劉 銳，李麗華

（1.中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司 經(jīng)營管理部，黑龍江 哈爾濱 150036；2.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 小型球軸承分廠，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 引言

CAPP（Computer Aided Process Planning）是指借助于計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和支撐環(huán)境，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷和推理等功能來制定零件機(jī)械加工工藝過程。借助于CAPP系統(tǒng)，可以解決手工工藝設(shè)計(jì)效率低、精確性差、質(zhì)量不穩(wěn)定、不易達(dá)到優(yōu)化等問題。它是通過向計(jì)算機(jī)輸入被加工零件的幾何信息（形狀、尺寸等）和工藝信息（材料、熱處理、批量等），由計(jì)算機(jī)自動(dòng)輸出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件的過程。CAPP結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 CAPP結(jié)構(gòu)圖

2 滾動(dòng)軸承CAPP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

CAPP是通過向計(jì)算機(jī)輸入被加工零件的幾何信息（形狀、尺寸等）和工藝信息（材料、熱處理、批量等），由計(jì)算機(jī)自動(dòng)輸出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件的過程?？紤]到滾動(dòng)軸承精度高、生產(chǎn)自動(dòng)化程度高等特點(diǎn),滾動(dòng)軸承CAPP系統(tǒng)在零件的描述、工藝過程生成及工藝文件輸出等方面有著不同于其他CAPP系統(tǒng)的特點(diǎn)。若忽略它們之間的差異,抽取其共性,便可得到一個(gè)典型的滾動(dòng)軸承CAPP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),如圖2所示。

圖2 滾動(dòng)軸承CAPP組成圖

2.1 滾動(dòng)軸承CAPP系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件

2.1.1 知識庫開發(fā)及管理構(gòu)件

該構(gòu)件的任務(wù)是幫助選取知識,完成建立知識庫,對知識的靜態(tài)一致性和冗余度檢驗(yàn),以及對知識庫進(jìn)行管理。其基本功能是提出適應(yīng)于開發(fā)和描述工藝決策知識、資源信息、零件描述信息、工藝參數(shù)優(yōu)化運(yùn)算和工藝設(shè)計(jì)規(guī)范數(shù)據(jù)、表格等功能模塊和表達(dá)方式,開發(fā)成不同類型和不同層次的知識庫。

2.1.2 零件描述和信息輸入構(gòu)件

其子構(gòu)件有人—機(jī)交互輸入構(gòu)件、公共數(shù)據(jù)庫檢索構(gòu)件和與CAPP系統(tǒng)連接進(jìn)行信息輸入構(gòu)件。

2.1.3 工藝過程生成構(gòu)件

該構(gòu)件是滾動(dòng)軸承CAPP系統(tǒng)的核心構(gòu)件,其功能是產(chǎn)生滾動(dòng)軸承的工藝過程。因滾動(dòng)軸承零件的特點(diǎn),工藝過程生成構(gòu)件又由檢索式生成工藝過程、綜合式生成工藝過程、智能式生成工藝過程及推理機(jī)構(gòu)件等構(gòu)成，針對不同類型、不同特點(diǎn)的滾動(dòng)軸承,可采用檢索式、綜合式、啟動(dòng)推理機(jī)進(jìn)行智能設(shè)計(jì)或綜合幾種方法生成滾動(dòng)軸承的工藝過程。用戶在利用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件生成滾動(dòng)軸承CAPP系統(tǒng)時(shí),可根據(jù)本企業(yè)生產(chǎn)的具體情況及特點(diǎn),選擇其中一個(gè)、幾個(gè)或全部子構(gòu)件來進(jìn)行構(gòu)件組裝形成本企業(yè)滾動(dòng)軸承CAPP系統(tǒng)的工藝過程生成構(gòu)件。

2.1.4 設(shè)備及工、夾、量具管理構(gòu)件

該構(gòu)件提供各類設(shè)備和工具的數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)。可借助該構(gòu)件方便地建立起本單位的設(shè)備庫和工具庫,以便工藝決策和生產(chǎn)調(diào)度時(shí)使用。

2.1.5 解釋模塊構(gòu)件

對工藝設(shè)計(jì)各階段的行為作出明確的解釋。

2.1.6 滾動(dòng)軸承零件信息庫構(gòu)件

由于滾動(dòng)軸承件是具有國家標(biāo)準(zhǔn)的一類零件,各種標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承的零件信息被儲存到滾動(dòng)軸承零件信息庫中,包括滾動(dòng)軸承零件的特征和代號等。它是工藝過程設(shè)計(jì)的依據(jù)。

2.1.7 工藝過程輸出構(gòu)件

其子構(gòu)件有:工序圖輸出構(gòu)件、工藝文件輸出構(gòu)件、NC（Numerical Control數(shù)字控制）加工指令輸出構(gòu)件、與打印機(jī)、繪圖機(jī)連接進(jìn)行工藝輸出構(gòu)件等。利用該構(gòu)件可將已生成的工序圖、工藝過程及NC加工指令輸出到計(jì)算機(jī)屏幕上或通過打印機(jī)、繪圖機(jī)將它們輸出出來。

2.1.8 NC加工指令生成器構(gòu)件

本構(gòu)件是指通過數(shù)控機(jī)床加工軸承。

2.1.9 加工過程動(dòng)態(tài)仿真構(gòu)件

加工過程動(dòng)態(tài)仿真是一項(xiàng)十分重要的工作。通過仿真,可以檢查零件加工過程中可能存在的不合理現(xiàn)象和可能出現(xiàn)的干涉和碰撞現(xiàn)象,并用圖形方式結(jié)合工藝參數(shù)顯示,形象直觀地仿真零件的加工過程。

3 滾動(dòng)軸承CAD設(shè)計(jì)流程和CAPP設(shè)計(jì)流程的對比

企業(yè)的設(shè)計(jì)人員接到一個(gè)產(chǎn)品工藝開發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)后，需要進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。

CAD設(shè)計(jì)流程要花費(fèi)10道工序，并且其中存在大量的手工輸入信息，如產(chǎn)品、零部件屬性信息、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息、產(chǎn)品、零部件圖形信息。而CAPP系統(tǒng)可以省去以產(chǎn)品、部件為單位的工藝信息匯總功能與匯總信息，不但可以提供零件工藝信息，而且能提供產(chǎn)品工藝信息：包括工藝路線、材料定額、工時(shí)定額以及有關(guān)的工藝文件，大大節(jié)約工藝開發(fā)流程。CAD設(shè)計(jì)流程圖和CAPP設(shè)計(jì)流程圖對比如圖3、圖4所示：CAPP的設(shè)計(jì)流程非常簡易。

圖3 滾動(dòng)軸承CAD流程圖

圖4 滾動(dòng)軸承CAPP流程圖

4 結(jié)束語

由于滾動(dòng)軸承工藝設(shè)計(jì)本身是一項(xiàng)復(fù)雜的、多層次的的過程，因此滾動(dòng)軸承CAPP系統(tǒng)是將工藝人員從許多工藝設(shè)計(jì)工作中解脫出來的一種工具，有助于實(shí)現(xiàn)以人為本的宜人化的操作、高效的工藝編制手段、工藝信息自動(dòng)統(tǒng)計(jì)匯總，從而縮短軸承的研制周期，提高工藝過程設(shè)計(jì)效率。

[1] 周福章,劉軍,黃楚舒.滾動(dòng)軸承計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)[A].全國高等學(xué)校機(jī)械加工自動(dòng)化第六屆學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C].1994.215-217.

[2] 劉軍，趙秀婷.滾動(dòng)軸承CAPP專家系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].洛陽工學(xué)院學(xué)報(bào)，1998.