转体零件CAPP的工艺创成方法
时间：2010-12-20
转体零件CAPP的工艺创成方法
在CAPP的各个环节中，从CAD读取信息到工艺文件生成都至关重要。其中，工艺
文件的创成这一环节涉及很多方面：加工方法的确定、加工顺序的确定、工艺尺
寸链的计算、刀具和量具的选择、机床的选择、夹具的确定以及毛坯的设计。对
于一个成功的CAPP系统来说，完善以上诸多方面是非常重要的。本文通过一个实
用加工链生成及再组合方法成功地实现回转体零件的工艺生成。
一、系统总体结构
该系统首先将CAD的信息通过接口程序转化为CAPP所接受的信息，以便达到
CAD/CAPP的集成，这样CAPP的所需信息不必重新输入，然后系统将信息作预
处理，整理出各个表面要素。系统根据表面要素的加工要求(加工精度、加工
表面的粗糙度等)生成其加工链，对加工链进行拆开再组合整理出零件的加工
工艺。
系统采用模块化设计，其中主要有信息接口模块、工艺生成模块、系统维护
模块等。采用模块化设计有利于系统功能的增加、维护。在工艺生成模块中，涉
及到的表面要素图库、加工余量库、机床参数库、刀具参数库等都在系统开发时
整理完好，为以后的非回转体零件CAPP系统的开发打好基础。
二、工艺生成方法
在CAPP的设计中，最为关键的是工艺文件的生成，由于该部分涉及面广，包
括毛坯的设计、工序的设计(定位、夹紧、工序顺序安排、热处理安排等)、工序尺
寸的计算、机床的选择、刀具及量具的确定等，分别建立其相应的模块。其中关键
部分是采用不同表面生成不同的加工链方法，然后通过其它各个模块的逻辑判断，
很好地解决工艺的生成。
1.工艺路线决策
根据零件表面要素确定其加工链。加工链的确定，根据零件的加工精度、表面
粗糙度、热处理情况、批量大小以及毛坯形式有不同的结果。下面通过实例进行分
析。
在图2中，轴类零件有五个表面要素，其中主要素为1、3、4、5，辅助要素为
2。首先，系统对各个表面要素进行加工链的生成。建立根据各种表面要素确定加工
方法的各种规则，例如：如果表面要素是外圆，且精度≤IT7级或表面粗糙度Ra≤1.6μm，
那么其最终加工方法为磨削，加工链为粗车→精车 →磨削。磨削后的尺寸和表面粗糙
度就是零件的图样尺寸和表面粗糙度；通过加工余量数据库调出磨削余量，可以计算
出磨削以前的尺寸，即精车的完工尺寸；同样方法可以分析计算出粗车的加工尺寸和
表面粗糙度，再通过粗车余量计算出毛坯的尺寸。
系统通过事先分析零件的外表面直径大小，
确定最大直径是哪个要素(即第几要素)，那么在最大直径以左和以右的表面，其工步顺
序自然分开。对于各个工序的先后顺序除了生成的工艺链顺序外(同一表面要素)，系统
(对不同要素)可以进行逻辑判断自动确定，例如在图2中的表面要素2为键槽，铣键槽
工序安排在精车以后、磨削以前。就是通过工艺顺序原则"先粗后精、基面先行、先主
后次、先面后孔"来进行确定。对于热处理的安排，系统分析零件的技术要求是预备热处
理还是中间热处理或最终热处理，由热处理安排原则自动插在工艺的适当位置。至于工
序集中与分散，通过零件的生产批量、加工精度和复杂程度等确定。
本例中，最后生成整个零件的加工工序(不考虑热处理)为：粗车→精车→铣键槽→
磨削外圆。
2.工步的确定
通过以上的加工链可以看出，各个工序对应表面的加工内容就是工步。在磨削外圆1
的工步中，完工尺寸就是零件的标注尺寸25k6，磨削之前的尺寸即精车后的尺寸，依
此类推，可以计算出该表面要素的各个工序尺寸。
3.机床的选择
系统中将各类机床的加工精度、规格等通过数据库的形式存放在计算机中，根据零
件表面要素的加工方法、加工精度、加工尺寸等，通过决策逻辑自动确定所用的机床。
例如车床的确定，以零件的最大外圆尺寸、零件的总长以及是粗加工还是精加工等因素
确定。
4.工艺装备的选择
系统中的刀具、量具及夹具是通过决策逻辑搜索对应刀具、量具、夹具库，找出相匹
配的元素来确定。
三、系统的设计要求
该系统的硬件要求是在CPU486以上、内存16M的计算机，在Windows环境下运行，系
统的开发是用Visual c语言，数据库的建立是用Visual Foxpro软件。通过模块化的设计
可以有效地进行某些功能的增删和移植，使系统便于维护。对于建立的数据库，系统同样
具备进行修改、打印、报表、查询等功能，使数据根据生产需要随时进行更新。
四、结束语
本系统通过对零件的信息进行整理，使之成为各个表面要素。系统对表面要素自动生
成其加工链，通过对加工链进行分析与重构、组合，可以很好地创成出零件的工艺。
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