计算机辅助工艺规程设计
计算机辅助工艺规程设计教案
计算机辅助工艺规程设计教案一、教学目标1. 理解计算机辅助工艺规程（CAPP）的基本概念和作用。
2. 掌握CAPP系统的组成和主要功能。
3. 学会使用CAPP软件进行工艺规程的设计和。
4. 能够根据零件的图样和要求，编写出合理的工艺规程。
二、教学内容1. 计算机辅助工艺规程概述计算机辅助工艺规程的概念CAPP的作用和意义CAPP与CAD、CAM的关系2. CAPP系统组成与功能CAPP系统的硬件与软件CAPP系统的主要功能CAPP系统的应用领域3. CAPP软件的使用CAPP软件的界面与操作零件图样的输入与解析工艺规程的设计与4. 工艺规程的编写方法工艺规程的基本结构工艺路线的制定工艺参数的确定工艺文件的输出与传递5. 案例分析与实践使用CAPP软件进行实际零件的工艺设计分析设计结果的正确性和合理性探讨如何优化工艺规程的设计三、教学方法与手段1. 讲授法：讲解CAPP的基本概念、系统组成和功能。
2. 演示法：展示CAPP软件的使用方法和操作步骤。
3. 实践法：让学生动手操作CAPP软件，进行实际零件的工艺设计。
4. 案例分析法：分析实际案例，引导学生思考和探讨如何编写合理的工艺规程。
四、教学安排1. 第1-2课时：讲解CAPP的基本概念和作用。
2. 第3-4课时：介绍CAPP系统的组成和功能。
3. 第5-6课时：学习CAPP软件的使用方法和操作步骤。
4. 第7-8课时：讲解工艺规程的编写方法和注意事项。
五、教学评价1. 课堂讲解的掌握程度：通过提问和讨论，评估学生对CAPP的基本概念和系统的了解。
2. 软件操作的熟练程度：评估学生在CAPP软件操作中的准确性和效率。
3. 工艺规程设计的合理性：评估学生设计的工艺规程的正确性和合理性。
4. 案例分析的深入程度：评估学生在案例分析中对工艺规程优化能力的思考和探讨。
六、教学资源1. 教材：《计算机辅助工艺规程设计基础》2. 软件：X CAPP软件（或其他适用的CAPP软件）3. 网络资源：相关的在线教程、案例和视频资料4. 实物模型：用于展示和分析实际零件的工艺设计七、教学实施步骤1. 导入新课：通过展示实际生产场景，引出计算机辅助工艺规程设计的重要性。
计算机辅助工艺规程设计(教案1)
第九章计算机辅助工艺设计第九章计算机辅助工艺设计9.1 概述计算机辅助工艺规程设计是随着计算机科学与技术的发展在20世纪60年代兴起的一种工艺规程设计技术。
CAPP系统研究开发始终是以克服传统工艺设计缺点和推进工艺设计自动化为主要目标的, 目前正向设计与制造继承和智能化方向发展。
在工业界推广应用CAPP系统产生了良好的社会和经济效益, 特别是20世纪80年代以来, 随着CIMS日益受到人们的重视, CAPP系统作为CAD/CAM集成的关键性中间环节, CAPP系统研究成为当今各国的研究的重要内容之一。
9.1.1 计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning, CAPP)指在工艺人员借助于计算机,根据产品设计阶段给出的信息和产品制造工艺要求, 交互地或自动地确定产品加工方法和方案,如加工方法选择、工艺路线确定、工序设计等。
如图所示CAPP系统功能模型。
9.1.2工艺设计自动化的意义1.工艺规程设计的任务工艺规程设计是工厂工艺部门的一项经常性的技术工作, 是连接产品设计和产品制造的桥梁。
以文件形式确定下来的工艺规程是后续工艺装备制造和零件加工的主要依据, 它对组织生产、保证产品质量、提高生产率、降低成本、缩短生产周期、改善劳动条件都有着直接的影响, 是生产中的关键性工作。
工艺规程设计的主要任务是为被加工零件选择合理的加工方法、加工顺序、工夹量具、以及切削用量的计算等, 使能按设计要求生产出合格的成品零件。
2.传统的工艺规程设计方法长期以来, 传统的工艺规程设计一直是由工艺人员根据他们多年从事工厂生产活动而积累卡的经验, 以手工方式进行的。
包括查阅资料和手册, 进行工艺计算, 绘制工序图, 填写工艺卡片和表格文件等。
其中花费在书写工艺文件上的时间占30%, 工艺规程的设计质量完全取决于工艺人员的技术水平和经验。
由于工艺规程设计处于产品设计和制造之间的中间环节, 传统的工艺设计方法要求工艺设计人员具有丰富的生产经验, 不仅要熟悉产品设计方面的信息, 还要了解有关制造方面的指示。
计算机辅助工艺规程设计(教案)
计算机辅助工艺规程设计(教案)第一章：计算机辅助工艺规程设计简介1.1 课程背景1.2 课程目标1.3 课程内容第二章：计算机辅助工艺规程设计的基本概念2.1 工艺规程设计的定义2.2 计算机辅助工艺规程设计的意义2.3 计算机辅助工艺规程设计的基本组成第三章：计算机辅助工艺规程设计的基本原理3.1 工艺规程设计的基本步骤3.2 计算机辅助工艺规程设计的方法3.3 计算机辅助工艺规程设计的流程第四章：计算机辅助工艺规程设计的工具与软件4.1 计算机辅助工艺规程设计的主要工具4.2 常见计算机辅助工艺规程设计软件介绍4.3 选择合适的计算机辅助工艺规程设计软件的原则第五章：计算机辅助工艺规程设计的实践应用5.1 计算机辅助工艺规程设计在制造业中的应用5.2 计算机辅助工艺规程设计在工程设计中的应用5.3 计算机辅助工艺规程设计在产品开发中的应用第六章：计算机辅助工艺规程设计的基本操作6.1 工艺规程设计数据的输入与编辑6.2 工艺规程设计参数的设置与调整6.3 工艺规程设计结果的输出与展示第七章：计算机辅助工艺规程设计的高级应用7.1 复杂工艺规程设计的处理方法7.2 计算机辅助工艺规程设计在协同工作中的应用7.3 计算机辅助工艺规程设计在智能制造中的应用第八章：计算机辅助工艺规程设计的优化与改进8.1 计算机辅助工艺规程设计的效果评价8.2 工艺规程设计中的问题诊断与解决8.3 计算机辅助工艺规程设计的持续优化方法第九章：计算机辅助工艺规程设计的行业案例分析9.1 制造业案例分析9.2 工程设计行业案例分析9.3 产品开发行业案例分析第十章：计算机辅助工艺规程设计的未来发展10.1 计算机辅助工艺规程设计的发展趋势10.2 计算机辅助工艺规程设计在新技术应用中的潜力10.3 计算机辅助工艺规程设计在产业发展中的作用与挑战重点和难点解析一、计算机辅助工艺规程设计的基本概念补充和说明：计算机辅助工艺规程设计通过对生产过程的详细规划和优化，实现生产效率的提升和成本的降低。
CAPP
创成式CAPP系统是较为理想的系统模型,但 由于制造过程的离散性,产品的多样性,复杂性, 制造环境的差异性,系统状态的模糊性,工艺设 计本身的经验性等因素,使得工艺过程的设计成 为相当复杂的决策过程,实现有一定适应面的, 工艺完全自动生成的创成式CAPP系统具有相当的 难度,已有的系统多是针对特定的零件类型(以 回转体为主),特定的制造环境的专用系统.
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三,CAPP的优点 CAPP的优点
有利于工艺规程的合理化,标准化和最优化 提高工艺规程的设计效率 可获得良好的经济效益 有利于CAD/CAPP/CAM的集成 CAPP是联接CAD和 CAM的桥梁和纽带,只有实现工艺设计的自动化,才 能真正实现CAD/CAPP/CAM的一体化.
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CAPP发展的问题与趋势, CAPP发展的问题与趋势,面临的挑战与机遇 发展的问题与趋势
结语
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Part 1
CAPP系统的发展概况, CAPP系统的发展概况,历史和工作原理 系统的发展概况
一,CAPP的基本概念 CAPP的基本概念
计算机辅助工艺过程设计(Computer Aided Process Planning,简称CAPP)是指借助于计算机 软硬件技术和支撑环境,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.通过CAPP的实施,达到工艺设计自动化的目 的.
CAPP简介
赵奎领
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Part 1 Part 2 Part 3 Part 4 Part 5 Part 6 Part 7 Part 8 Part 9
CAPP系统的发展概况,历史和工作原理
派生式CAPP系统 创成式CAPP系统 CAPP专家系统 CAPP系统的选型原则 CAPP的发展趋势和存在的问题 典型CAPP系统介绍
计算机辅助工艺过程设计CAPP
计算机辅助工艺过程设计CAPP计算机辅助工艺过程设计(CAPP)是一种利用计算机技术辅助进行工艺过程设计的方法。
通过CAPP，可以更加高效地完成工艺过程的设计和优化，提高产品质量和生产效率。
本文将介绍CAPP的原理、应用和优势。
1. CAPP的原理CAPP的原理是基于计算机辅助制造(CAM)和计算机辅助设计(CAD)技术，通过将产品的几何形状和特征信息转化为工艺信息，自动生成相应的工艺规程和工艺文件。
CAPP利用计算机的存储、计算和显示功能，将工艺过程中的各个环节进行自动化处理，提高了工艺过程的设计效率和准确性。
2. CAPP的应用CAPP广泛应用于制造业中的工艺过程设计，特别是在复杂产品的生产中起到了重要的作用。
以下是几个常见的CAPP应用领域：2.1 机械制造在机械制造业中，CAPP可以帮助制定工艺流程、选择适当的机床和刀具、配置材料等。
通过CAPP分析，可以优化整个工艺过程，减少生产时间和成本，并提高产品质量。
2.2 电子制造CAPP在电子制造业中的应用主要是帮助制定印制电路板(PCB)的工艺流程和焊接工艺。
CAPP可以自动生成PCB的工艺规程，根据不同的焊接要求，选择适当的焊接方式和焊接材料。
2.3 汽车制造在汽车制造业中，CAPP可以帮助制定汽车零部件的工艺流程和装配工艺。
通过CAPP分析，可以优化汽车装配过程，减少生产周期和人力投入，并提高汽车的质量和可靠性。
3. CAPP的优势相比传统的工艺过程设计方法，CAPP具有以下几个优势：3.1 提高工艺设计效率CAPP利用计算机技术自动生成工艺规程和工艺文件，大大减少了人工设计的时间和精力。
只需要输入产品的几何形状和特征信息，CAPP就可以自动完成工艺过程的设计，极大地提高了工艺设计的效率。
3.2 提高工艺设计的准确性传统的工艺设计往往依赖人工经验和主观判断，存在很大的随意性和不确定性。
而CAPP利用计算机的计算和分析能力，能够更加客观和准确地进行工艺过程的设计和优化，降低了设计错误的风险。
计算机辅助工艺过程设计
2020/8/9
派生式CAPP系统
可看成检索式CAPP系统的发展， 又称变异式CAPP系统
基本原理：利用成组技术(GT)代码 或企业现行零件图编码，根据结构 和工艺相似性将零件进行分组，然 后针对每个零件组编制典型工艺（ 主样件工艺）
CAPP的发展历 程
• 研究派生式
CAPP • 推出典型系统
提出CAPP CAM－I
1976年
• 研究创成式
CAPP系统 • 智能化工艺
决策方法 • 零件信息 自动获取
• 深入研究
派生式CAPP • CAPP进入 实用化 • CAPP数据
管理与应用
• 研究新的
CAPP系统 结构与方法 • CAPP性能 提高
向CAD反馈产品的机构 工艺性评价信息,满足并行 CAD 产品设计要求
CAM 工装CAD
向CAQ（质量保证 系统）提供工序、 设备、工装、检测
向MIS(管理信息
CAPP
系统)提供各种工
艺过程文件和夹具、 刀具…信息；
MIS
MAS
CAQ
接受MIS反馈的工 向MAS（制造自动化系统）提供各种过
作报告和工艺修改 程文件和夹具、刀具等信息；
2020/8/9的局限性和创成式系统的高难度
检索式CAPP系统
检索式CAPP系或系图统号
将企业现行各类工艺文件存入计 算机数据库
设计时根据零件编码或图号 ，在工艺文件库中检索类似零 件的工艺文件，由工艺人员采 用人机交互方式修改、编辑
检索式CAPP系统实际上是一个工艺文件数据库的管理系统，功能较 弱、自动决策能力差
计算机辅助工艺规程设计
计算机辅助工艺规程设计引言在现代制造业中，工艺规程是确保产品质量和生产效率的重要组成部分。
传统的工艺规程设计往往依赖于人工经验和手工绘制，效率较低且易出错。
为解决这一问题，计算机辅助工艺规程设计应运而生。
本文将介绍计算机辅助工艺规程设计的概念、方法和应用。
什么是计算机辅助工艺规程设计？计算机辅助工艺规程设计是利用计算机技术辅助完成工艺规程的设计和制定过程。
它通过数字化、自动化和信息化的手段，将传统的工艺规程设计过程转变为计算机程序进行自动化操作，提高了工艺规程设计的效率和准确性。
计算机辅助工艺规程设计的方法计算机辅助工艺规程设计的方法主要包括以下几个方面：1. 数据获取与处理首先，需要获取和整理相关的生产工艺数据。
这些数据包括产品的设计要求、工艺参数、设备能力等。
通过数据处理和分析，可以得到不同工艺参数的最优值，为后续的工艺规程设计提供依据。
2. 工艺规程生成在数据处理的基础上，可以利用计算机辅助设计软件生成工艺规程。
这些软件通常包括三维建模、工艺路径规划等功能，可以有效地帮助工艺师进行规程的生成和优化。
3. 工艺规程修改和验证生成工艺规程后，需要进行修改和验证。
通过对工艺规程的合理性和可行性进行评估，可以发现其中存在的问题并加以修正。
同时，还可以利用计算机模拟技术对工艺规程进行验证，确保其符合实际生产要求。
4. 工艺规程文档化最后，将生成的工艺规程进行文档化，方便生产现场的操作人员使用。
这些文档包括工艺路线图、操作说明、工装夹具等。
通过文档化，可以提高工艺传达的准确性和一致性，避免因沟通不畅造成的生产事故。
计算机辅助工艺规程设计的应用计算机辅助工艺规程设计广泛应用于各个制造行业，特别是在高端制造领域。
它在以下几个方面发挥着重要作用：1. 提高工艺规程设计的效率传统的工艺规程设计往往需要大量的人力和时间成本。
而计算机辅助工艺规程设计通过自动化和数字化的手段，可以大大提高工艺规程设计的效率，减少了重复劳动和人为失误的可能性。
计算机辅助工艺规程设计
计算机辅助工艺规程设计计算机辅助工艺规程设计是制定和规范工艺流程的重要工作，它利用计算机技术和软件工具来辅助工艺规程的设计、分析和优化。
下面将介绍计算机辅助工艺规程设计的基本原则和步骤。
首先，计算机辅助工艺规程设计要遵循一定的原则。
首先是准确性，工艺规程必须准确地反映实际生产过程，并保证其可靠性。
其次是可重复性，工艺规程应具备可复制和可重复执行的特性，以保证产品质量的稳定性。
再次是可扩展性，工艺规程应具备良好的扩展性，能够适应不同规模和复杂度的生产环境变化。
最后是实用性，工艺规程的设计应考虑生产实际情况，尽量简化操作，提高生产效率。
其次，计算机辅助工艺规程设计应按照下述步骤进行。
首先是数据采集，通过实地调研、测量和实验等手段，收集相关的工艺参数和数据。
其次是数据处理，将采集到的数据进行排序、整理和归类，以便后续分析和优化。
然后是模型建立，利用计算机辅助工艺规程设计软件，将数据转化为数学模型，用于模拟和预测生产过程。
接下来是模型分析，对建立的数学模型进行分析，找出规程中存在的问题和改进的空间。
最后是优化设计，通过试验和模拟等手段，对工艺参数进行调整和优化，以提高生产效率和产品质量。
在计算机辅助工艺规程设计过程中，还需要注意一些关键问题。
首先是数据的准确性和完整性，要确保采集到的数据和参数是真实可靠的。
其次是模型的合理性和适用性，要确保模型能够准确地反映生产过程的实际情况。
此外，还需对工艺规程的设计进行合理的验证和测试，以确保其可行性和可实施性。
总之，计算机辅助工艺规程设计是实现工艺优化和自动化的重要手段，它能够提升生产效率和产品质量。
在设计过程中，需要遵循一定的原则和步骤，并注意数据准确性、模型合理性和规程可行性等关键问题。
只有科学合理地设计和实施工艺规程，才能有效提升生产效率和产品质量。
计算机辅助工艺规程设计在现代制造业中起到了重要的作用。
随着科技的不断发展和工业化进程的加快，越来越多的企业开始采用计算机辅助工艺规程设计来提高生产效率、降低成本以及改进产品质量。
计算机辅助工艺规程设计(CAPP)概述
计算机辅助工艺规程设计（CAPP）概述摘要：计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning，简称CAPP）是通过计算机技术辅助工艺设计人员，以系统、科学的方法确定零件从毛坯到成品的整个技术过程，即工艺规程。
是连接CAD系统和CAM系统的桥梁，在产品设计和制造整个过程的重要角色。
本文介绍了国内外的CAPP的发展历程，CAPP的基本组成部分和关键技术以及目前存在的问题。
关键词：计算机辅助工艺规程设计（CAPP），工艺决策，成组技术1.CAPP的基本概念计算机辅助工艺规程设计（Computer Aided Process Planning，简称CAPP）是通过计算机技术辅助工艺设计人员，以系统、科学的方法确定零件从毛坯到成品的整个技术过程，即工艺规程。
通常是指机械产品制造工艺过程的计算机辅助设计与文档编制。
CAPP系统的主要任务是通过计算机辅助工艺过程设计完成产品设计信息向制造信息的传递、是连接CAD与CAM的桥梁。
CAPP就是计算机的信息处理和信息管理优势，采用先进的信息处理技术和智能技术，帮助工艺设计人员完成工艺设计中的各项任务，如选择定位基准、拟订零件加工工艺路线、确定各工序的加工余量、计算工艺尺寸和公差、选择加工设备和工艺装置、确定切削用量、确定重要工序的质量检测项目和检测方法、计算工时定额、编写各类工艺文件等，最后生成产品生产所需的各种工艺文件和数控加工编程、生产计划制定和作业计划制定所需的相关数据信息，作为数控加工程序的编制、生产管理与运行控制系统执行的基础信息。
CAPP是将产品设计信息转换为各种加工制造、管理信息的关键环节，是企业信息化建设中联系设计和生产的纽带，同时也为企业的管理部门提供相关的数据，是企业信息交换的中间环节。
在企业生产中，工艺设计处于产品设计和加工制造的接口处，必须分析和处理大量信息。
既要考虑产品设计图样上有关零件结构形状、尺寸公差、材料及批量等方面的信息，又要了解加工制造中有关加工方法、加工设备、生产条件、加工成本及工时定额、甚至传统习惯等方面的信息，因此，工艺设计是一个典型的复杂问题。
计算机辅助工艺规划
计算机辅助工艺规划概述计算机辅助工艺规划（Computer-Aided Process Planning，CAPP）是指利用计算机技术来辅助制造企业进行产品的工艺规划和工艺过程的优化。
CAPP的目标是提高产品的制造效率和质量，降低生产成本，实现对工艺过程的可视化管理。
本文将介绍CAPP的基本概念、应用领域、关键技术以及未来发展方向。
基本概念CAPP是在计算机辅助设计（Computer-Aided Design，CAD）和计算机辅助制造（Computer-Aided Manufacturing，CAM）的基础上，结合工艺规划理论和方法，利用计算机软件实现产品工艺的规划和优化。
CAPP可以看作是CAD/CAM系统的重要组成部分，它将设计数据和制造资源进行有机的结合，以实现产品的正确制造。
CAPP系统的核心是工艺数据库，该数据库包含了工艺规程、加工工艺流程、工具选择、设备选型、工艺参数等信息。
通过对工艺数据库的管理和应用，CAPP系统能够自动地为产品生成工艺流程，并为工人提供详细的工艺指导。
应用领域CAPP广泛应用于各个制造行业，包括机械制造、电子制造、汽车制造、航空航天等领域。
在这些领域中，CAPP可以帮助企业提供以下服务：1. 产品的工艺规划CAPP系统能够根据产品的设计数据和制造要求，自动生成相应的工艺流程和工艺规程。
通过工艺规划，企业可以提前预知产品的制造流程，为后续的生产制定合理的计划。
2. 工艺参数的优化CAPP系统可以对工艺参数进行优化，以提高生产效率和产品质量。
通过分析不同工艺参数对产品质量和加工时间的影响，CAPP系统能够找到最优的工艺参数组合，从而提高产品的制造效率。
3. 工艺过程的可视化管理CAPP系统将工艺数据库与制造现场相连接，实现工艺过程的实时监控和管理。
通过可视化界面，工人可以清晰地了解产品的制造过程，并根据系统提供的提示和指导进行操作。
这样不仅提高了工作效率，也降低了因人为因素导致的错误。
计算机辅助工艺规划
工序图的生成与绘制
工序图的生成与绘制是CAPP系统研制和开发的一个 关键性技术难题。是一种动态的过程。
当工件形状、尺寸改变时，相应的绘图信息参数也要 改变。
工序图实际上是结合零件图形信息和工艺信息过程。 从功能上看，工序图生成可分为信息转换、图形生成、
– 对零件组内各零件的工艺要仔细分析、概括、 总结，要考虑各种因素并征求有关人员意见。
– 典型工艺要包含详细的工序内容。
– 以数据库的形式存放典型工艺，以便存储、检 索、编辑、输出。
3. 工艺规程的生成和编辑
1. 对设计零件按所选分类编码系统进行编码， 完成对零件的描述；
2. 输入零件信息； 3. 检索并判断新零件属于的零件族； 4. 调出典型工艺，包括工艺路线和工序内容； 5. 对典型工艺进行修改编辑，生成新零件的
工艺规程设计是工厂工艺部门的一项经 常性工作，是连接产品设计和制造的中 间环节
传统工艺规程设计是实践经验丰富的工 艺工程师担任
计算机辅助工艺过程设计，可以取代大 量的人工劳动
CAPP上于CAD相接，下于CAM相接。 形成一种新的现代设计与制造技术。
6.2.1计算机辅助工艺过程设计的 意义
(1)代替工艺设计人员的手工劳动
– 零件信息包括两方面：几何信息和工艺信息 – 按组成结构分：分类法、型面法、形体法等（表6-27） – 从描述结构分：编码描述、语言描述、数学描述。
零件信息输入
– 人机交互式信息输入 – 从CAD系统中提取零件信息。这要求统一的数据交换
标准和数据管理规定。
6.3.2 派生式CAPP系统
利用成组技术中的零件相似性原理进行设计，通过 编辑、修改相似零件的典型工艺，派生出新零件的 工艺过程。也称变异法、样件法
机械CAD、CAM技术第6章
是我国原机械工业部开发的15位码零件分类编码系统。
特点：继承了Opitz系统功能强、结构简洁特点，又能容纳更多分类特 征信息，较利于企业应用。 1-2位－零件类别 2-9位－主码 10-15位－辅码
4、零件编码实例 例6.1 应用Opitz编码系统对法兰盘回转体零件进行编码。 该零件Opitz码为013124279。
自20世纪60年代至今：先后推出检索式CAPP、派生式CAPP、
创成式CAPP、智能型CAPP系统等。 2、CAPP发展趋势
集成化：包括基于产品信息的集成，如CAD/CAPP/CAM集成，和基于企业
信息的集成，如基于ERP的CAPP集成。 通用化：建立通用CAPP系统的基本结构、基本流程和标准的用户界面， 满足不同产品类型、不同生产规模、不同企业的工艺设计要求。 智能化：如CAPP专家系统、基于实例和知识的CAPP、基于人工神经网 络的CAPP等智能化系统。
例6.2 应用Opitz编码系统对支撑板非回转体零件进行编码。 该零件Opitz码为654436172。
6.2.3 派生式CAPP系统组成原理及作业过程
系统组成原理：根据成组代码组成零件族，构建零件族“主样件”，建 立标准工艺库，通过检索、调用、编辑标准工艺，完全工艺规程设计。 作业过程： •应用编码系统对新零件进行成组编码； •根据零件成组编码，检索确定所属零件族； •调用所属零件族标准工艺规程； •对标准工艺规程进行增、删、修改、编辑； •按指定格式要求输出工艺文件。
6.2.4 派生式CAPP系统的技术实现
1、零件编码 选择或制定合适零件编码系统，对各零件进行成组编码。 选用的编码系统，应有足够容量，简短紧凑，便于记忆。 2、零件分类成组 按照相似性准则，构建零件族，便于组织生产。 1）特征码位法 是将零件代码中对某种应用影响最大的码位作为分类的 依据，而不考虑其它码位的影响。
计算机辅助工艺规程设计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
修订式系统的检索方法及逻辑基础是划分零件为零件族。这样就 可以对每一种零件族确定出通用的制造方法，而这种通用的制造方法 都表示成标准工艺规程。 标准工艺规程检索的机理是以零件族为基础的，一个零件族可用 一个零件族矩阵表示，这个矩阵则包括所有可能的元素。后面将讨论 这种零件族矩阵的结构。
2．零件族的建立与特征矩阵
在一个工艺规程设计系统中，零件族的形成是以产品 零件的制造特征为基础的。把需要相似工艺过程的那些零 件归并成同一个零件族。对于工艺规程设计，形成零件族 的通用规则是：在一个零件族中，所有的零件必须要求相 似的工艺规程。这样整个零件族才可以共有一个标准的工 艺规程。
零件族的建立是根据成组技术原理进行的。如前所述零件 族(组)的划分方法有视检法、生产流程法和分类编码法三 种。 下面介绍分类编码法。 利用成组技术中所述的特征码位法和码域法已可以为 零件划分零件族，但为了便于应用计算机进行存储和检索， 通常还需用“特征矩阵”来描述零件或零件族的特征。 采用特征矩阵法对零件进行分组的原理是依据每个零 件的代码均可用矩阵来表示。如代码为130213411的零 件可用图10-12所示的矩阵来表示；而一个矩阵可表示一 个零件族。
5．工艺规程编辑及参数选择 在工艺规程发到车间之前，需要对标准工艺 规程进行某些修改，同时必须把加工参数加入到 这个工艺规程中去。工艺规程的编辑有两种含义： 一是数据库中对标准工艺规程进行编辑；另一个 是对某个零件的工艺规程的编辑。编辑标准工艺 规程，意味着对存储起来的这个为标准工艺规程 影响到这个零件族中的所有零件。 编辑某个零件的工艺规程，是一个临时性的 改变，对零件族中的其它零件没有影响。在编辑 过程中，需要修改标准工艺规程，以适应某一零 件的特殊要求。可能要删除一些工序，也可能要 增加一些工序。在这个阶段通常使用一个文本编 辑程序。
计算机辅助工艺规程设计系统的开发与应用
打 印零 件的工 艺规 程 卡片 费时 费力 ， 利用 Ｃｈ 统 的 批 量 打 Ｐ系 Ｐ
印功能 ， 可以 单张 打 印也 可 以批量 打 印 ， 率高 ， 既 效 灵活 方便 。
２ ７ 权 限管理 ．
为 涉 及 企 业 工 艺 技 术 文 件 的 安 全 ， 从 事 不 同 工 作 对
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参 照 国 家 标 准 和 企 业 标 准 ， 过 讨 论 最 终 确 定 并 建 容 、 工 顺 序 、 时 定 额 、 备 及 工 装 选 用 等 信 息 ， 工 艺 经 加 工 设 在 对 立 了加 工 、 配 、 造 、 处 理 、 接 等 专 业 的 工 艺 规 程 卡 规 程 设 计 完 成 后 同 时 存 入 典 型 零 件 工 艺 数 据 库 ， 于 同 装 锻 热 焊 片 模 板 ， 图 １所 示 。 每 一 个 工 艺 规 程 模 板 内 ， 含 相 应 类 型 零 件 可 从 数 据 库 直 接 调 用 或 少 量 修 改 即 可 完 成 ， 如 在 包 工 同 的 工 艺 数 据 模 型 。 应 用 ＣｈＰＰ系 统 时 ， 户 选 取 不 同 的模 艺 规 程 设 计 工 作 效 率 大 大 提 高 ， 时 也 规 范 对 零 件 工 艺 在 用 标 板 ， 统 相 应 显 示 不 同 的 程 序 界 面 ， 据 不 同 的 专 业 要 求 规 程 的 通 用 化 、 准 化 。 系 根 ． 输 入 相 应 的 信 息 。 工 艺 规 程 模 板 互 相 独 立 ， 序 功 能 和 ２ ６ 批量打 印工艺规程卡 片 各 程
第六章计算机辅助工艺规程设计
6.2.3 派生法CAPP系统实例
1. TOJICAP系统：该系统用于生成回转体零件 的工艺规程。工艺规程内容详细完整，系统 采用BASIC语言编程。
2. WLCAPP系统：WLCAPP系统是北京理工大 学为航天部某卫星制造厂开发的派生CAPP系 统，采用FOXBASE为主要开发工具，运行环 境为各类微机。整个系统有计算机辅助编码 子系统和计算机辅助工艺设计子系统组成， 通过分级下拉式菜单驱动各模块的运行。
派生法CAPP系统的工作原理：是根据成组 技术中相似性原理，如果零件的结构形状相似， 则它们的工艺规程也有相似性。
第六章计算机辅助工艺规程设计
6.2.2派生法CAPP系统的研制过程
1．零件编码 ：首先对已有的零件进行编码。 编码方法有手工编码和计算机辅助编码两种 方法。 手工编码是编码人员根据分类系统的编 码法则，对照零件图用人工方式逐一编出各 码位的代码。 计算机辅助编码以人机对话方式进行， 把零件的信息输入给计算机，计算机软件进 行逻辑判断并自动编出零件的代码，并在终 端显示器上显示或打印输出。
第六章计算机辅助工艺规程设计
创成法CAPP系统的工作原理
目前技术上存在的困难 ¡ 零件图样上的各种信息要完全难确地描述还有在
困难，持别是对复杂零件的三维模型的建立也还 没有完全解决。 ¡ 工艺知识是一种经验型知识，如何建立完善的工 艺决策模型，使计算机能够识别、处理还有待进 一步解决。 ¡ 工艺过程的优化理论还不完善，没有严格的理论 和数学模型。
标准工艺规程是由各种加工工序组成的，一个工 序又可以分为多个工步，所以工步是标准工艺规程中 最基本的组成要素。如车外圆、钻孔、铣平面、磨外 圆、滚齿、拉花键等。
第六章计算机辅助工艺规程设计
计算机辅助工艺设计
6.1 计算机辅助工艺规程(guīchéng)设 计6.1.1 CAPP的基本概念
假如计算机读取的零件信息中部分信息超出了计算机能识别处理的 范围，即找不到零件对应的零件族，或不能用预先确定的逻辑生 成工艺时，则计算机将无能为力，只能报错。
所以，计算机只能按CAPP软件规定的方式生成工艺过程，而不能 创造新的工艺方法和新的加工参数。一旦新的工艺方法或新的加 工参数出现(chūxiàn)，就必须修改CAPP系统中的某些部分，使 之适应新的加工制造环境。
出来； 提高企业工艺设计的规范化、标准化水平，促进工艺设
计水平的提高； 能有效的积累和继承工艺设计人员的经验，提高企业工
艺设计的继承性。
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6.1 计算机辅助工艺(gōngyì)规程设计 6.1.1 CAPP的基本概念
7.CAPP的作用与意义 为现代制造系统集成提供技术桥梁 与计算机辅助设计(shèjì)（CAD）系统之间的信息交
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6.1 计算机辅助工艺(gōngyì)规程设 计6.1.2 CAPP系统(xìtǒng)的分 类6.1.2.2 创成式CAPP系统 (Generative)
创成式CAPP系统与派生式系统不同，它的生成并不是通过修改 或编辑相似零件组的工艺规程实现的，而是靠系统中的决策逻 辑生成一个新零件的工艺规程。
艺尺寸和公差； ‧选用合理的切削用量； ‧计算(jì suàn)工时定额和加工成本； ‧编写各类工艺文件等
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6.1 计算机辅助工艺规程(guīchéng)设计
6.1.1 CAPP的基本概念
2.传统工艺设计方法的缺点 ‧经验积累 ‧手工方式：查资料、手册 来进行(jìnxíng)工艺计算、绘
计算机辅助工艺过程设计
计算机辅助工艺过程设计什么是计算机辅助工艺过程设计？计算机辅助工艺过程设计（Computer-Aided Process Planning，CAPP）是利用计算机技术辅助完成工艺过程设计的一种方法。
它通过将产品设计数据、工艺规程和工艺规则输入计算机系统，自动或半自动地生成工艺过程方案，并对其进行优化和评估。
CAPP可以帮助制造企业提高工艺过程设计的效率、准确性和一致性。
CAPP系统通常由三个部分组成：工艺数据库、工艺规则和工艺生成系统。
工艺数据库存储了与产品有关的材料、加工设备、工艺规程和工艺参数等信息。
工艺规则定义了工艺过程设计所需的逻辑和约束条件。
工艺生成系统根据工艺数据库和工艺规则，自动生成符合要求的工艺过程方案。
CAPP的优势和应用优势1.提高工艺设计的准确性和一致性：CAPP系统可以根据已有的工艺规范和规则，自动生成符合标准的工艺方案，减少人为因素引起的错误和差异。
2.加快工艺过程设计的速度：CAPP系统能够自动化地完成工艺过程设计的一部分或全部工作，大大缩短了工艺设计的时间。
3.提高工艺过程设计的效率：CAPP系统能够快速生成多个备选方案，并对其进行评估和优化，帮助设计人员在时间和成本方面做出最佳选择。
应用CAPP广泛应用于制造业，特别是传统制造行业。
以下是CAPP的一些典型应用领域：1.机械制造业：在机械制造过程中，CAPP可以帮助设计人员选择最佳的材料、设备和工艺流程，并优化加工顺序和参数，提高产品质量和生产效率。
2.汽车制造业：CAPP可以帮助汽车制造企业进行产品的工艺规划和排程，优化生产过程，提高生产效率和产品质量。
3.航空航天制造业：CAPP在航空航天制造业的应用非常广泛，可以帮助设计人员规划复杂的制造工艺过程，并优化生产线和设备的配置。
4.电子制造业：CAPP可以帮助电子制造企业设计适合贴片、焊接和组装的工艺过程，提高生产效率和产品质量。
CAPP系统的实现和挑战要实现一个高效的CAPP系统，并不是一件容易的事情。
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3．成组技术的定义
成组技术是一门生产技术科学和管理技术科学， 研究如何识别和发展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它们之间的相似性归类 成组，并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。
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3．成组技术的应用
1）成组工艺 它不强求零件结构类型和功能的同一性，而只要
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2、零件族用于车间的布置
一个传统小批量加工车间布局图中，按机床类 型将车间布置为车床、铣床、钻床和磨床等若干个 工段。在对一个零件进行加工时，工件必须在各个 工段间来回运送，有时同一个零件需要多次进入同 一个工段。这样势必增加工件的搬运工作量和库存 量，导致制造周期延长，成本提高。
2)系统特点 ➢ 系统的结构比较简单，仅有9个横向分类环节， 因此便于记忆和手工分类。 ➢ 系统的分类标志虽然形式上偏重零件结构特征、 形状要素，但是实际上隐含着工艺信息。
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➢虽然系统考虑了精度标志，但是由于零件的精度 概念比较复杂，它既有尺寸精度，又有几何形状 精度和相互位置精度，所以单用一个横向分类环 节来表示似嫌不够。 ➢系统的分类标志尚欠严密和准确。 ➢从总体结构上看系统虽属简单，但从局部结构上 看仍旧十分复杂。
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4、零件分类编码系统的结构 1）独立环节的分类系统——链式结构
若系统内各横向分类环节之间彼此安全独立而 互不相干，则这样的横向分类环节便是独立环节。 由独立环节组成的分类系统一般称为链式结构，如 图所示。横向分类环节用罗马数字表示，它们之间 的关系用“-”表示。
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第7章 计算机辅助工艺规程设计
Ⅶ Computer Aided Process Planning （CAPP）
CAPP（Computer Aided Process Planning）－借助计算机 来完成毛坯设计，工艺规程设计，工装设计等任务。
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CAPP的功能模型
零件几何信息
零件工艺信息CAPP源自工艺路线文件 工艺内容文件
零件毛坯图、工序图 工时定额文件
工 艺 知 识
数 据 库
图 形 系 统
计 算 机 硬 件
系 统
2
独立的CAD和CAPP、CAM系统之间的信 息传递框图
设计任务
CAD
产品样图、 技术文档
人工 转换
零件几何形状、 精度、材料
CAPP
工艺过程 工序图
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人工 转换
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四、 零件分类成组方法——编码分类法
编码分类是根据零件的编码进行分类成组，并用 特征矩阵形式表示。在分类之前，首先需要合理地 制定各零件族的相似性标准，以便将众多的待分类 零件进行分选，使之归属于相应的零件族。
编码分类法实质就是让零件编码与各零件族特 征矩阵逐个地匹配比较，若零件编码与某一零件族 特征矩阵相匹配，则该零件就应归属于此零件族
性制造技术推动了成组技术的发展，而在柔性制 造系统或柔性设备上采用成组技术将提高FMS的利 用率，使系统发挥更大的效益。
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3．成组技术的优点
➢有利于零件设计标准化，减少设计工作的重复。 ➢有利于工艺设计的标准化， ➢降低生产成本，简化生产计划，缩短了生产周期。 ➢有利于CAD系统与CAM系统连接，实现CAD/CAM系统 的集成。
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2．成组技术的基本原理
1）基本原理： 对相似的零件进行识别和分组，相似的零件归
入一个零件组或零件族，并在设计和制造中充分利 用它们的相似点，以获得所期望的经济效益。 2）零件的相似性
设计性质（如几何形状和尺寸等）方面的相似 性和制造性质（如加工工艺）方面的相似性。零件 的相似性是零件分族的基础。
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1．零件的代码 在成组技术条件下，产品零件的代码是由2部分组
成的，即零件的识别码和零件的分类码。 1)零件的识别码 就是零件的件号或图号，识别码是惟一的。
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2)零件的分类码 零件的分类码是在成组技术条件下提出的，可
以反映出零件固有的功能、名称、结构形状、工艺、 生产等信息；分类码对某种零件而言，并非惟一的， 不同的零件可以拥有相同的分类码。
待加工面
形状及精度
NC程序
CAM
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第七章 计算机辅助工艺设计
内容简介
CAPP（Computer Aided Process Planning）－借助计算机来完成 毛坯设计，工艺规程设计，工装设计等任务。
本章主要介绍了如下方面内容：
➢成组技术 ➢CAPP系统的发展概况和工作原理 ➢CAPP系统零件系统的描述、输入和输出 ➢派生式CAPP系统 ➢创成式CAPP系统 ➢CAPP专家系统简介
广泛应用于机械制造、设计及生产管理。
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1)系统结构 最早的OPITZ系统只有5位代码，也即目前所
称的形状码。为了完善自己的系统，Opitz教授在 原来5位形状码之后，又增补了4位所谓的辅助码 。
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在按成组技术组织生产时，必须同时将零件的识 别码与分类码结合应用。
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2．零件分类的基本依据
零件分类是依据零件的各方面特征来进行的，一 般按以下3个方面的特征分类。 1)结构特征 零件的几何形状、尺寸大小、结构功能 和毛坯类型等。 2)工艺特征 零件的毛坯形状、加工精度、表面粗糙 度、加工方法、材料、定位夹紧方式，选用的机床类 型等。 3)生产组织与计划特征 加工批量、制造资源状况 和工艺过程跨车间、工段及厂际协作等情况。
少了设计人员的重复劳动。 4）成组技术在CAPP系统中的应用
成组技术及其分类编码系统对于CAPP系统，特 别是派生式CAPP系统的零件信息的描述和输入、标准 工艺规程的检索与修改以及工艺文件的管理和输出都 有着重要意义。
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5）成组技术在FMS中的应用 成组技术与柔性制造技术是相辅相成的，柔
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第一节 成组技术（GT）
一、 概述
1．成组技术的发展概况 1950年代：成组技术（Group Technology）概念
起源。 1959年；苏联科学家S.P.Mitrofanor在《成组技
术科学原理》一书中，正式提出“成组技术”一词。 1960年，原西德和英国科学家开始对成组技术进行深 入研究，以探讨成组技术在生产中的实用性。
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二、 零件族 1、零件族用于工艺上的相似形
零件族是一些零件的集合，这些零件具有相似 的几何形状和尺寸或在加工具有相似的加工步骤。 同一族中的零件各不相同，但总有一些相似点使它 们成为同一零件族的成员。上图和下图表示两个零 件族，上图所示的零件族从几何外形是相似的。下 图所示的零件族具有相似的加工工艺，但外形上相 差较大。一般来说形状相似的工件，工艺也相似。
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3）生产流程分析（Production flow analysis， 简称PFA）分组法
PFA法通过对零件现有加工工艺流程的分析， 把具有相似或相同加工工序和加工工艺流程的零 件作为一个零件族。
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三、零件分类编码系统
零件的分类编码是由代表零件的设计或制造 的特征符号组成的，一般情况下，大多数分类编 码系统是用数字来描述零件的几何特征和工艺特 征，也就是零件特征的数字化。
几种零件若有多个工序具有相似性，则可合并为成组 工艺。
2）成组生产单元的组织 车间内机床布置形式以及相应的生产组织形式按
成组技术的原理组织实施，即不管是单机，还是加工 单元、流水线，加工对象是针对于一组或几组工艺相 似的零件，而不是只针对于一个零件。
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3）成组技术在CAD中的应用 成组技术大大提高了设计的继承性，极大地减
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如图所示是按照成组工艺改造后的车间布局图。 把机床划分为一些单元，每个单元只承担一个特 定零件族的生产。这样不仅避免了车间布局的缺 点，而且实现了流水线或自动线作业。
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3、如何将零件组合成组
1）人工识别分组法（也称视检法） 这是一种最简单、最经济的方法，它通过人工识
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下图所示是JLBM-1分类编码系统的基本结构， 其结构与OPITZ系统基本相同，但克服了OPITZ系统 码位少、分类标志不全的缺点。该系统有十五个码 位，每个码位用0～9十个数字表示不同的特征项号。 在十五个码位中，第一、二个码位是名称类别码， 第三到九个码位是形状与加工码，第十到十五个码 位是辅助码
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2）关联环节的分类系统——树式结构 若系统中相邻横向分类环节之间有从属关系而
互相关联，则这样的横向分类环节称作关联环节。 它们之间的关系用“<”表示。由关联环节组成的分 类系统一般称为树式结构，如图所示。
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3）混合环节的分类系统——混合结构 这种分类系统中的横向分类环节既有独立环
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合理制定各零件族相似性标准是按编码分类 取得满意结果的关键。相似性标准不能太高，要 求过严，零件不易汇集成组；也不能太低，过于 粗略，归属于同一组的零件种数太多，差异太大， 也会妨碍很好地利用零件的相似性。
制定零件族相似性标准，有特征码位法、码 域法和特征位码域法等3种方法。