机械CAD—CAM(第二版) 第7章

图7-2 制造业信息化与CAPP
3. CAPP的发展趋势 （1） 通用性差。 这包含两层含义。 一是系统的工艺适 应性差。 传统CAPP系统大多数是针对特定产品零件和特定制 造环境进行开发的， 难以适应变化的加工对象和制造环境的 要求。 二是系统的开放性差。 传统的CAPP系统一旦生成后， 不支持用户对系统的修改和二次开发，难以在集成环境中生存， 且不提供与环境的集成接口。
（3） 规范产品制造工艺， 使工艺信息计算机化， 为制 造业信息化提供基础条件； 实现工艺参数等信息的数字化， 提高工艺设计信息的共享与重用水平。
（4） 使各种优化决策方法的实现成为可能， 为工艺设计 人员提供决策支持， 包括工艺路线决策的优化， 切削参数的 优化， 工时定额的确定等。
制造业信息化与CAPP的关系如图7-2所示。 CAPP系统既 是联系设计阶段和制造阶段的桥梁， 为产品的制造装配、 成 本核算、 产品管理等提供必要的基础数据， 也是产品设计制 造阶段以及制造业信息化工程实施的瓶颈所在， 需要加大对 CAPP研究的力度， 促进制造业信息化工程的早日实施。
4） 工艺文件的输出形式有两种： 一种是采用纸介质文档的 形式（包括机械加工及装配工艺路线卡、 机械加工及装配工 序卡、 工艺简图等）， 按照标准格式进行预览并打印输出； 一种是采用电子文档的形式（包括工艺简图、 数控加工程序 等）， 直接作为机床的加工参数， 输出到CAM系统中去。
5） 系统界面是工艺设计人员的工作平台， 系统主界面上一 般有系统的各种下拉菜单或其它形式的菜单， 各种功能的实 现均在菜单或对话框中进行， 其中包括系统菜单、 工艺设计 界面、 系统及数据库管理界面、 工艺文件的预览界面等。 系 统界面是否友好， 直接影响到系统的工作效率和企业的接受 程度。
2） 系统功能的管理包括用户权限与帐号的管理、 系统参数 的设置、 系统数据的备份等； 系统数据的管理包括对各种制 造资源数据和工艺知识进行维护与管理， 如制造资源的添加、 修改、 删除、 选择等， 工艺知识的查询、 添加、 修改、 存 储等。
3） 工艺设计模块的主要功能是生成零件的工艺文件。 一般 分为两个层次： 一是零件的主干工艺路线的生成， 即确定零 件加工的工艺规程； 二是零件加工工序中工艺参数的制定， 在零件工艺规程的基础上， 具体确定每一道工序的切削参数、 机床刀具、 工装模具、 管理参数等。
2. CAPP 在制造业信息化工程中，CAPP系统起着非常重要的角色， 主要表现在： （1） 建立产品、 零件制造的工艺过程文件， 具体规定 产品在形成过程中有关的条件、状态、 过程等参数， 描述零 件的加工过程以及应达到的质量标准， 使工艺文件规范化、 标准化。
（2） 替代工艺设计人员的手工操作， 将其从繁杂的手工 编写、 查阅资料、 绘制简图等工作中解脱出来， 将精力放在 工艺设计、 工艺经验的积累、 工艺知识的应用上， 有效地提 高企业的制造工艺水平。
3） 特征信息描述法是采用经过定义的特征（包括几何特征、 技术特征等）对零件进行描述，并建立一套主要由图形叠加规 则组成的特征描述系统的方法。 采用特征信息描述零件最主 要的环节是让工艺设计人员理解特征（尤其是几何特征）的建 立规则和特征信息的叠加方法。
几何特征是零件几何要素的组合， 具有相对独立性。 零 件的加工过程实际上是各种几何面的成型过程， 各种面的大 小决定了零件的几何尺寸， 它们之间的相对位置则决定了零 件的形状要求。
在传统的零件分类方法的基础上， 以特征输入、 特征及 零件工艺生成难度最小作为目标，将决定零件加工主干工艺路 线、 描述零件主要轮廓的部分确定为基本特征， 零件的基本 特征是加工中首先成型的形状。 零件的基本特征分为回转件 的轴类和盘类、 非回转件的箱体类、 支架类、 块类、 板类和 杆类， 计七大类， 如图7-5所示。
第7章 计算机辅助工艺过程设计
7.1 概述 7.2 CAPP系统中零件信息的描述与输入 7.3 派生式CAPP 7.4 创成式CAPP系统
7.1 概 述
1. CAPP的分类与组成 无论何种CAPP系统， 均由图7-1所示的基本功能模块 组成。
图7-1 CAPP系统组成
1） 图形信息的输入方式取决于CAPP与CAD系统的集成程度， 采用计算机识别或人工识别的方法， 将零件的图形输入到 CAPP系统中来。目前常用的方法是零件图形的二次输入， 即 采用OLE技术将CAD系统在CAPP工艺编辑窗口中定位激活， 由工艺设计人员进行图形的绘制与编辑。
（2） 先进性和使用性并未统一。 基于自动化思想的工 艺生成方法期望在工艺设计上代替工艺人员， 造成开发应用 中的诸多问题， 例如系统开发周期长， 费用高， 难度大， 系 统功能和应用范围有限， 缺乏适应生产环境变化的灵活性和 适用性等。
基于图形系统的工艺卡片填写式工艺生成方法， 则片面 强调工艺设计的“所见即所得”，完全以文档为核心， 忽视 企业信息化中产品工艺数据的重要性， 存在难以保证产品工 艺数据准确性、 一致性和难以进行工艺信息集成的问题。
图7-3 JLBM-1编码系统的基本结构
图7-4 示例零件及其编码
பைடு நூலகம்
2） 语言文字描述法 语言文字描述法是采用语言对零件各有关特征进行描述和 识别， 并建立一套特定的规则组成的语言描述系统的方法。 该方法的关键是开发一种计算机能识别的语言（类似于C语言、 AutoLISP语言等）来对零件信息进行描述， 或者是建立一个 语言描述表， 用户采用这种语言规定的词汇、 语句和语法对 零件信息进行描述， 然后由计算机编译系统对描述结果进行 编译， 形成计算机能够识别的零件信息代码。
（3） 集成性差。 CAD、 CAPP、 CAM没有统一的产品 信息模型， 不同的CAD与CAPP系统使用不同的数据模型， 不能实现CAD、 CAPP、 CAM之间数据的顺畅传递、 交换与 共享。
7.2 CAPP系统中零件信息的描述与输入
1. CAPP系统零件信息的描述 1） 数字编码描述法 图7-3所示为JLBM-1编码系统的基本结构， 图7-4所示为 采用该编码系统对零件的编码。