李曉芳

（山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院，山東 淄博 256414）

0 引言

工藝設(shè)計作為機械制造生產(chǎn)過程中重要的技術(shù)準(zhǔn)備工作，在實際生產(chǎn)中將產(chǎn)品設(shè)計與制造車間緊密地聯(lián)系在一起，其特點是經(jīng)驗性強且多變。而目前市場上的機械產(chǎn)品品種多、批量小，因此傳統(tǒng)的工藝設(shè)計方法無法適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的要求。在此情況下，計算機輔助工藝設(shè)計就應(yīng)運而生了。某特種車后橋主減速器殼體形狀復(fù)雜，孔系繁多，屬于典型的箱體類零件，本文通過對基于NX的CAPP系統(tǒng)的研究，論述了CAPP在減速器殼體工藝設(shè)計中的應(yīng)用。

1 CAPP概述

計算機輔助工藝設(shè)計（Computer Aided Process Planning，CAPP），是借助于計算機軟硬件技術(shù)和支撐環(huán)境，利用計算機進行數(shù)值計算、邏輯判斷和推理等功能來制定零件機械加工工藝過程。借助于CAPP系統(tǒng)，可解決手工工藝設(shè)計效率低、一致性差、質(zhì)量不穩(wěn)定、不易達(dá)到優(yōu)化等問題。

CAPP是一種重要的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，需要先向計算機輸入被加工零件的各項信息，如圖形信息、材料信息、熱處理信息和生產(chǎn)批量等，然后再由計算機進行工程分析和設(shè)計后自動輸出零件的工序內(nèi)容、工藝路線等工藝文件。

2 CAPP系統(tǒng)的總體框架

CAPP系統(tǒng)的總體框架如圖1所示。CAPP系統(tǒng)基本的構(gòu)成模塊包括零件信息輸入模塊、加工過程動態(tài)仿真、工藝過程設(shè)計模塊、工序決策模塊、工步?jīng)Q策模塊、控制模塊、NC加工指令生成模塊和輸出模塊。

系統(tǒng)功能模塊實現(xiàn)的具體步驟為：①創(chuàng)建被加工零件的三維模型；②開發(fā)與NX系統(tǒng)無縫銜接的信息輸入界面；③創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，如工藝資源庫、產(chǎn)品信息庫、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)庫、工藝動態(tài)數(shù)據(jù)庫；④建立基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；⑤用特征回退的辦法生成各工步間的模型，動態(tài)生成零件的工序圖。

圖1 CAPP系統(tǒng)基本構(gòu)成框圖

3 CAPP在特種車后橋主減速器殼體工藝設(shè)計中的應(yīng)用

以某特種車后橋主減速器殼體為例，此特種車后橋主減速器殼體工藝設(shè)計過程如下：

（1）首先用NX建立產(chǎn)品的三維模型，然后打開“工藝規(guī)劃”菜單項基本信息輸入對話框，輸入相應(yīng)信息，如圖2所示。為了實現(xiàn)用戶菜單調(diào)用功能，需編程，步驟如下：①在NX安裝目錄下建立一個以3DCAPP命名的文件夾；②在文件夾3DCAPP下建立兩個文件夾，分別命名為Startup和Application；③用記事本打開文件ugii＿env.dat，添加以下內(nèi)容“UGII＿USER＿DIR＝UGS＼NX5.0＼3DCAPP”，然后保存關(guān)閉；④在Startup文件夾中新建一個記事本文件，在文件中輸入編程的內(nèi)容，之后將文件名更改為3DCAPP.men；⑤打開文件custom＿dirs.dat，在文件的最后一行輸入“C：＼Program Files＼UGS＼NX 6.0＼3DCAPP”。

圖2 “工藝規(guī)劃”菜單界面

（2）打開工藝路線設(shè)計對話框進行工藝路線設(shè)計。具體方法是：首先創(chuàng)建出產(chǎn)品的模型及毛坯，建立工藝結(jié)構(gòu)樹和工藝路線編輯器，描述工藝過程；然后創(chuàng)建一個文件夾，將所有工藝文件都存放在該文件夾的目錄下，并將工序模型添加到各文件中。利用Windows應(yīng)用程序的類在Visual Studio.NET環(huán)境下創(chuàng)建復(fù)雜的應(yīng)用程序界面，如圖3所示。

圖3 工藝路線設(shè)計

（3）在NX加工環(huán)境下進行加工設(shè)置，在操作導(dǎo)航器中顯示機床視圖，重新定位夾具、工件、毛坯和刀具等，調(diào)入已生成刀軌的特種車后橋下箱蓋，進行加工仿真。

（4）建立知識庫并對其進行維護，這里的知識庫包括刀具庫、刀具切削參數(shù)庫、刀柄庫、夾具庫等。NX自身提供了一部分刀具可供選用，但這無法滿足加工的需求，所以我們需要建立一個存放刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的刀具庫，以便直接調(diào)用。

（5）零件模型經(jīng)各模塊設(shè)置處理后，最終以超文本鏈接語言html格式輸出網(wǎng)頁。進行參數(shù)設(shè)置后，點擊工序按鈕，顯示出加工零件的工序卡，如圖4所示。

圖4 加工零件的工序卡

4 結(jié)束語

制造業(yè)信息化的飛速發(fā)展，使CAPP成為工藝設(shè)計的主流。通過CAPP在某特種車后橋主減速器殼體工藝設(shè)計中的應(yīng)用可以看出，CAPP能將產(chǎn)品的設(shè)計信息轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)管理信息。將大量繁瑣的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理進入數(shù)據(jù)庫，這樣設(shè)計師就可以將更多的精力投入到新產(chǎn)品的設(shè)計上，從而縮短設(shè)計周期，使新產(chǎn)品可以更快地投放市場，也為企業(yè)增加了競爭優(yōu)勢。但是不可否認(rèn)，CAPP的應(yīng)用還只是剛剛起步，有很多地方還需要繼續(xù)完善。

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