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典型零件CAPP及其关键技术研究

刘楠嶓

  计算机辅助工艺过程设计(Computer Aided Process Planning)即CAPP,通常是指机械产品零件制造工艺过程的计算机辅助设计与文档编制。用CAPP技术进行工艺设计可以较好地解决传统的工艺设计方法存在的填写表格工作量大、设计效率低、可靠性差;数据的正确性和信息的共享难以保证等问题。CAPP是连接CAD和CAM、实现CAD/CAM真正集成的关键环节,是计算机集成制造系统的重要技术基础之一,因此,研究和应用CAPP技术具有重要的意义。尽管CAPP技术经过多年研究取得了很大进展,也开发出了一些CAPP系统,少数已商品化,但仍存在许多问题和缺陷,真正应用到生产中的还不多。其中,实用性差是制约CAPP应用的关键,而影响CAPP系统实用性的因素主要是通用性、适应性和可靠性以及相互之间关系的协调和优化。本论文以提高系统的先进性和实用性以及高效,灵活为基本原则,对CAPP的总体构成策略及其关键技术进行了深入地分析和优化,宏观上充分体现系统性和通用性,微观上切实体现针对性和适应性,技术上实现二者的协调统一,较好地处理了适应性与通用性这对既相互关联、又相互制约的矛盾;采用基于数据库的综合开发工具模式,研究并开发了综合式、模块化、具有二次开发和一定集成功能的CAPP系统——基于数据库的典型零件CAPP综合开发系统(SYNTHETIC DEVELOPMENT CAPP)(SD-CAPP)。该系统的主要特点是:在总体布局及局部结构中系统体现综合式开发策略、采用特征编码技术进行零件信息特征描述、运用面向对象的可操作模板式工艺决策方法实,现工艺自动决策、数据库采用开放式结构、自动生成与输出工艺文件。多项先进技术的应用,使系统在实用性和先进性方面有较大突破。主要研究内容包括:构造SD-CAPP系统的总体框架;研究开放式数据库的结构及建立方法;建立基础数据库、信息模型数据库、齿轮模板工艺数据库、工艺规则数据库和文档资料数据库;以齿轮类零件为例,研究零件信息特征的描述方法及信息输入方式,建立齿轮零件的信息模型;研究工艺决策的原理及实现方法;总结齿轮工艺,设计齿轮工艺模板,研究齿轮工艺自动生成规则;研究工艺文件生成模型及输出方法。该系统的基础数据库、标准工艺库、工艺模板库和工艺规则库等均采用开放式结构,具有二次开发功能,用户在使用中对系统不断完善,系统在运行中不断“学习”,使系统在具有通用性功能的基础上,不断充实完善、增强适应性的功能,逐渐发展成为通用性、适应性兼具的、实用方便的“用户”系统。郑州大学硕士研究生论文摘要系统信息模型的建立是基于特征编码技术,从信息输入层面的设计入手,按“层、类”思想分层设计,层中有类,类下有层;以零件信息特征类型为依据,系统地输入零件各类信息,最后生成与工艺模板相匹配的信息模型。该系统基于面向对象特征技术及典型零件加工工艺路线模式化特点提出了一种cAPP系统工艺路线决策方法—面向对象特征的模板式工艺决策方法。即:面向不同层次的“对象任务”,运用GT和特征技术有机结合的特征编码技术,解决了典型零件的信息特征描述问题;并通过修订式和创成式工艺决策的有机综合,实现了典型零件工艺的综合决策。这种方法的突出特点是:通过系统关键技术的交叉综合、协调互补,实现设计对象信息描述和工艺决策中“共性”与“个性”的统一。这在零件信息描述和工艺决策两个关键环节上体现的尤为突出。在典型零件的信息描述中,特征编码技术实现了零件信息描述中“共性”(相似性)与“个性”(特性)的有机统一;同理,在综合的工艺决策方法中,C妙P系统既吸收了派生式的类比高效的特点,又具有适应性的创成功能,使工艺决策的效率和实用性得到了有效的提高。系统通过对数据文件的查询调用实现工艺文件的自动生成;配合交互式检查修改功能使工艺文件的生成快速灵活。工艺文件的输出则考虑即能打印输出工艺技术文件,又能实现文档记录与表格模板分离存储,既节约了存储空间、提高了运行速度,又增加了系统操作的方便灵活性。结合对齿轮类零件加工工艺的分析研究,深入研究并揭示出齿轮类零件的信息特征规律,给出了齿轮信息描述的结构方案与实施细则,建立了相应的基础数据库、工艺模板库和工艺规则库,并以此为例对系统进行了实例运行及应用测试,实现了SD一CA即系统预期的基本功能,应用效果良好。……   
[关键词]:CAPP;综合决策;工艺决策方法;信息模型;面向对象;特征技术;数据库;开发工具;典型零件
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2003年