创成式CAPP
CAPP的分类及原理
◆安排合理的加工顺序。
◆选择基准,确定加工余量和毛坯,计算工序尺寸和公差。
◆选用合理的切削用量。
◆计算时间定额Leabharlann 加工成本。◆编制包含上述所有资料的工艺文件
工艺设计基本流程为:产品由设计部门产生设计图纸后,首先要转到工艺部门进行工艺审查,工艺审查的目的是了解设计图上有关结构形状、尺寸公差、材料及热处理方法等方面的信息对其进行工艺性分析和审查(工艺性是指所设计的产品在能满足使用要求的前提下,加工制造和维修的可行性和经济性)。经过工艺审查后,工艺部门提出修改意见返回设计部门进行设计图的修改,此时产生的工艺文件是“工艺审查记录单”。在设计进行产品图纸设计时,工艺部门同时要做的是工艺总方案的设计及编写,此时的工艺文件是“工艺总方案”。修改后的设计图纸转到工艺部门后,工艺要进行工艺路线的编制及工艺规程的编制,基于工艺规程,工艺人员要完成如“设备汇总”,“工装汇总”等工作。对需要进行工艺装备设计的提出工装申请,进行工装的设计。在此之后,制造部门及物资供应部门将以此为依据,进行物资供应及生产的组织,调度。在生产过程中,部分工艺规程的内容会有所调整和修改,相应的工艺汇总文件必须修改相关的内容。所有的工艺文件还要经过设计、校对、批准、标准化、会签等工作流程。产品经试制,修改到最后定型。定型后的产品其图纸、工艺都要随之定型,定型后的工艺要进行分类归档。定型后的工艺是不能随意改动的,需修改时,除同设计部门一样需填写“工艺更改通知单”外,还要经过非常严格的审批。
CAPP系统类型及关键技术研究(6666)
CAPP系统类型及关键技术研究作者:刘保华乔爱科工艺设计已成为机械制造生产中技术工作的一项重要内容,是产品设计和制造的中间环节,是实践性特征明显的工作。
而目前国内、国际市场对产品的要求是多品种小批量生产,新产品开发能力和开发周期要尽量缩短,这就要求工艺设计工作量和时间上要减少。
在这样一种背景下,计算机辅助工艺设计CAPP(Computer Aided Process Planning)在工艺设计过程中越来越重要。
从全球范围来看,CAPP的研究始于60年代中期。
其后发展速度较慢。
80年代以来随着机械制造业向CIMS的发展,把设计方面的信息如何有效地转化为制造信息,CAPP体现出CAD与CAM集成化的真正桥梁作用。
CAPP系统接受来自CAD的产品几何信息、材料和精度等工艺方面的信息,完成人机交互,零件信息输入,建立起产品的信息模型。
根据此模型,CAPP系统再进行组合和排序,选择机床和夹具等,确定切削用量,计算工时,最后完成技术文件和数据,CAPP再向CAM输出所需的各种信息。
进入90年代初,随着人们对CIMS的技术理解和深入研究、并行工程的兴起、敏捷制造等先进生产模式的提出,CAPP的集成化含义已大大拓宽。
此时,CAPP 已不是单纯的工艺设计技术,而是制造系统中不可缺少的一个重要环节。
在我国,1982年同济大学推出了派生式系统TOJICAP,随后许多大学和研究机构兴起了研究CAPP的热潮。
经过多年的不懈努力,研究水平也在不断提高,但与世界先进水平尚有一定的差距。
不同的CAPP系统具有各自不同的特点。
CAPP开发中的—些关键技术需要注意。
这些都需要在开发实用的CAPP系统时认真考虑。
1 CAPP特点和主要类型CAPP系统主要有派生式、创成式、综合式。
1.1派生式CAPP系统派生式CAPP系统是利用成组技术的原理,在一个零件族中根据相似性设计出一个典型样件,建立一个标准典型工艺文件,存入下艺文件库中。
当要制订一个零件的工艺过程,可将零件图形输入计算机,由计算机根据零件的成组分类编码并识别出属于哪一类零件族,调出相应零件族的典型工艺。
4.CAPP!
工艺管理 组织 流程 管理
工艺 卡片 编辑
工艺文 件统计 汇总
工艺 文件 管理
版 本 管 理
工 艺 知 识 库 管 理
用户 角色 管理
系 统 维 护 工 具
产品结构 信息库
工艺 规程库
工艺 资源库
工艺支 持文件
用户组织 信息库
二次开发接口, 二次开发接口,分布式数据库访问 对象( 对象(COM/DCOM)OLE )
CAD数据 CAM数据 数据 数据
PDM、EDMS、 、 、 ERP等数据库 等数据库
PDM、EDMS、ERP等系统 、 、 等系统
二. 检索式CAPP 检索式CAPP
派生式CAPP系统的基本原理是将设计好的零件标准工艺进行 编号,存储在计算机中。当制定零件的工艺过程时,可根据输入 的零件信息进行搜索,查找合适的标准工艺。 特点: (1) 比较简单,易于实现,稳定可行 (2) 有较高的实用价值 (3) 标准工艺有限,大量零件不能覆盖,使用范围有限
计算机辅助制造
第四章 CAPP技术 CAPP技术
一. CAPP定义 CAPP定义
向计算机输入被加工零件的原始数据、加工条件和加工要求, 由计算机自动进行编码、编程直至最后输出经过优化的工艺规程 卡片的过程,称为CAPP(Computer Aided Process Planning)。 CAPP确定产品制造过程及制造所需的制造资源、制造时间等, 是完成产品设计信息向制造信息转换的关键性环节。
② 实例的表达 实例包括零件信息和与之相对应的工艺信息,因此实例的表达 方式与零件信息和工艺规程的表达方式相同。 (3) 零件分类索引树 如何快速准确地抽取实例,是基于特征的派生式CAPP系统中 最重要的内容之一。 分类树是一动态数据结构,系统开发者将建立该树的数据结构、 建立方法和维护方法用计算机软件的形式提供给用户,即为用户 提供了建立分类索引树和实例库的工具或平台。
CAPP的原理及应用(一)
CAPP的原理及应用(一)发表时间:2011-2-27关键字:CAPP CAPP原理CAPP应用工艺设计信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享CAPP(Computer Aided Process Planning,计算机辅助工艺设计)系统的功能是指利用计算机软硬件作为辅助工具,依据产品设计所给出的信息,对产品的加工、装配等制造过程进行设计。
一般认为,CAPP包括毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定和工时定额的计算等。
其中,工序设计又可包含工装夹具的选择或设计、加工余量分配、切削用量选择以及机床、刀具的选择、必要的工序图生成等。
概述工艺设计是制造企业技术部门的主要工作之一,其设计效率和质量对生产的组织、产品质量、生产率、产品成本、生产周期等有着极大的影响。
长期以来,工艺人员根据个人的经验以手工方式进行工艺设计,这种传统的设计方法存在以下的缺陷:① 设计效率低。
工艺设计人员不仅要考虑工艺方案的设计,还必须进行大量的计算、查阅手册、填写表格、工艺数据的统计等繁琐重复性的工作。
② 设计质量不稳定、标准化程度差。
工艺设计是经验性很强的工作,设计质量、所用术语、工艺习惯因人而异,难以统一标准与优化,且随着工艺设计人员的变动使工艺设计经验难以继承。
③ 不能实现信息集成。
目前越来越多的企业已采用CAD,CAM,ERP等先进的设计、制造与管理技术。
随着制造业信息化的发展,企业进一步要求实现基于网络和数据库的CAD/CAM以及技术信息系统和管理信息系统的集成,而手工工艺设计已不能满足系统信息集成的要求。
1、CAPP的基本结构尽管CAPP系统的种类很多,但其基本结构都离不开系统控制与人机界面、零件信息描述与输入、工艺决策、工艺数据/知识库、工艺文件管理与输出等五大部分。
(1)系统控制与人机界面的主要任务就是控制与协调系统各模块的运行,是用户的工作平台。
它通过包括系统菜单、工艺设计的界面、工艺数据/知识的输入和管理界面、以及工艺文件的显示、编辑与管理等人机界面实现人机之间的信息交流。
CAPP的分类
CAPP(Computer Aided Process Planning,计算机辅助工艺设计)系统的功能是指利用计算机软硬件作为辅助工具,依据产品设计所给出的信息,对产品的加工、装配等制造过程进行设计。
一般认为,CAPP包括毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定和工时定额的计算等。
其中,工序设计又可包含工装夹具的选择或设计、加工余量分配、切削用量选择以及机床、刀具的选择、必要的工序图生成等。
派生式CAPP系统1、系统的基本工作原理派生式CAPP系统用GT码描述与输入零件信息。
系统要预先对现有零件进行分组,得到所谓的零件组。
每个零件组对应一个样件(可以是实际零件,也可以是虚构零件),每一个样件对应一个通用的制造过程,即样件的标准工艺规程。
派生式系统需要有零件组矩阵文件(用于对标准工艺规程的搜索和筛选)、样件的标准工艺规程文件及各种加工工程数据文件(如切削用量、设备、刀具、夹具、量具、辅具、工时定额等资料)供生成新零件时检索调用。
在工艺设计时,系统以被设计零件的GT码为依据,首先搜索到该零件所属的零件组矩阵,再通过系统预先制定的筛选逻辑,从标准工艺规程中筛选派生出当前零件的工艺规程,然后调用有关工艺数据,对工艺规程文件进行必要的补充,最后得到当前零件的工艺过程。
其系统结构如图6.7所示。
派生式CAPP系统的结构2、系统的设计过程第一步,选择或制定合适的零件分类编码系统(即GT码)。
其目的是用GT码对零件信息进行描述与输入和对零件进行分组,以得到零件组矩阵和制定相应的标准工艺规程。
第二步,进行零件分组。
为了合理制定样件,必须对零件分组。
一个零件组一般包含了若干个相似零件,可以把每个相似零件组用一个样件来代表(也可以用一个零件族矩阵来代表)。
这个样件的制造方法就是组内零件的公共制造方法,即标准工艺规程。
它除了包括样件的加工内容外,还包括了加工设备、刀具和夹具等信息。
它是集中了专家和工艺人员的集体智慧与经验,并通过对生产实践的总结制定出来的。
创成法CAPP系统
工艺决策逻辑
(2)决策树 工艺决策树是一个同决策表功能相似的 工艺逻辑设计工具,是—种树状样的图形,它由 树根、节点和分支组成。树根和分支间都用数值 互相联系,通常用来描述事物状态转换的可能性 以及转换过程和转换结果。分支上的数值表示向 一种状态转换可能性或条件。的可能性或条件。 当条件满足时、则继续沿分支向前传递,以实现 逻辑与“AND”的关系;当条件不满足时则转向 出发节点的另一分支,以实现逻辑或“OR”的关 系.在每一分支的终端列出了应采取的动作。所 以,从树根到终端的一条路径就可以表示一条类 似于决策表中的决策规则。
创成法CAPP系统的工艺决策逻辑
1.建立工艺决策逻辑的依据 建立工艺决策逻辑应根据工艺设计的基本原理、工厂生产实践经验 的总结、以及对具体生产条件的分析研究,并集中有关专家、工艺 人员的智慧及工艺设计中常用的、并行之有效的原则,如各表面加 工方法的选择,粗、细、精、超精加工阶段的划分,装夹方法的选 择,机床、刀具类型规格的选择,切削用量的选择,工艺方案的选 择等,结合各种零件的结构法的加工能力范围和所能达到的经济精度 以及各种特征表面的典型工艺方法等数据,作为文件贮存在计算机 内。
创成式CAPP开发过程
1)确定系统对象范围,是针对回转体零件还是非回转体零件; 2)确定零件描述方法,是型面单元描述还是体素组合语言描述; 3)确定和建立工艺决策模型,用决策表还是决策树; 4)建立加工资源数据库,包括机床、夹具、刀具、切削用量等;
5)设计系统主控模块、人机接口模块、工艺文件生成和输出模块。
工艺决策逻辑比较
同决策表相比,决策树具有下列优点:
决策树比决策表更容易建立和维护,而且 比较直观 ,可以把决策表转换成决策树。 便于扩展和修改。适合于工艺规程设计。 便于编程,其结构与软件设计的流程图很 相似。
创成式CAPP开发过程
决策树表达决策逻辑简单、直观,容易建立和维 护,扩充和修改,且便于用逻辑流程图和程序代码 实现 适合工艺过程设计 作为数据结构可用存储决策知识信息
决策树的软件实现
精度低 孔 钻 A1
位置精度高
位置精度低
C1
尺寸和形状精度高
C3
C4
钻---镗 A2 钻---铰 A3
C2
开始 C1 N Y Y
A1
பைடு நூலகம்
C2
床及刀具、夹具、量具的选择,切削用量的选择…
规划型决策逻辑
如工艺路线安排、工序加工步骤确定…
加工方法决策 如加工能力、加工限度、预加工要求… 决策表达通常用决策树或决策表来实现
决策树
决策树是系统工程中决策支持系 统常用的方法,也是传统的系统分
析和设计的有效实用方法
决策树由各种节点和分支构成
2.软件设计阶段 将准备阶段所收集整理到的数据和决策逻 辑用计算机语言实现
一般创成式CAPP系统的工艺决策 工艺设计是一项复杂的、多层次、多任务的决策过
程,且工艺决策涉及面较广,影响工艺决策的因素较
多,在实际应用中的不确定性也较大
工艺决策通常包括: 选择性决策逻辑 如毛坯类型及其尺寸的选择,加工方法的选择,机
N 结束
C3
C4
Y
A2
A3
N N
Y
决策表
将一组用语言表达的决策逻辑关系用一个表格表达,方便 计算机语言表达该决策逻辑,是计算机软件设计的基本工具 决策表由表头和表元素两部分组成 表头又分成条件和动作两部分,其中 条件放在表上部,而动作放在表下部 条件项目 决策项目 条件状态 决策动作
车削装夹方法选择的决策
创成式CAPP系统的开发过程 1.准备阶段
CAPP 系统
第14学时7.4 创成式CAPP系统7.4.1 创成式CAPP系统的原理与关键技术创成式CAPP系统的工艺规程是根据CAPP系统中的决策逻辑和制造工程数据信息生成的,这些信息主要是有关各种加工方法的加工能力和对象、各种设备及刀具的适用范围等等一系列的基本知识。
创成式CAPP系统可分为一般创成式CAPP系统和基于计算机人工智能(AI)或专家系统的CAPP系统。
一般的CAPP 系统是将工艺决策中的各种决策逻辑直接植于程序代码中,而基于人工智能或专家系统的CAPP系统是将工艺决策中的各种决策逻辑以规则的形式存入相对独立的工艺知识库中供主程序调用,是当前创成式CAPP系统开发的主要趋势,其系统的总体结构可用图7.8简要表示。
创成式CAPP系统的核心是零件信息库、工艺知识库和推理机(即控制程序)三部分、必须解决下面四项关键技术。
工艺知识的获取与表达方法;工艺知识库的建立方法,即如何将工艺知识代码化并存入计算机;③推理机,即控制程序的设计,主要是推理方式和控制策略,以及运行库、生成库的管理.这主要涉及人工智能技术和软件设计方法;零件信息库和工艺数据库的建立与管理。
7.4.2 工艺知识的获取与表达方法在设计CAPP系统时、如何对工艺知识进行收集管理并以一定的形式表达出来,是系统开发中最重要的准备工作,目前工艺知识的表达有多种方法、主要有型面对应加工链方法和制定工序工步字典方法等。
(1)型面对应加工链方法该方法是以零件型面几何要素为基础,再考虑其经济加工精度条件、表面粗糙度、材质及热处理条件等,形成用链式表达的加工方法序列,如表7.4所示。
这种方法的优点是写规则比较容易。
但缺点是把整体零件分解开来,割裂零件的整体性,往往不能反映零件的综合信息和一些特殊的加工要求,针对性差。
因为工艺人员在进行工艺设计时不仅要注意各型面的最终要求,还要考虑到各型面所处的位置及相互关系,最终根据零件整体结构工艺性、工序间的加工特性和信息综合后所出现的模糊问题统一决策,这往往是工艺设计的关键。
CAPP系统的工作模式
CAPP系统的工作模式●CAPP系统的工作原理到目前为止,国内外发表的CAPP系统分两大类,其工作原理为派生法(检索法)和创成法。
⑴派生法:根据成组技术将工件分类,按类编制标准工艺文件存储于数据库,然后,对按待加工零件的类别检索工艺。
⑵创成法:计算机根据知识库存储的知识,对待加工零件进行分析,通过推理、决策,确定加工工艺。
●CAPP系统应具有的基本功能⑴检索标准工艺文件⑵选择加工方法⑶安排工艺路线⑷选择机床、刀具、夹具、量具⑸选择切削用量⑹计算切削参数、加工时间、加工费用⑺确定工序尺寸和公差、选择毛坯⑻绘制工序图⑼给出刀具运动轨迹,自动进行NC编程⑽加工过程模拟●CAPP的结构组成CAPP的结构与开发环境、产品对象、规模大小有关。
基本模块为:⑴零件信息获取模块获取零件信息的方法有两种:人机交互输入、从CAD系统直接获取。
(2) 控制模块相当于管理模块,用于协调各模块的运行,实现人机交互。
(3) 工序决策模块按预先规定的决策逻辑调用相关的知识和数据,进行比较、推理和决策,生成零件加工工艺规程。
(4)工艺数据库/知识库包含了工艺设计所要求的工艺知识和规则。
(5)人机交互界面(6)工艺文件管理/输出模块完成各种输出功能如工艺卡、工序、工步卡,工序图,各类文挡等。
●CAPP的工作过程零件信息描述的基本方法:零件分类编码描述法:基于成组技术原理,采用编码系统特点:简单易行,适用于检索式与派生式CAPP 系统。
缺点:对零件信息的描述过粗,对零件的具体形状、尺寸、精度描述不是十分清楚。
形状特征描述法:将组成零件的各个特征按一定顺序逐个地输入到计算机中去。
特点:特征与加工方法对应,方便加工方法确定;包含了尺寸、公差、粗糙度以及热处理。
缺点:这种方法比较繁琐、费时。
语言描述法:用计算机能够识别的语言对零件信息进行描述。
缺点:描述过程繁琐。
知识表示描述法:用人工智能中的知识表示方法来描述零件信息甚至整个产品的信息。
CAPP系统的基本类型
CAPP系统的基本类型2007-01-09 来源:减速机信息网浏览:111 [打印本稿] [字体:大小]分享到:从工作原理上讲,CAPP系统可分为派生式和创成式两种基本类型。
1.派生式CAPP系统是以成组技术为基础,以检索为主要特征系统。
其工作原理可用图5-7来说明。
首先按零件间结构和工艺方面相似性,将零件分类成组,建立相似零件族或加工族,并给每一个零件族制定一个能加工族中全部零件优化工艺方案,称为零件族标准工艺规程。
这个标准工艺规程以文件形式储存计算机机中。
零件族是按零件分类编码系统建立,则计算机中还储存有按分类编码系统建立起来零件族分类特征矩阵。
当需要给零件编制工艺规程时,首先按所用分类编码系统对零件进行编码并输入计算机、计算机输入零件代码搜索零件族特征矩阵,确定该零件属于那个零件族,并检索出该零件族标准工艺规程文件和工序文件,然后零件具体结构、工艺特征和加工要求,对检索出标准工艺进行修改和编辑,便可到该零件工艺规程。
派生式CAPP系统结构简单,开发周期短,投资少,容易生产中取实效。
但这类系统针对性强,不便于移植。
现有生产中成功使用系统多数属于派声式CAPP系统。
2.创成式CAPP系统(1)基本原理。
创成式CAPP系统工作原理与派生式不同,系统中没有事先设定标准工艺规程。
创成式CAPP系统中储存是工艺人员设计工艺过程时所用大量工艺数据及推理逻辑和决策方法。
当输入一个新零件有关信息后,系统可以模拟工艺人员,没有人工干预情况下,自动生成零件工艺过程。
创成式CAPP系统工作流程如图5-8所示。
工艺设计复杂性,建立创成式CAPP系统技术难度和工作量都很大,。
这类系统开发多数好处于研究阶段,生产中实用尚不多见。
计算机辅助工艺过程设计中,若将派生和创成两种方法结合起来,即工艺路线设计用派生法而工序设计用创成法,就能开发出一种半创成式CAPP系统。
这种系统既具派生式系统结构简单、实用优点,又具有创成式系统灵活性大,易于适应生产技术发展和生产环境变化特长,是一种很有发展前途CAPP模式。
变异式CAPP和创成式CAPP系统
摘要:简述变异式CAPP和创成式CAPP系统及其工作过程。
并介绍了CAPP集成开发平台的设计要求以及由哪些最基本构件组成。
关键词:变异式CAPP,创成式CAPP系统,CAPP集成开发平台1、变异式CAPP1.1 结构原理变异式CAPP系统是利用成组技术原理,将零件按几何形状及工艺相似性分类、归族,每一族有一个典型样件,根据此样件建立典型工艺文件,存入工艺文件库中。
当需设计一个新的零件工艺规程时,按照其成组编码,确定其所属零件族,由计算机检索出相应零件族的典型工艺,再根据零件的具体要求,对典型工艺进行修改,最后得到所需的工艺规程。
变异式CAPP系统又可称作派生型、修订型CAPP系统。
1.1.1成组技术(1)概述成组技术是一门生产技术科学。
利用事物相似性,把相似问题归类成组,寻求解决这一类问题相对统一的最优方案,从而节约时间和精力以取得所期望的经济效益。
在生产系统中,成组技术可以应用于不同领域。
对零件设计来说,由于许多零件具有类似的形状,可将它们归并为设计族,设计一个新的零件可以通过修改一个现有同族典型零件而形成。
应用这个概念,可以确定出一个主样件作为其它相似零件的设计基础,它集中了全族的所有功能要素。
通常,主样件是人为地综合而成的。
为此,一般可从零件族中选择一个结构复杂的零件为基础,把没有包括同族其它零件的功能要素逐个叠加上去,即可形成该族的假想的零件,即主样件。
对加工来说,GT所发挥的作用有更进一步的,形状不同的零件也有可能要求类似的加工过程。
由于同族零件要求类似的工艺过程,可以组建一个加工单元来制造同族零件,对每一个加工单元只考虑类似零件,就能使生产计划工艺及其控制变得容易些。
所以GT在工艺设计中的核心问题就是充分利用零件上的几何形状及加工工艺相似性组织生产,以获得最大的经济效益。
(2)零件分类编码系统零件编码系统是由代表零件的设计和(或)制造的特征符号所组成,这些符号代码可以是数字,也可以是字母,或者两者都有。
第六章 CAPP
26
6.1.3 CAPP的类型及其工作原理
原因:大多数工艺规程无法建立适用的数学模型
和通用算法--→工艺知识和工艺规程难以用程序 代码表示,只适用处理简单的、特定环境下的某类 零件。
用途:
目前的创成式CAPP系统都是针对某一产品或 某一工厂专门设计的半创成式CAPP系统。
30
6-2 CAPP中零件信息的 描述和输入
1.零件信息的描述内容与要求; 2.成组代码描述; 3.型面特征描述; 4.从CAD系统直接输入零件信息;
31
6.2.1 零件信息的描述
如何描述和表达零件的工艺特征信息,使 CAPP系统正确地检索相似零件的工艺规程
或生成新的工艺规程→是CAPP系统开发面
如何识别生产活动中有关事物的相似性,并充分利 用它把各种问题按其相似性归类成组,寻求解决这 一组问题相对统一的最优方案,以取得所期望的经 济效益。
37
6.2.2 成组代码法(分类编码法)
第六章 CAPP
学习内容:
概述 CAPP中零件信息的描述和输入 派生式CAPP系统 创成式CAPP系统
2
学习重点:
1.CAPP中零件信息的描述和输入; 2.派生式CAPP和创成式CAPP系统的工作原理
及过程
学习难点:
CAPP中零件信息的描述和输入 学习过程中应注意的问题: 1.对比传统工艺设计和计算机辅助工艺设计的 过程,理解其功能和意义;
6.2.1 零件信息的描述
零件工艺信息:
毛坯特征、零件材料、加工精度、表面租糙度、热 处理、表面处理、配合关系等技术要求→信息都是 制定工艺过程时必需的,又称之为非几何信息。
零件信息描述中应有生产管理信息→每一产品中该
CAPP基础知识
CAPP基础知识发表时间:2011-8-29关键字:CAPP CAPP教程工艺设计工艺管理工艺规划信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享工艺设计是产品制造过程中技术准备工作的一项重要内容,是产品设计与实际生产的纽带,是一个经验性很强而且随制造环境变化而多变的决策过程。
本文对CAPP具体基础知识作了详细介绍。
工艺设计任务1、基本概念工艺设计是产品制造过程中技术准备工作的一项重要内容,是产品设计与实际生产的纽带,是一个经验性很强而且随制造环境变化而多变的决策过程。
2、主要任务工艺设计的任务在于:规定产品工艺过程、工艺操作内容、工艺装备(设备、工夹量辅具)和工艺参数等。
通常的产品工艺包括:零件的机械加工工艺、钣金件的冲压工艺、零件的铸造工艺、锻造工艺和热处理工艺等;产品及其部件(包括组件和合件)等子装配件的装配工艺等。
3、优良设计的意义优良的工艺设计意义在于:1.通过有效的工艺方法和工艺装备保证产品质量;2.通过合理的工艺参数和标准的工艺过程提高生产效率或缩短生产周期;3.通过相应的自动化装置降低劳动强度;4.通过最大限度地利用有限资源,减少生产准备时间和减低生产成本。
工艺过程组成1、工艺过程生产过程中,按一定顺序逐步改变生产对象的形状(铸造、锻造和快速成型等)、尺寸(机械加工)、位置(装配)和性质(热处理)使其成为产品的这部分过程称为工艺过程。
通常,机械加工工艺过程和装配工艺过程是机械制造企业的主要工艺过程。
2、组成单元工序一个工人(或几个工人)在一个工作地点对一个工件(或同时对几个工件)连续完成的那部分工作。
工序是组成工艺过程的基本单元,一般以工序作为单位,进行工时定额估算和生产成本核算等。
安装使工件在加工之前,在机床(或在夹具中)占据并保持一个正确的位置。
在一个工序中工件可能只安装一次,也可能安装几次。
工位工件安装后,连同工装(夹具)一起在设备上占据并保持一个正确的位置。
工步加工表面(安装表面)、切削刀具(安装工具)、切削速度和进给量(安装速度)都不变的情况下,所完成的工位内容。
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确定过渡平 面 费时和时间 估计工艺规 程准备
创成式 CAPP系 统
刀具选择
工艺参数路 线
生成加工路 线 工艺规程验 证 数据文件维 护
4.创成式CAPP系统的实现过程
开发创成式CAPP系统的实现过程包 括准备阶段和实现阶段。 准备阶段包括详细的技术方案和制造工 程数据、工艺决策两方面的准备。准备 阶段完成基础性工作,包括大量的调查 研究和仔细的分析归纳过程。 实现阶段包括程序系统结构的设计和代 码的设计。
准备阶段的具体步骤为:
选定零件类型
对零件进行工艺分析,直接抽出或分析出加工特征,根据加工特征选取合适的加工方法
建立各种加工方法及加工精度等工艺知识的工艺数据库
纳和建立各种工艺决策逻辑和决策模型
4.1实体模型与特征模型
实体模型:用几何表示的模型,对现实 世界物体形状信息的完整、准确描述。 分为结构实体模型和边界实体模型。 特征模型:通过特征的结构来直接进行 建模,引入零件特征、属性和基元代替 实体建模中的体、面、线、点,不仅包 括几何和拓扑信息,还包含了制造信息。
4.4实现创成式工艺过程设计系统,要考虑因素 为:
产量或批量
不同产品 的数目
制造系统 的组成部 分
应用创成式CAPP系统生成一个工艺文 件,需要的逻辑步骤:
输入和显示CAD模型 识别加工特征 检验结果
生成工艺文件
选择加工参数 选择加工方法
三种系统的优缺点比较
系统分类 优缺点 优点 缺点
变异式CAPP
变异式CAPP
半创成式CAPP
创成式CAPP
2.创成式CAPP系统
该系统能够合成各种工艺过程信息,以便于 自动生成新零件的工艺过程设计。 包括有用于制造数据库的逻辑和合适的零件 描述系统,可以为一个特定的零件生成一份 特定的工艺过程文件。 其基本原理是依靠程序系统中反应的各种决 策逻辑(过程)以及各种有关制造工程数据 信息生成。
在已经存在的标准工艺 需要采用数据库系统, 上面进行修改,编程速 专用性强,不太适应加 度快,有利于实现工艺 工环境的变化。 设计的标准化和规格化。 系统适应性强于变异式 存在标准工艺,不能满 CAPP,也比较实用。 足自动设计。 不需要过多的存储信息 就能够产生新零件的工 艺规程,运行时不需要 进行技术性的干预且可 以通过决策逻辑和决策 推理机制将专家的智能 和技术诀窍存储起来。 由于生产产品的多样性、 制造过程的离散性、生 产环境的复杂性、时间 发生的随机性、统状态 的模糊性等因素使得其 工艺过程的设计相对复 杂,因此对创成式 CAPP系统的设计有一 定难度。
半创成式CAPP 创成式CAPP
创成式CAPP系统
小组成员:华夏 胡晓 于泽源 白飞先
CAPP是什么?
CAPP(computer aided processing planning),计算机 辅助工艺过程设计。用于代替 传统手工编程工艺过程的文件 的方法,将CAD与CAE连接 起来,减少加工准备周期。
1.CAPP的分类
CAPP
②工艺路线安排,即各工序先后加工次序的 确定。按照工艺学的理论,工艺路线一般 划分为粗加工、半精加工、精加工等加工 阶段,在整个过程中符合先加工基准面的 原则,先基准加工后后辅助加工;先粗加 工后精加工和超精加工;先面加工后槽孔 加工等原则。 ③工序设计。工序设计包括:加工设备与 工艺(夹具、刀具和量具)选择、工步内 容和次序安排、加工余量确定、工序尺寸 和公差的确定、切削用量确定、时间定额 计算和加工费用计算与加工过程优化。
4.3决策方法
创成式CAPP系统的软件设计核心内容主要是各种决策逻辑 的表达和实现。创成式CAPP系统最常见的决策方法是判定 树和判定表。 ①判定树(decision tree)又称为决策树,作为表达逻辑 结构有简单、直观且便于用逻辑流程图和程序代码实现 等优点。 ②判定表(decision table)是表达各种时间和属性间复杂 关系的格式化方法,被广泛应用于软件设计的辅助工具, 以及系统分析或数据处理的辅助工具。优点是清晰、紧 凑,可以方便的作逻辑一致性和完备性检查,并且易读、 易懂、修改方便。判定表分为表头和表元素两部分。表 头部分分为加工条件和加工动作两部分。表元素中对应 于加工条件的加工条件是否满足,满足为T,否则为F; 加工动作的元素分为加工和不加工两类。
4.2决策模型
决策模型又称数学模型。该模型在准备阶段建立。 从决策基础来看,包括逻辑决策、公式计算和创 造性决策等。除开工序尺寸计算、切削用量选择、 时间定额计算以及生产成本费用计算等与数值相 关的可以依靠数学模型来解决以外,其余的决策 过程多属于逻辑决策,依靠逻辑决策模型来实现。 ①加工方法选择,实质上是加工工序序列的选 择。通过相应的加工工序来达到不同的加工面 需要满足的不同的加工要求。加工方法选择所 要考虑的因素主要有:工件材料、表面形状、 尺寸、公差、表面粗糙度、生产批量、生产开 销、机床设备等。
创成式CAPP流程图
3.创成式CAPP的功能模块
创成式CAPP系统是一个大型的集成化 软件系统,实现这样的系统通常会采用 模块化设计方法,将复杂的功能划分为 各子功能,Байду номын сангаас个子模块都利用它的输入 来产生输出。
工艺过程设计的各主要模块有:
加工方法识 别
排工艺路线
材料选择
夹具选择
机床选择
末端控制器 选择