CAPP工艺系统设计报告.docx

CAPP工艺系统设计报告.docx

《CAPP工艺系统设计报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CAPP工艺系统设计报告.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

CAPP工艺系统设计报告

CAPP工艺系统设计报告

姓名：

罗曦

学号：

1432400

指导老师：

刘雪梅

学院：

机械与能源工程学院

时间：

2014年12月20日

一、CAPP系统需求分析

CAPP（ComputerAidedProcessPlanning）是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。

借助于CAPP系统，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。

在整个生产过程中，工艺工作贯穿其中，工艺设计工作不仅涉及到企业的生产类型、产品结构、工艺装备、生产技术水平等，甚至还要受到工艺人员实际经验和生产管理体制的制约，其中的任何一个因素发生变化，都可能导致工艺设计方案的变化。

因此说工艺设计是企业生产活动中最活跃的因素，工艺设计对其使用环境的依赖就必然导致工艺设计的动态性和经验性。

随着计算机在制造型企业中的应用，CAPP使得通过计算机进行工艺的辅助设计已成为可能，而CAPP的应用也为提高工艺文件的质量，缩短生产准备周期，并为广大工艺人员从繁琐、重复的劳动中解放出来提供一条切实可行的途径。

应用CAPP的必要性已被越来越多的企业所认识，选取或设计适宜企业生产及管理环境的CAPP系统，不但能充分发挥计算机辅助工艺设计的优越性，更能为企业数据信息的集成及管理打下良好的基。

CAPP的主要功能有：

（1）可以将工艺设计人员从繁琐和重复性的劳动中解脱出来，以更多的时间和精力从事更具创造性的工作；

（2）可以大大缩短工艺设计周期，提高企业对瞬息变化的市场需求做出快速反应的能力，提高企业产品在市场上的竞争能力；

（3）有助于对工艺设计人员的宝贵经验进行总结和继承；

（4）有利于对工艺设计的最优化和标准化；

（5）为实现企业信息集成创造条件，进而便于实现并行工程、敏捷制造等先进生产制作模式。

二、系统功能模型（IDEF0）

图1CAPP功能模型IDEF0图

功能模型图说明

CAPP系统功能主要分为以下几方面：

1、特征识别

CAPP系统所需的零件信息包括零件几何信息和工艺信息两部分。

其中零件几何信息是指描述零件几何形状特征的信息，而零件加工工艺信息是指生成工艺规程所需的非几何信息，如生产批量、毛坯和零件材料、表面粗糙度和热处理要求等。

对于采用CAD模型表示的产品，只具有该零件的几何信息，需要通过特征识别技术，建立完整的产品模型信息。

包括：

通过输入和自动识别，确定产品中包含的所有工艺特征及其关键特征参数（几何形状、尺寸精度）；获取其他基本信息：

材料规格、产量、零件厚度、技术要求等；采用数据库表结构储存此类信息。

在输入锻件加工工艺特征后，根据事先建立的工艺规则进行工艺性自动判断。

2、工艺决策

包括工艺方案的确定和工序图的生成两大部分。

锻件加工工艺方案主要包括确定所需要的加工工序及其先后顺序。

锻件的加工方案制定与很多因素有关，尤其依赖于经验与实例，同时也应该充分利用模拟软件，在保证成型质量和模具寿命的前提下，最大限度减少工序数目。

基于上述思路，在系统开发实施中，将提供数据库实例智能检索功能和专家知识库辅助设计人员确定工艺路线和工艺方案，由用户交互确认成型的各工序及其顺序方案草案。

3、工艺卡生成与信息管理

企业加工工艺卡具有标准格式，第1道工序的表头和其他工序的表头不一。

需要填些的内容一般包括：

工序名称、工序简图、设备名称及型号、工装及量具、辅助材料、工时定额、操作人数等。

各工序简图要标注关键尺寸。

在CAD环境下通过调入相应工序图编辑和标注，生成加工工艺卡所需的工序简图。

其他派生信息采取自动填入用户认可方式，但对于难于判定的信息，则根据数据库信息，由用户通过输入界面选择填入。

三、

CAPP系统信息模型（IDEF1X）[1]

信息模型说明

信息模型又称数据库建模,是对数据库的结构和语义的一种描述信息模型，是客观事物通过科学的抽象与概括，用格式化的、计算机能处理的方法对客观事物进行描述的数据模型。

一个工艺设计中涉及的工艺信息多种多样，包括设计项目属性、产品属性、零部件属性、工艺技术条件、各类装备、设计人员等信息，还包括工艺路线、过程和步骤，以及从CAD图纸提取的各种信息。

各种工艺信息之间一般有关联信息。

CAPP对所有这些数据进行归纳和总结，并进一步抽象，得到一个对所有的工艺信息进行格式化处理的信息模型。

[2]

零部件工艺信息模型包含工艺路线信息及相关工艺的制造资源信息、加工车间信息、各类工艺过程的信息等。

从逻辑上描述每一类工艺文件的信息，从内容上可以分成工艺规程文件和工艺管理文件两大类，分别包括机械加工工艺过程卡、热处理工艺卡、装配工艺卡和产品零部件工艺路线表、其它各种明细表汇总表等。

从数据抽象的角度看，工艺文件的数据信息可以用若干个数据库表进行描述。

[3]

从系统的信息模型当中，我们可以清晰地看到涉及到产品加工过程的各项参数。

四、CAPP系统过程模型（EPC）

过程模型说明

1、CAPP系统开发与应用需有制造工程数据和工艺决策知识方面的准备过程如下：

（1）选定零件类型：

明确系统设计对象。

（2）确定加工元素：

对本类型零件进行工艺分析，确认该类零件由哪些基本表面元素构成，各种基本表面元素有哪些可选加工方法。

（3）建立工程DB：

建立各种加工方法的加工能力及经济加工精度等工程数据库/文件。

（4）获取工艺决策知识：

归纳和建立各种工艺决策逻辑和决策模型。

2、CAPP设计过程可分为7个步骤：

（1）毛坯选择：

选择加工零件所需毛坯。

其中要考虑机械加工余量、材料/机床组合信息、材料选择逻辑、后续活动（加工方法等）特点等。

（2）确定加工方法和加工顺序：

用等效加工元素来描述被加工表面，并根据零件描述信息、加工方法主文件（DB）、加工方法选择逻辑，得出加工方法和加工顺序（加工文件）。

（3）机床选择：

为零件加工选择机床。

要考虑的信息有：

零件加工顺序、机床主文件（机床加工能力说明）、机床选择逻辑、零件精度和表面粗糙度等 

4）刀夹具选择：

为加工选择正确的刀具和夹具。

需考虑因素：

加工元素、刀具文件（刀具型、几何形、进刀方式、刀片等）（DB）、夹具文件（DB）、刀夹具选择逻辑、机床信息等。

（5）制造时间、进给量和切削速度计算：

刀具确定后必须确定进给量、切削速度、装调时间，换刀时间和刀具耐用度。

这些参数受工件材料、刀具材料和型式、加工参数和机床结构的影响，也与机加工数据及逻辑有关。

（6）制造成本计算：

根据制造时间、制造成本主文件计算制造成本。

（7）文本生成：

根据前述阶段结果由文本生成软件生成最终零件加工工艺规程和活动记录。

五、CAPP系统操作说明

首先参照功能模型和过程模型，导入零件的三维模型、零件图纸等，根据所要加工的零件和数据库中的零件的匹配程度来确定一个大致的加工工艺，借用之前零件加工的工艺文件。

在得到这个初步的工艺文件之后，根据两个零件结构及参数的不同对工艺文件进行一定的修改。

然后参照信息模型和过程模型，将之前的工艺文件当中所有需要更改的内容逐一修改。

并计算其中要求的各项参数，如材料定额和时间定额等。

同时需要对所有工艺安排一个恰当的工序，如何时进行热处理合适。

再者还需要根据工厂的实际情况对机床进行合理的安排和规划，并确定所用机床加工的各项工艺参数。

同时还需要确定是否需要专用的工装夹具等专用设备，并开始着手设计工装。

最后，将制定好的工艺文件导出并进行归类管理。

创成式和派生式CAPP系统操作图如下图

六、参考文献

[1]杨天剑,汪波,郭伟,等.CAPP系统的IDEFX集成化建模[J].天津大学学报:

自然科学与工程技术版,2004,37（6）:

553-558;

[2]张绍润,常明.现代CAPP系统中工艺信息模型的研究[J].工程设计CAD与智能建筑,2002（11）:

45-48.

[3]史明华,肖放.面向产品CAPP系统信息模型和体系结构的研究[J].制造业自动化,2002,24（10）:

22-25.