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1、1 計算機(jī)輔助工藝設(shè)計 CAPP系統(tǒng)設(shè)計 2 第五章 CAPP系統(tǒng)的輸入與輸出 5.1 CAPP輸入信息概述 5.2 回轉(zhuǎn)體零件信息描述方法 5.3 箱體零件信息的描述方法 5.4 從 CAD系統(tǒng)提取零件制造信息 5.5 CAPP輸出簡述 3 5.1 CAPP系統(tǒng)輸入信息概述 工藝設(shè)計的首要任務(wù)： 如何讀懂零件圖，獲取零件信息。 CAPP的首要問題： 如何組織和描述零件信息，讓計算機(jī)也能 “ 讀懂 ” 零件圖。 如何對零件信息進(jìn)行描述： 建立合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或零件模型。 4 5.1 CAPP系統(tǒng)輸入信息概述 5.1.1特征的概念 特征： 零件某一結(jié)構(gòu)和工藝信息的信息集合， 如： 形狀、精度、材料

2、 特征。 設(shè)計特征： 用以構(gòu)造零件的實(shí)體 長方體、 槽、孔及實(shí)體的特性 尺寸、形狀、精度、 表面粗糙度、材料和熱處理等，組成零件的設(shè) 計特征。 制造特征： 主要由加工表面及其特性所組成。 5 5.1 CAPP系統(tǒng)輸入信息概述 6 5.1 CAPP系統(tǒng)輸入信息概述 5.1.2 輸入信息的組成 形狀特征 ：待加工表面的形狀、尺寸、幾何 坐標(biāo)以及與其他表面的關(guān)系。 精度特征 ：待加工表面的尺寸公差、形位公 差、表面粗糙度 材料特征 ：材料類型、性質(zhì)、熱處理 輔助信息 ：零件名稱、功能、批量（生產(chǎn)綱 領(lǐng)）等 7 5.1 CAPP系統(tǒng)輸入信息概述 5.1.3零件輸入信息描述方法和輸入方法 應(yīng)具有的功能

3、能區(qū)分待加工表面類型并能包括完整的尺寸 參數(shù)、材料和精度特征信息； 能表達(dá)清楚各待加工表面之間的空間關(guān)系； 要有一個好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 8 5.2 回轉(zhuǎn)體零件信息描述方法 5.2.1 GT代碼描述法 零件信息的簡略表達(dá)，著重宏觀描述而不 涉及細(xì)節(jié)，可用于派生式 CAPP的分組、檢索零 件組的復(fù)合工藝并派生出零件的工藝路線。 5.2.2 特征表面描述法 按一定順序，逐一描述組成零件的各加工 表面的特征信息，尤其適合于不太復(fù)雜的回轉(zhuǎn) 體和箱體等較為規(guī)則的零件。 9 5.2 回轉(zhuǎn)體零件信息描述方法 特征表面描述法原理 將特征分成主特征和輔助特征，將零件分 段描述。 主特征 ：常用的主要外表面（外圓柱、外圓

4、錐、外螺 紋等）和主要內(nèi)表面（孔、內(nèi)錐孔、內(nèi)螺孔等）。 輔助特征 ：依附于主特征之上的特征（不組成單獨(dú) 段）：環(huán)槽、鍵槽、徑向孔等。 10 5.2 回轉(zhuǎn)體零件信息描述方法 11 5.2 回轉(zhuǎn)體零件信息描述方法 12 5.2 回轉(zhuǎn)體零件信息描述方法 主特征表面的劃分與編號 在組織零件信息前，必須首先對零件進(jìn)行預(yù)處理， 其中包括主特征編碼的劃分及主特征表面、端面的編 號。 主特征的劃分是按形狀、尺寸、精度及表面粗糙 度等特征信息把零件分成若干主要特征編碼。 13 5.2 回轉(zhuǎn)體零件信息描述方法 編號規(guī)則可以事先約定，例如對于回轉(zhuǎn)體： 表面的編號：對外表面按圖樣從左到右順 序編號；對內(nèi)表面仍與外表面

5、連續(xù)進(jìn)行編 號，順序也為從左到右。對于盲孔的情況 可作些特殊處理，把內(nèi)部不通的部分作為 一個直徑為零的虛擬內(nèi)表面處理。 14 5.2 回轉(zhuǎn)體零件信息描述方法 端面的編號：各特征表面的左端面與其 表面號相一致，右端面號為表面號加 1； 對最左端的特征內(nèi)表面其左端面號仍以 1 標(biāo)識，最右端的特征內(nèi)表面，其右端面 號以特征外表面的最大右端面號標(biāo)識。 15 5.2 回轉(zhuǎn)體零件信息描述方法 帶圖的數(shù) 字為表面 編號；不 帶圈為端 面編號。 16 5.2 回轉(zhuǎn)體零件信息描述方法 17 5.2 回轉(zhuǎn)體零件信息描述方法 18 5.2 回轉(zhuǎn)體零件信息描述方法 特征描述法輸入零件信息流程圖 19 5.3 箱體零件

6、信息的描述方法 5.3.1 方位特征描述法 以零件各個方位作為基本描述單元 把零件分解成十個方位，每個方位形成一個 “ 子 零件 ” ，每個 “ 子零件 ” 都有待加工編碼的制造特征 數(shù)據(jù)。 20 5.3 箱體零件信息的描述方法 面向數(shù)控加工的表面輪廓描述 根據(jù)直線和圓弧的擬合原理描述待加工表面輪廓。 目前大多數(shù)非回轉(zhuǎn)零件的 CAPP系統(tǒng)在進(jìn)行零件描述時 沒有考慮輪廓的描述，其中重要的原因是這些系統(tǒng)沒 有考慮與數(shù)控編程連接的問題。 采用面向零件特征描述思想描述 通過對箱體類零件上各待加工的表面進(jìn)行分析， 可以把它們分為四類：平面、外圓柱面、孔、槽等形狀 特征，針對每種形狀特征輸入相應(yīng)的特征參數(shù)

7、，即可完 成零件表面信息的描述。 21 5.3 箱體零件信息的描述方法 5.3.2 特征柔性描述法 是針對船用柴油機(jī)箱體零件制造特征信息描 述而提出來的。 概念 特征柔性描述法 同一型號規(guī)格的產(chǎn)品有很多變型產(chǎn) 品，它們大同小異，相似性很大，若具有一種型號規(guī)格 的該類產(chǎn)品零件制造特征信息文件，其它變型產(chǎn)品零件 只要對原始數(shù)據(jù)稍作修改，即成為新零件的制造特征信 息。 22 5.3 箱體零件信息的描述方法 船用柴油機(jī)箱體零件制造信息描述 23 5.3 箱體零件信息的描述方法 把缸體零件劃分為六個方位進(jìn)行描述，即上 平面、下平面、排氣側(cè)、凸輪側(cè)、前端面和后 端面。其它箱體零件參照以上六個方位，結(jié)合 具

8、體零件特點(diǎn)進(jìn)行描述即可。 所有待加工表面都代碼化，并賦以專用的名 稱代號；各待加工表面的制造特征信息，采用 字符串形式表達(dá)。字符串可以方便地增刪，靈 活性更大，以便適應(yīng)各種環(huán)境和各種不同用戶 的需求。 24 5.3 箱體零件信息的描述方法 孔群加工信息描述 25 5.3 箱體零件信息的描述方法 表中左邊部分是 CAPP輸入的有效信息，右 邊部分是信息注釋。有效信息部分中， 999 代表一修面 上被加工孔描述結(jié)束，新的一 個面上孔信息描述即將開始， 1000代表文件 結(jié)束。 491、 492是上下平面方位代號，后面 的數(shù)值是工件調(diào)準(zhǔn)允差。其它行數(shù)據(jù)是被加 工孔的描述信息，每行描述一類孔。 26

9、每行數(shù)據(jù)中，第一項表示孔的類型，如 表中 13, 15, 53, 52, 17 。第二項起以字 符串形式表達(dá)，第二項孔徑；第三項表達(dá) 孔數(shù)；第四項是孔深；第五項表示孔的精 度和底徑公差；第六項表示孔的名稱代號； 第七項表示專用工具代號；第八項是圖樣 剖面號。以上信息內(nèi)容是根據(jù)工廠具體情 況提出的，對不同企業(yè)具體要求會有相應(yīng) 變化。 27 5.3 箱體零件信息的描述方法 28 5.4 從 CAD系統(tǒng)中提取零件制造特征信息 目前 CAD系統(tǒng)一般無法直接取得 CAPP輸入信 息，須通過交互方式，并還要補(bǔ)充一些 CAD系 統(tǒng)中沒有但 CAPP需要的數(shù)據(jù)。 5.4.1 交互方式 顯示零件的二維或三維特征

10、模型圖，并彈出 一個數(shù)據(jù)輸入界面； 根據(jù)零件的形狀，選取特征后部分信息自動 存入數(shù)據(jù)表； 補(bǔ)充一些其它信息 29 TIPPS系統(tǒng)是由美國普陀大學(xué)開發(fā)的 CAD 與 CAPP集成系統(tǒng)，它用于非回轉(zhuǎn)體的工藝 過程生成。在 TIPPS中，待加工表面識別由 工藝師完成。 TIPPS能顯示零件圖形（ a） 和一個表面類型代碼表（ b）。用戶首先將 光標(biāo)移至表中，選取一個表面，如槽代碼 為 203；然后將光標(biāo)移至零件上，并讓光標(biāo) 落在代碼表相對應(yīng)的表面。 30 5.4 從 CAD系統(tǒng)中提取零件制造特征信息 31 5.4 從 CAD系統(tǒng)中提取零件制造特征信息 5.4.2 自動提取方式 目前的 CAD系統(tǒng)都具

11、備了特征造型的功能，設(shè)計特 征想制造特征的映射需進(jìn)一步完善。 5.4.3 復(fù)合方式 采用自動從零件特征造型的 STEP文件中提取信息與 交互相結(jié)合的方法提取信息。 32 5.4 從 CAD系統(tǒng)中提取零件制造特征信息 基于特征的映射方式 在商品化 CAD軟件中進(jìn)行二次開發(fā)形成適合于具體 產(chǎn)品零件的基于 STEP的特征造型系統(tǒng)，將特征設(shè)計和 特征識別技術(shù)相結(jié)合，通過映射將設(shè)計特征轉(zhuǎn)換成制 造特征。 33 5.4 從 CAD系統(tǒng)中提取零件制造特征信息 專用軟件提取方式 目前 CAD系統(tǒng)輸出的 STEP文件只有幾何信息，所以需 要開發(fā)制造特征專用提取軟件獲取 CAPP的輸入信息。 34 5.5 CAP

12、P系統(tǒng)的輸出簡述 一般 CAPP系統(tǒng)輸出為工藝規(guī)程文件，它是專用格式 的表格文件，大多數(shù)的輸出文件中還需要包含序圖等。 5.5.1 工藝規(guī)程 表頭信息：包括零件的名稱、圖號、材料等。 加工過程描述：包括詳細(xì)的加工步驟、工序尺寸、工具、切 削參數(shù)和機(jī)床調(diào)整信息等 。 5.5.2 工序圖 表達(dá)加工表面的類型、名稱、定位基準(zhǔn)、夾緊位臵、工序 尺寸、對刀點(diǎn)及坐標(biāo)系統(tǒng)等。一般采用 CAD系統(tǒng)交互生成。 35 自由鍛工藝規(guī)程的制定 36 5.5 CAPP系統(tǒng)的輸出簡述 5.5.3 其它文件 工夾具匯總、工時定額匯總、物料清單和 NC刀具 匯總等。 37 5.5 CAPP系統(tǒng)的輸出簡述 38 5.5 CAPP系統(tǒng)的輸出簡述