计算机辅助工艺过程设计第章

计算机辅助工艺过程设计

教师：王广林

单位：哈尔滨工业大学机电工程学院

通信地址:哈尔滨工业大学421信箱邮政编码:150001电话O)

传真-Mail:glwang@

计算机辅助工艺过程设计

第1章概述第2章原始信息的描述与输入第3章CAPP工艺路线的生成第4章工序工艺的设计第5章CAPP系统设计第6章CAPP系统开发、应用、维护及产品化

第7章工具型CAPP软件

概述

1.1工艺过程计算机辅助设计的意义

整个生产活动可分为生产准备和生产过程两大阶段。生产要以生产准备为先导。而生产准备则要源于生产对象的准备(即产品设计)，并以其为依据，进行工艺准备(工艺设计)。工艺过程设计涉及物理、化学、力学等多门自然学科知识，以及各种生产技术，甚至涉及社会科学，因此它本身是一门综合性学科。长期以来，工艺过程主要凭工艺人员的经验，以手工方式进行设计。经验包括本人的和他人的(记录在手册和各种总结资料中)。只有较小的一部分工作，可以用理论计算的方法解决。

概述图1-1生产活动的组成工步设计数控程序工序设计工艺路线生产准备产品准备工艺准备生产系统原材料准备管理系统其它准备制造贮存包装运输其他生产过程工艺过程设计工装准备作业计划方案构思总图设计零件图设计装配加工检验CADCAMCAPPCIMS概述机械制造系统系统是由几个相互作用和相互依赖的部分组成，并且具有特定功能的有机整体。对于制造企业来说，系统可大可小。随着社会发展和技术的进步，特别是大规模集成电路和计算机技术的迅速发展，促进了计算机数控(CNC)和柔性制造(FMS)技术的发展，推动了机械制造系统的自动化。现有的机械制造系统可以根据系统中加工方式和设备，分为自动线(TransferLine)、专用自动机、柔性制造系统(FMS)、制造单元(Manufacturingcell)和通用机床等。概述计算机集成制造系统C1MS概念CIMS(ComputerIntegratedManufacturingsystem)是企业生产活动全过程中各功能子系统的完美集成，即从市场预测、经营决策、计划控制、工程设计、生产制造、质量控制到产品销售等支持功能部门，合理地通过计算机网络联结成一个整体，以保证企业内部信息的一致性、共享性、可靠性、精确性积及时性，实现生产的自动化和柔性化，达到高效率、高质量、低成本和灵活生产的目的。CIMS的关键首先是集成问题。集成不是简单的组合，在机械制造工厂这个多层次多环节的生产系统中，各子系统传统上都是分散、独立地运行着。由于各子系统既要调用个子系统共用的数据和信息，又要处理本系统的特有数据和信息，因此如何划分层次结构，正确处理集中和分散的关系，又能有效地使各子系统成为一个集成环境，就成为实施CIMS的关键之一。概述传统设计方法要求设计人员具有丰富的生产经验，他们必须：①具有丰富的生产经验；②熟悉企业内部各种加工方法及相应的设备使用情况；③熟悉企业内部各种生产加工规范和有关规章制度；④能与各方面保持友好合作。

概述

传统的工艺过程设计存在一系列不足：①首先是设计质量不稳定。②其次是工艺设计中有大量繁琐的事务性工作，用手工完成不仅效率低、周期长、容易出错，更主要是这些工作分散了工艺人员的精力，影响其从事创造性的思维和设计工作。计算机辅助工艺过程设计(ComputerAidedProcessPlanning缩写CAPP)为解决工艺设计传统的手工方法的不足提供了新的途径。在CAPP发展史上具有里程碑意义的是计算机辅助制造国际组织CAM-I（ComputerAidedManufacturing-International）于1976年推出的CAPP系统。概述

工艺过程计算机辅助设计的意义：1.提高设计质量2.提高设计效率，降低费用3.实现生产的计算机集成概述1.2CAPP的基本过程和基本问题手工设计工艺过程大致经历如下三个步骤：1.收集、分析原始资料2.编制工艺过程3.填写工艺文件采用计算机辅助工艺设计，也基本是按这三个步骤进行的，只是在各步骤中，应按计算机的特点进行工作。1.要将原始信息输入计算机。2.计算机要能模拟工艺人员解决工艺课题的思维过程，设计出在一定约束条件和有限资源下，达到要求目标的工艺过程。3.是利用计算机的外部设备，代替手工抄写、绘图、输出工艺文件。概述※编制工艺过程对CAPP来说是最重要的，也是最难实现的。针对不同类型的工艺课题计算机应具有相应的算法程序。工艺课题具体的含有如下内容：1.加工方法选择；2.工艺路线设计，包括工序确定、加工阶段划分、基准选择及工艺顺序排列；3.工序设备、工装选择；4.工序参数确定，包括加工余量、切削用量、工序尺寸、时间定额、工序成本等；5.工步设计，包括数控加工走刀路线及加工程序的编制。概述上述课题内容按性质可分为三种类型：1.解析型；2.逻辑型；3.模糊型。所谓解析型，就是可以用数学计算的课题。如加工余量、切削用量、工序尺寸等都可以用有关公式进行计算。所谓逻辑型，就是可以用逻辑推理、逻辑判断来解决的课题。如加工方法的选择、加工阶段划分、工序的生成及顺序的安排等所谓模糊型，就是问题的求解是模棱两可的。

概述1.3CAPP系统的类型

各种不同类型CAPP系统的区别主要在第二步中逻辑型和模糊型工艺课题的解算上。解题时，计算机要进行两种类型操作。一种类型操作为“检索”，其作用是把符合约束条件的存在计算机中的答案(问题的解)取出来。解可以是局部工艺问题的解，也可以是整个工艺过程的解，这类操作比较简单。还有一种类型操作为“规划”，其作用是对“检索”出来的一系列局部解进行处理，包括增删、归纳、排序等等。这一类操作比较复杂，要有一定“智能”。

概述

功能最简单的CAPP系统为检索式CAPP。它是根据输入信息，直接检索整个工艺过程的解。

功能最复杂的CAPP系统为创成式CAPP。创成式CAPP运行的第一步也是进行检索。但它检索到的不是零件的整个加工艺过程的“整体”，而是作为工艺过程最基本单元的“细胞”。即工艺学中所称的工步。一系列中间形式：

有所谓派生式的CAPP，是在检索式基础上，将检索出的工艺过程(称典型工艺过程)根据输入信息作局部修改以获得具体零件的工艺过程解。另外还有一些系统采用局部创成，或保留一部分派生功能，或不是在最基本单元(细胞)基础上创成，而是在中间解(肢体)基础上创成的所谓“半创成”式。还有一种工具型CAPP系统，它遵循以“人为主，机为辅”的思想，创建诸多实际工艺卡片，存储计算公式等信息，由工艺人员来完成工序的编制。概述综上，CAPP系统的主要类型如下：

检索式CAPP创成式CAPP派生式CAPP半创成式CAPP工具型CAPP概述1.4CAPP系统的发展方向

1)由派生式系统向创成式系统发展。2)从传统的CAPP系统向智能化CAPP系统发展。3)由回转类零件CAPP系统向复杂的非回转类零件CAPP系统发展。4)从孤立的CAPP系统向CAPP/NC和CAD/CAPP/CAM一体化方向发展。5)从开发研究性质和专用CAPP系统进展到CAPP开发系统和专家系统工具的开