0引言

　　軸在汽車中有著廣泛的應(yīng)用，所起的作用是非常關(guān)鍵的，對(duì)軸的工藝設(shè)計(jì)確定了制造這些軸的制造工藝，工藝的好壞直接決定著軸的質(zhì)量的好壞，也決定著生產(chǎn)效率，可以這樣說，軸的質(zhì)量好壞將影響整車的質(zhì)量的好壞，又因?yàn)橐酝鶎?duì)軸工藝的設(shè)計(jì)主要靠人工的經(jīng)驗(yàn)來完成，這樣不但效率低而且產(chǎn)品質(zhì)量難以保證，同時(shí)也很難適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)汽車制造業(yè)要求車型的多樣化，這就要求廠家需要對(duì)產(chǎn)品制造要快速，所以有必要建立一個(gè)車用軸類CAPP系統(tǒng)，來適應(yīng)市場(chǎng)快速、多樣的變化，同時(shí)提高生產(chǎn)效率。建立一個(gè)CAPP系統(tǒng)，一要采用合適的型面來描述，二要考慮制造企業(yè)的現(xiàn)有的資源和工藝人員的知識(shí)狀況，所以利用企業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)是建立CAPP一個(gè)關(guān)鍵，本文就是在此基礎(chǔ)上建立了一個(gè)汽車軸類基于特征的檢索式與智能式雙重系統(tǒng)的CAPP系統(tǒng)。

　　1汽車軸類零件的工藝特征及其定義

　　由于基于特征來定義產(chǎn)品模型有很多優(yōu)點(diǎn)，所以為大多數(shù)技術(shù)研究工作者所接受，它的優(yōu)點(diǎn)就是，通過特征來定義模型，可以使復(fù)雜的形體簡(jiǎn)化為有限的可以供識(shí)別處理的型面，例如，汽車軸類零件上有很多型面是不規(guī)則的，所以，我們可以簡(jiǎn)化為可以被處理的特征的組合，通過簡(jiǎn)化，汽車軸的特征型面主要可概括為內(nèi)圓柱面、外圓柱面、軸肩、鍵槽、平面、倒角等，筆者就用這些基本特征來定義工藝特征模型，經(jīng)研究，汽車軸類零件的特征定義可以如下劃分和歸類如圖1所示。

　　圖1汽車軸類零件特征分類

　　2特征識(shí)別與提取

　　筆者設(shè)計(jì)的CAPP系統(tǒng)的工藝特征的識(shí)別采用特征自動(dòng)識(shí)別方式和人工識(shí)別結(jié)合的方法。利用CAD軟件對(duì)汽車軸類零件進(jìn)行三維實(shí)體模型建模，當(dāng)調(diào)入一個(gè)汽車用軸類三維實(shí)體模型零件以后，計(jì)算機(jī)便于識(shí)別出產(chǎn)品的工藝特征，這里識(shí)別是借用現(xiàn)在成熟的特征識(shí)別技術(shù)，使用這種技術(shù)的好處在于，使建立的零件特征信息模型可以解決系統(tǒng)的輸入問題，使整個(gè)CAPP系統(tǒng)的運(yùn)行及功能邏輯的實(shí)現(xiàn)都依靠這些軸類零件的特征信息模型定義的準(zhǔn)確性以及結(jié)構(gòu)的良好性;特征識(shí)別與提取的過程如圖2所示。

　　圖2特征識(shí)別與提取的過程

　　汽車軸類零件工藝特征之間的相互關(guān)系影響著工序與工序之間的關(guān)系，還影響著工藝特征間的互相依賴關(guān)系，這種互相依賴關(guān)系，一方面體現(xiàn)在幾何形狀特征上，例如某個(gè)平面特征依賴某圓柱面特征，而且還體現(xiàn)在對(duì)軸類零件不同型面的加工工步的先后次序上，例如某鍵槽特征的位置依賴某軸肩的位置。由此可以看出，不同的特征依賴關(guān)系決定著不同的加工工序。所以，特征拾取時(shí)，還需要記錄特征之間的互相依賴關(guān)系。

　　3確定加工工藝路線

　　由上述可知，汽車軸類零件的加工工藝包括很多內(nèi)容，可分為主特征和副特征的加工工序，主特征的加工工序主要有車內(nèi)圓柱面、車外圓柱面、銑平面、銑鍵槽、車錐面等，而副特征的加工工藝主要有倒角、圓角、去毛刺等，后者主要是對(duì)軸類零件的局部的輔助加工，而前者則是形成產(chǎn)品的主要工序。

　　汽車軸類零件的制造工藝路線的確定以工藝特征模型為基礎(chǔ)，工藝特征模型的確定是很重要的一步，汽車軸類零件的加工工藝路線是根據(jù)規(guī)則和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)來推理得到的，其具體步驟為：第一，調(diào)查研究這些軸類零件的加工狀況以及零件的種類、復(fù)雜性狀況：第二，在此基礎(chǔ)上綜合該領(lǐng)域有關(guān)專家的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，將它們整理為計(jì)算機(jī)能夠容易識(shí)別、處理的形式;確定汽車軸類零件的加工工藝路線，主要是確定重要型面的加工工藝路線，然后再確定其它附加特征的加工工藝路線，加工工藝路線的確定有計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)。

　　汽車軸類零件的加工工藝順序主要有下料→車斷面→車外圓→銑鍵槽、銑平面等;而副特征的主要加工一般在主型面完成以后進(jìn)行，例如清毛刺、清洗等都安排在最后的一道工序或倒數(shù)第二道工序。

　　4本系統(tǒng)的工作原理

　　4.1半創(chuàng)成式工藝卡的生成步驟

　　工藝卡的生成步驟為：首先根據(jù)現(xiàn)在的加工特征在事先制定好的特征庫中搜索，當(dāng)搜索到適合此零件的各個(gè)特征的加工工步后，根據(jù)特征之間的依賴關(guān)系和工藝設(shè)計(jì)規(guī)則給這些加工工步進(jìn)行排序，這些過程可以由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，由于自動(dòng)生成的工藝步驟比較粗略，可能與實(shí)際所需要的有所偏差，還需要對(duì)之進(jìn)行詳細(xì)的工藝設(shè)計(jì)，經(jīng)過詳細(xì)設(shè)計(jì)才能生成完整詳細(xì)的工藝文件，它的主要內(nèi)容包括毛坯材料、形狀牌號(hào)的選擇，各種加工機(jī)床的型號(hào)的選擇、工藝裝配夾具的選擇、以及每一工序工步的詳細(xì)安排、生產(chǎn)需要的時(shí)間、生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量等，這些過程是由人工來完成實(shí)現(xiàn)的。通過上述對(duì)加工工藝步驟進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)后，就生成了完整的工藝文件。工藝路線的形成過程如圖3所示。

　　圖3工藝路線的形成過程圖

　　4.2檢索工藝卡的形成

　　經(jīng)過上述步驟生成工藝卡，要保存并編碼，如若再次需要此零件的工藝卡時(shí)，就不再需要使用半刨成式的方式生成，而是可以直接輸入此編號(hào)，檢索出此工藝即可，這樣就可以提高工藝卡的制定效率，節(jié)省了人力，提高的生產(chǎn)效率。

　　5汽車軸類CAPP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

　　5.1軟件設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用VC++來完成，包括系統(tǒng)界面的設(shè)計(jì)、特征識(shí)別、給識(shí)別出的特征安排最優(yōu)的工序、對(duì)工序工步進(jìn)行排序等，系統(tǒng)半創(chuàng)成生成工藝卡及檢索工藝卡輸入界面如圖4所示。

　　圖4系統(tǒng)半創(chuàng)成生成工藝卡及檢索工藝卡輸入界面

　　5.2軟件工作過程

　　當(dāng)打開本界面后，如若是生成新零件的工藝加工步驟，則點(diǎn)擊“調(diào)入圖形”按鈕，打開相應(yīng)的汽車軸類零件圖，然后點(diǎn)擊“生成工藝卡”按鈕，系統(tǒng)鏈接EXCEL，生成相應(yīng)的可供修改的工藝過程卡，當(dāng)對(duì)這個(gè)工藝卡的不當(dāng)之處修改完善以后，點(diǎn)擊“保存工藝卡”按鈕，保存此工藝卡并編碼，以備后用;“取消”按鈕是對(duì)“調(diào)入圖形”、“生成工藝卡”、“保存工藝卡”的取消，“返回”按鈕，是指對(duì)“調(diào)入圖形”、“生成工藝卡”、“保存工藝卡”的返回。

　　當(dāng)需要一個(gè)以前已經(jīng)半創(chuàng)成式生成并保存過的工藝卡時(shí)，只需在“輸入零件工序編碼”的輸入欄內(nèi)輸入相應(yīng)的編碼即可檢索出所需要的工藝卡。

　　6結(jié)束語

　　筆者所設(shè)計(jì)的檢索式與半創(chuàng)成式雙重系統(tǒng)的汽車零件CAPP系統(tǒng)，可以大大提高制定工藝卡的效率，提高工作效率，具有一定的創(chuàng)新性，也為設(shè)計(jì)其他零件CAPP系統(tǒng)提供了借鑒。