计算机辅助作业

计算机辅助制造期末作业

2-24试述工程数据库的特点和应用。

1)工程数据库的特点

在系统中，图形处理、产品造型、文档生成、人工智能和工程分析等工作都有大量的数据处理工作，称为工程数据库(engineering data base，EDB)，它与一般的数据库有所不同。

(1)工程数据类型和数据间的联系均比较复杂，所要处理的数据大多与产品设计和制造有关。

(2)工程数据经常是一些动态数据，数据模式和数据间的联系需要动态修改。

(3)要能支持对不同版本相同数据库产品的管理。

2)工程数据库的功能支持工程应用的数据库管理系统应有以下一些功能：

(1)能描述复杂的数据类型和结构，能动态地定义和修改数据模式。

(2)有严格的约束管理功能，保证数模状态的一致性；能有效管理多卷数据，提供数据共享；有灵活的事务管理能力，支持T程设计中的长事务处理；具有版本管理机制。

(3)具有客户之间的交互通信服务功能和有效的存储管理机制，可快速访问和提取数据。

(4)提供功能完备的数据库程序设计语言和友好的交互式图形界面。

(5)有良好的集成性、可扩展性和兼容性。

6.16.试述德国OPITZ零件分类编码系统的结构和特点。

系统结构

OPITZ零件分类编码系统是一个十进制9位代码的组合结构系统，其基本结构如表6 9所示。其横向分类环节分为主码和辅助码，主码为5位，主要用来描述零件的基本形状要素。

其中．第1位为零件类别码，将零件分为回转体类零件和非回转体类零件两大类；第Ⅱ～V位是描述零件的形状细节，按外部形状一内部形状一平面加工一辅助孔、齿形和成型加T的顺序描述。辅助码有4位，主要用来描述零件与T艺有关的信息，而且是公用的，不分零件的类别。表6—10表示其第0，1，2类零件分类表。图6—8表示按OPITZ系统对图6 6中两个示例零件的分类编码。2)系统特点

(1)结构较简单，横向分类环节数适中，便于记忆和分类。

(2)主码虽主要用来描述零件的基本形状要素，但实际上隐含着工艺信息。

(3)纵向分类环节的信息排列中，有些采用了选择排列法，结构上欠严密，易出现多义性。

(4)通过辅助码考虑了工艺信息的描述，虽粗糙一些，但却是一个进步。

(5)与VUOSO系统相比，该系统所描述的信息要详尽得多，因此应用广泛。

8-1试述计算机辅助工艺过程设计（CAPP）的含义和意义。

1．计算机辅助工艺过程设计的含义

计算机辅助工艺过程设计(computer aided process planning，CAPP)是计算助加

工工艺过程设计的简称。

计算机辅助_I_=艺过程设计是通过向计算机输入被加工零件的几何信息(图形)和加T工艺信息(材料、热处理、批量等)，由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。简言之，计算机辅助工艺过程设计就是利用计算机来制定零件的加工T艺过程，把毛坯加工成工程图纸上所要求的零件。

CAPP又可译为计算机辅助工艺过程规划。国际生产工程研究会提出了计算机辅助规划(computer—aided planning，CAP)、计算机自动工艺过程设计(computer automatedprocess planning，CAPP)等名称，可见CAPP一词强调了工艺过程自动设计。实际上国外常见的一些词汇，如制造规划(manufacturing planning)、材料处理(material processing)、工艺T程(process engineering)、工艺过程设计(或工艺过程规划)(process planning)以及加工路线安排(machine routing)等在很大程度上都是指工艺过程设计。

CAPP属于工程分析与设计范畴，是重要的生产准备工作之一。由于制造系统的出现，CAPP上与计算机辅助设计(computer—aided des逸n，CAD)相接，下与计算机辅助制造(computer—aided manufacturing，CAM)相连，它是设计与制造之间的桥梁，设计信息只能通过工艺过程设计才能生成制造信息，设计只能通过工艺设计才能与制造实现信息和功能的集成。

2．计算机辅助工艺过程设计的意义

CAPP无论是对单件小批生产还是大批大量生产都有重要意义。

1)代替工艺工程师的繁重劳动

工艺过程设计需要由具有丰富生产实践经验的_T．艺工程师才能胜任，因为丁艺工程师熟知本企业的生产情况、各种工艺方法和加工设备、加工能力和水平、各种管理规章制度等。这种具有丰富生产实践知识的工艺_T程师在工业发达国家中常感缺乏。例如，美国空军的一次调查报告称：工艺过程设计人员一般年龄应在40岁以上，并有丰富的生产车间工作经验；又如，英国工艺工程师平均年龄为55岁。这种对年龄数据的统计，反映了对工艺工程

师的生产实践知识的要求。

CAPP可以代替大量的工艺工程师繁重的重复劳动，利用人_丁智能，如专家系统等，减少1二艺过程设计上所需要的某些人工决策，降低对_丁艺人员技能的要求。

2)提高T艺过程设计质量

CAPP可以编制出一致性好、精确的工艺过程。在人工编制1二艺过程时，由于受到个人经历和知识的限制，在同样生产条件下，可能会编制出不同的工艺过程，影响生产组织T作。同时，计算机能按程序要求编制出详尽的工艺过程，精确性好，减少了人为因素(因人而异)的影响。

3)缩短生产准备周期，提高生产率人工设计工艺过程繁锁、费时、速度慢，不能适应多品种生产、产品更新换代、市场变化等要求。一个产品的开发周期包括设计、生产准备、加工生产、报废处理等四大阶段，其中，生产准备阶段包括工艺过程设计、专用夹具、专用刀具、专用检具以及专用机床等的设计。人工设计

工艺过程所需时间约占整个生产准备时间的40％。CAPP能大大缩短生产准备周期，从而缩短产品开发周期，提高对市场变化的响应速度和竞争能力。

4)减少工艺过程设计费用及制造费用

一个先进的CAPP系统可以大大地减少工艺工程师的劳动，缩短产品开发周期，提高表8—1表示了在一个零件的成本中各项费用所占的比例，当采用了CAPP后，各项费用都得到不同程度的减少，其中工艺过程设计费用减少了58％。由表中可以看出，由于采用了CAPP，使零件生产成本降低了9．6％．该数字尚未包括其全部效益。表8—1 采用计算机辅助工艺过程设计的效益％

5)在计算机集成制造系统中，CAPP是连接CAD与CAM的桥梁

计算机集成制造系统(computer integrated manufacturing system，CIMS)是在网络、数据库支持下，由CAD，CAM和计算机管理信息系统所组成的综合体。它是当前先进制造系统发展的方向之一。在CIMS中，CAPP是连接CAD与CAM的桥梁，同时它又是计划调度、生产管理等所需信息的提供来源，是企业各部门信息交汇的枢纽，占有很重要的地位，应受到高度重视。鉴于此，美国的国际计算机辅助制造(computer—aided manufacturing—international，CAM—I)工业研究机构所开发的工艺过程自动设计(CAM—I)系统，在CAPP的发展进程中具有里程碑意义。

近年来，CAPP的效益已在生产中得到证实，从而促使其蓬勃发展。在国内外均有不少CAPP系统问世，并试图自动生产能适应不同生产需求的工艺过程设计。

8.2试述CAPP的内容。

1．工艺过程设计的内容计算机辅助T艺过程设计的内容与人工进行工艺过程设

计的内容一样，有下几项：

(1)毛坯的选择及毛坯图生成根据零件的尺寸、形状及技术要求，可选择铸件、锻件、

棒料及型材等作为毛坯。并根据工艺过程中的加工T序余量绘制毛坯图。

(2)定位夹紧选择选择零件加工时的粗基准和精基准，确定夹紧方案。

(3)加工方法选择根据生产实际情况及零件的尺寸、形状、技术要求选择适当的加工方法。

(4)加丁顺序安排确定零件加工的先后顺序，拟定工序、安装、工位、工步、走刀等。在加工中心上加工时，要考虑工位和换刀的关系问题，有时采用在一个工位(转位)上多次换刀的方案来加1二丁件的相同表面或不同表面，对同一表面先粗加工后精加工；有时采用在一次换刀下多次转位来加工工件的不同表面，这样对零件的多数表面先进行粗加工，换刀后再进行精加工，分为粗、精加丁两个阶段。这个方案由于采用了粗精加工分开的原则，因此对保证加工精度有利。但从生产率出发，应考虑转位时间和换刀时间的长短，由于加_T中心多是高精度和高刚度，可在同一机床上进行粗、精加_丁，若换刀时间少于转位时间，且又能保证加工精度要求，则可采用一个T位上多次换刀的方案。

(5)通用机床、刀具、夹具、量具等丁艺装备的选择这些装备在进行CAPP