编制的一种工艺文件。一般附有工序简图，并详 细说明该工序中每个工步的详细内容。工序卡片主要应用于大批大量生产中的所有零 件，中批生产中复杂零件及单件小批生产中的关键工序。格式如表2 5 所示。 表2 - 5 机械加工工序卡片 工机械加工产品名及型号零件名称零件图号 工序工序 第 r工序卡片名称号 页 车间工段材料名称材料 力学 牌号 性能 同时加工件数技术等级单件准备终 时间结时间 工序简图 设备名称设备编号夹具夹具编冷 名称号 却 液 更 改 内 容 工工计算数据切削用量 步步 号内直 走 堕 走切进 每 切 基辅地 工 名规数 容径刀边 刀 削给分削 本 助点步称格 且 里 或长余 次 深 且 转速时时时号里 长 度 且 数 度 m m i n 数度间间间 里 度 m mm m 筠鼬 r m i n m m i n 蕊m 编制 校对 审核会签 制定工艺规划的原则是：在保证产品质量的前提下，尽可能提高生产率和降低成本， 同时在充分利用本企业现有生产条件的基础上，注意到技术的先进性，经济上的合理性， 有良好的劳动条件，并符合环境保护法【刀。 在符合工艺规划基本要求的前提下，先熟悉产品的装配图和零件图，并对零件进行 工艺分析、确定毛坯的种类和制造方法、拟定工艺路线，然后进行工艺设计( 包括确定 9 第二章工程机械制造的相关知识 工序的加工余量，工序尺寸及公差，选用的设备和工艺装备、切削用量和时间定额，工 序的技术要求和检验方法等，本文结合一箱体零件运用c 岘c a p p 创建检索式c a p p 知识库) ，填写工艺文件即完成了工艺规划。 2 2 2 零件结构工艺性要求 零件结构公益性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，切削加工的可能性和 a ) 曲 ! c ) b ) 飞z 厂 气 图2 - 3 便于装夹和减少装夹次数的零件结构图 a ) 、c ) 改正前b ) 、d ) 改正后 d ) i ，lo o l l 卜 z j z j t j t z z z z z z z z , 二 ，、 z 2 0 z 二。- “，77 77 77 川。上 a ) b ) i o 长安大学硕士学位论文 图2 - 4 便于测量的零件结构工艺性 a ) 改进前的结构b ) 改进后的结构 第二章同步碎石封层设备液压系统方案研究 经济型。对切削加工零件的结构工艺性，应满足以下要求： 1 、便于装夹零件的结构应便于加工时装夹在机床或夹具上，能使定位准确，夹 紧可靠，装夹次数少。如图2 3 所示。 2 、便于加工零件的结构尺寸应尽量采用标准化数值，便于使用标准刀具、量具； 减少加工面积；便于进刀和退刀等。 3 、便于测量设计零件结构时，应考虑测量的可能与方便。图2 4 所示为便于测量 的零件结构工艺分析。 2 1 3 定位基准的选择 基准是指用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根 据作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。顾名思义，设计基准是样品设 计图中使用的基准；工艺基准是指工艺过程中所采用的基准，它包括： l 、工序基准工序基准是指在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、 形状、位置的基准。如图2 5 所示，c 面由厶确定，其设计基准面是b 面。但加工时从工 艺上考虑，按尺寸乜加工，则岛为本工序的工序尺寸，a 面为c 面的工序基准。 u 一 幽 一 ， 新建，或点取新建功能图标“d ， 弹出新建对话框，如图5 1 3 。 长安大学硕士学位论文 日翟戮琵瑟三：= ：z 2 夏= = 蜀j j 工艺规程| 工艺卡片l 工艺梗板l 功图形文件l 粥聱髀嘲菡糌抛霉搿。目翰翻瞄鞠疆鳆醐嘲躺鞠趟豳幽幽麓捌鞠穗麓嘲瑚幽幽翻嘲醴醴豳嘲r ? 翳滚群髑餮阑一黼嘲_ 霸皇 电镀工艺规程 电气装配工艺规程 锻造工艺规程 粉末冶金零件工艺规程、； 感应热处理工艺规程! 光学零件加工工艺规程 焊接工艺规程兹 机 戒加工工艺规程 机械加工工艺规程示例 冷冲压工艺规程 热处理工艺规程 、； 塑科零件压制工艺规程 塑料零件注射工艺规程 一 压力铸造工艺规程 - 缝， 油漆工艺规程 一 茹配t艽飙捍壹皇 1 确定 i 取消 图5 - 1 3 新建文件 点击“工艺模板 ，对话框改变，如图5 1 4 。点取“工艺卡片模板、“确定”，系统 将确定定制工艺卡片模板类型。 豳蓊茏稳震：烹! z 翟：= = 三= z ：浚j j 工艺规程；工艺卡片工艺梗板i 船图形文件| 疆笔灏麒磺 静瞧圈溅薹漓黼 。嚣豳l i 确定 i 取消 图5 1 4 确定工艺模板类型 3 、利用c a x ac a p p 自带的电子图版功能，根据需要绘制机械加工工序卡表格图 形。如图5 1 5 所示。 4 7 第五章基于知识的c a p p 应用实例 lli l l i h l 、i l ll i li i 图5 - 1 5 绘制表格图形 4 、依照工艺管理标准，点击文字标注图标。一a ，激活文字标注功能。依次填写 需填写文字的单元格，弹出的文字标注与编辑对话框，如图5 一1 6 。 长安大学硕士学位论文 图5 1 7 文本风格设置 选择工艺管理标注规定参数，本文采用中文字体为仿宋，西文字体为仿宋，字高7 ， 对齐方式为中间对齐，书写方向为横写，框填充方式为自动换行，中文宽度系数0 6 6 7 ， 西文宽度系数0 6 6 7 ，字符间距系数量0 5 ，行距系数0 4 ，旋转角0 ，倾斜角0 ，确定后 设置生效，设置对话框关闭，回到文字标注与编辑对话框，输入所需填写的文字“机械 加工工序卡片”，确定后结果如图5 1 8 。 i 毳羹童工工声 寿 i l i ，、 、 ， i 。i。i ill ili i 图5 1 8 卡片绘制 6 、按着以上两步填写其它单元格，文字参数中字高为3 5 ，字符间距系数量0 1 ， 其它参数不变，结果如图5 1 9 。 4 9 第五章基于知识的c a p p 应用实例 l 羲壤蔼工工群t # 嚣 l ：兰：i 麓噶t li i m lli重l l 置”i ：辩i 喀哺聃q “睁私峨特扣h 女辑h t 鞠，拜幢量- 聃d辑l t ，k 。 l 鼽， ，朋，i l 耷 il 抽 、 l t- 一j i lt i l j jji ii毫i i -i l l ， _ k - 矗 j ni 矗 i l l f l4 “e 辫l ”i l h i i ”tl 。，i 卜竺ip _ 扣p 。ll 图5 - 1 9 文字的填写 7 、点击保存图标“翻 ，弹出保存对放框，如图5 2 0 。选择c a p p 目录下的e x b 文件夹，命名为“机械加工工序卡片”，类型需为e x b ，以备以后绘制其它表格时使用。 图5 - 2 0 卡片的保存 长安大学硕士学位论文 8 、点击“工艺 下拉菜单“定义单元格属性 ，状态行提示“拾取元素 ，点取与 “产品型号 对应的单元格，单元格变为红色，按光标右键确认，弹出“属性定义 对 话框，如图5 - 2 1 。输入产品型号的拼音首字母“c p x h ，点击下拉菜单中出现“产品型 号 。查看库文字中和域名称中是否有相同的项，确定没有就选择空白。选择填写方式 分别为中间对齐。选择字体分别为仿宋，字高3 5 ，此单元格属性定义完成，表格变为 绿色。 e 荔麓嚣；襞? 4 7 7 7 7 譬_ 群7 ? 缈了? 誓，? ”? ”? 4 溺。彻 一曲；搜信自一对商盘n ；口雇 一早j l l t ，1 日牖 一 ，腿万u 妒v 丰 单元格名称：l 豳名称：i 崖到 单元格底色：e 三| i 二i 愁丛鱼| 内容：l，i 涪空 ，_ 卅o - - - - _ _ _ _ _ - 一 一域京叟 域名称：l 域规则：l 一信霉甫寸审持 t h 左右对齐： l 中间对齐 中文字体： l 仿宋g b 2 3 1 2 上下对齐： 卜匮誓舅一 酉文字体： l 曩瑚t 3 ：一 折行方式： 卜臻亨潜一 文字高度： 1 3 5 广傈持宇高字宽系数： 1 w i n d o w s 标准刊 首宇边距：阿- 一毫米 字体颜色： 1 t i 确定心) i 取消蛙) 图5 2 1 单元格属性定义 9 、点取“工序号 对应的单元格，单元格变红，按下光标右键，弹出属性定义对 话框，在单元格名称中选择输入“工序号 ，域名称中选取“工序号 ，填写方式与字体 参数不变，确定，工序号一栏属性定义完成，表格变为绿色。 l o 、点取“夹具编号 对应的单元格，单元格变红，按下光标右键，弹出属性定义 对话框，在单元格名称中选择输入“夹具编号 ，库文件名称中选取“夹具 ，库文件内 容选择“编号 ，填写方式与字体参数不变，确定，表格变为蓝色。 1 1 、定义工步内容一栏单元格属性，点取“工步内容”下的第一个单元格，单元格 变红，将光标移到这一栏的最后一个单元格中，按住c t r l 键，再按下光标左键，这一栏 单元格变为红色，放开c t r l 键，按光标右键，弹出属性定义对话框，在单元格名