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1、1,计算机辅助工艺设计 CAPP系统设计,2,第五章 CAPP系统的输入与输出,5.1 CAPP输入信息概述5.2 回转体零件信息描述方法5.3 箱体零件信息的描述方法5.4 从CAD系统提取零件制造信息5.5 CAPP输出简述,3,5.1 CAPP系统输入信息概述,工艺设计的首要任务：如何读懂零件图，获取零件信息。CAPP的首要问题：如何组织和描述零件信息，让计算机也能“读懂”零件图。如何对零件信息进行描述：建立合理的数据结构或零件模型。,4,5.1 CAPP系统输入信息概述,5.1.1特征的概念特征：零件某一结构和工艺信息的信息集合，如：形状、精度、材料特征。设计特征：用以构造零件的实体长
2、方体、槽、孔及实体的特性尺寸、形状、精度、表面粗糙度、材料和热处理等，组成零件的设计特征。制造特征：主要由加工表面及其特性所组成。,5,5.1 CAPP系统输入信息概述,6,5.1 CAPP系统输入信息概述,5.1.2 输入信息的组成形状特征：待加工表面的形状、尺寸、几何坐标以及与其他表面的关系。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：材料类型、性质、热处理辅助信息：零件名称、功能、批量（生产纲领）等,7,5.1 CAPP系统输入信息概述,5.1.3零件输入信息描述方法和输入方法应具有的功能能区分待加工表面类型并能包括完整的尺寸参数、材料和精度特征信息；能表达清楚各待加工
3、表面之间的空间关系；要有一个好的数据结构,8,5.2 回转体零件信息描述方法,5.2.1 GT代码描述法 零件信息的简略表达，着重宏观描述而不涉及细节，可用于派生式CAPP的分组、检索零件组的复合工艺并派生出零件的工艺路线。5.2.2 特征表面描述法 按一定顺序，逐一描述组成零件的各加工表面的特征信息，尤其适合于不太复杂的回转体和箱体等较为规则的零件。,9,5.2 回转体零件信息描述方法,特征表面描述法原理 将特征分成主特征和辅助特征，将零件分段描述。主特征：常用的主要外表面（外圆柱、外圆锥、外螺纹等）和主要内表面（孔、内锥孔、内螺孔等）。辅助特征：依附于主特征之上的特征（不组成单独段）：环槽
4、、键槽、径向孔等。,10,5.2 回转体零件信息描述方法,11,5.2 回转体零件信息描述方法,12,5.2 回转体零件信息描述方法,主特征表面的划分与编号 在组织零件信息前，必须首先对零件进行预处理，其中包括主特征编码的划分及主特征表面、端面的编号。主特征的划分是按形状、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编码。,13,5.2 回转体零件信息描述方法,编号规则可以事先约定，例如对于回转体：表面的编号：对外表面按图样从左到右顺序编号；对内表面仍与外表面连续进行编号，顺序也为从左到右。对于盲孔的情况可作些特殊处理，把内部不通的部分作为一个直径为零的虚拟内表面处理。,14,5.2
5、 回转体零件信息描述方法,端面的编号：各特征表面的左端面与其表面号相一致，右端面号为表面号加1；对最左端的特征内表面其左端面号仍以1标识，最右端的特征内表面，其右端面号以特征外表面的最大右端面号标识。,15,5.2 回转体零件信息描述方法,带图的数字为表面编号；不带圈为端面编号。,16,5.2 回转体零件信息描述方法,17,5.2 回转体零件信息描述方法,18,5.2 回转体零件信息描述方法,特征描述法输入零件信息流程图,19,5.3 箱体零件信息的描述方法,5.3.1 方位特征描述法以零件各个方位作为基本描述单元 把零件分解成十个方位，每个方位形成一个“子零件”，每个“子零件”都有待加工编码
6、的制造特征数据。,20,5.3 箱体零件信息的描述方法,面向数控加工的表面轮廓描述 根据直线和圆弧的拟合原理描述待加工表面轮廓。目前大多数非回转零件的CAPP系统在进行零件描述时没有考虑轮廓的描述，其中重要的原因是这些系统没有考虑与数控编程连接的问题。采用面向零件特征描述思想描述 通过对箱体类零件上各待加工的表面进行分析，可以把它们分为四类：平面、外圆柱面、孔、槽等形状特征，针对每种形状特征输入相应的特征参数，即可完成零件表面信息的描述。,21,5.3 箱体零件信息的描述方法,5.3.2 特征柔性描述法 是针对船用柴油机箱体零件制造特征信息描述而提出来的。概念特征柔性描述法同一型号规格的产品有
7、很多变型产品，它们大同小异，相似性很大，若具有一种型号规格的该类产品零件制造特征信息文件，其它变型产品零件只要对原始数据稍作修改，即成为新零件的制造特征信息。,22,5.3 箱体零件信息的描述方法,船用柴油机箱体零件制造信息描述,23,5.3 箱体零件信息的描述方法,把缸体零件划分为六个方位进行描述，即上平面、下平面、排气侧、凸轮侧、前端面和后端面。其它箱体零件参照以上六个方位，结合具体零件特点进行描述即可。所有待加工表面都代码化，并赋以专用的名称代号；各待加工表面的制造特征信息，采用字符串形式表达。字符串可以方便地增删，灵活性更大，以便适应各种环境和各种不同用户的需求。,24,5.3 箱体零
8、件信息的描述方法,孔群加工信息描述,25,5.3 箱体零件信息的描述方法,表中左边部分是CAPP输入的有效信息，右边部分是信息注释。有效信息部分中，999代表一修面 上被加工孔描述结束，新的一个面上孔信息描述即将开始，1000代表文件结束。491、492是上下平面方位代号，后面的数值是工件调准允差。其它行数据是被加工孔的描述信息，每行描述一类孔。,26,每行数据中，第一项表示孔的类型，如表中13,15,53,52,17。第二项起以字符串形式表达，第二项孔径；第三项表达孔数；第四项是孔深；第五项表示孔的精度和底径公差；第六项表示孔的名称代号；第七项表示专用工具代号；第八项是图样剖面号。以上信息内
9、容是根据工厂具体情况提出的，对不同企业具体要求会有相应变化。,27,5.3 箱体零件信息的描述方法,28,5.4 从CAD系统中提取零件制造特征信息,目前CAD系统一般无法直接取得CAPP输入信息，须通过交互方式，并还要补充一些CAD系统中没有但CAPP需要的数据。5.4.1 交互方式显示零件的二维或三维特征模型图，并弹出一个数据输入界面；根据零件的形状，选取特征后部分信息自动存入数据表；补充一些其它信息,29,TIPPS系统是由美国普陀大学开发的CAD与CAPP集成系统，它用于非回转体的工艺过程生成。在TIPPS中，待加工表面识别由工艺师完成。TIPPS能显示零件图形（a）和一个表面类型代码
10、表（b）。用户首先将光标移至表中，选取一个表面，如槽代码为203；然后将光标移至零件上，并让光标落在代码表相对应的表面。,30,5.4 从CAD系统中提取零件制造特征信息,31,5.4 从CAD系统中提取零件制造特征信息,5.4.2 自动提取方式 目前的CAD系统都具备了特征造型的功能，设计特征想制造特征的映射需进一步完善。5.4.3 复合方式 采用自动从零件特征造型的STEP文件中提取信息与交互相结合的方法提取信息。,32,5.4 从CAD系统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软件中进行二次开发形成适合于具体产品零件的基于STEP的特征造型系统，将特征设计和特征识别技
11、术相结合，通过映射将设计特征转换成制造特征。,33,5.4 从CAD系统中提取零件制造特征信息,专用软件提取方式 目前CAD系统输出的STEP文件只有几何信息，所以需要开发制造特征专用提取软件获取CAPP的输入信息。,34,5.5 CAPP系统的输出简述,一般CAPP系统输出为工艺规程文件，它是专用格式的表格文件，大多数的输出文件中还需要包含序图等。5.5.1 工艺规程表头信息：包括零件的名称、图号、材料等。加工过程描述：包括详细的加工步骤、工序尺寸、工具、切削参数和机床调整信息等。5.5.2 工序图 表达加工表面的类型、名称、定位基准、夹紧位置、工序尺寸、对刀点及坐标系统等。一般采用CAD系统交互生成。,35,自由锻工艺规程的制定,36,5.5 CAPP系统的输出简述,5.5.3 其它文件 工夹具汇总、工时定额汇总、物料清单和NC刀具汇总等。,37,5.5 CAPP系统的输出简述,38,5.5 CAPP系统的输出简述,
