0 引言

    減速器品種多，靠工藝人員編制零件工藝，工藝設計繁瑣，工藝設計時間長、規(guī)范性差，成熟工藝難以保存和借鑒。在零件分組的基礎上，采用Access建立數(shù)據(jù)庫，采用Visual Basic進行系統(tǒng)設計，開發(fā)出減速器工藝設計的CAPP系統(tǒng)，可以避免傳統(tǒng)工藝設計的重復性和同類零件的工藝多樣性，工藝人員可擺脫繁瑣重復的工藝設計工作，迅速編制出完整而詳盡的工藝文件，縮短生產(chǎn)準備周期，提高產(chǎn)品制造質(zhì)量，進而縮短整個產(chǎn)品開發(fā)周期。

1 成組工藝設計

    1.1 成組技術(shù)

    成組技術(shù)(Group Technology，GT)是實現(xiàn)工藝設計標準化的一種方法。成組技術(shù)是根據(jù)系統(tǒng)工程學的觀點，把多品種、中小批零件生產(chǎn)的設計制造作為一個系統(tǒng)，賦予零件以最大的相似性，為提高零件制造管理提供有力支持。在工藝方面，成組技術(shù)把零件外形、零件材料、加工方法等相近的零件歸結(jié)為零件組，設計出適用于全組零件加工的成組工序，采用相同或相近的機床加工全組零件。

    減速器主要由傳動零件（如齒輪、蝸桿）、軸、軸承、箱體及附件（如軸承蓋、定位銷、螺塞、螺栓等）所組成。本文設計的CAPP系統(tǒng)主要涉及傳動零件和軸的成組工藝設計。

    1.2 零件分組及典型工藝

    零件編碼用規(guī)定的字符描述零件的結(jié)構(gòu)特征及加工工藝。常用的編碼系統(tǒng)有德國OPITZ系統(tǒng)、日本KK-3系統(tǒng)及我國JLBM-1系統(tǒng)。本文采用OPITZ系統(tǒng)，用12位編碼表示零件的特性指標，每位碼用0～9十個數(shù)字分別表示零件類型、生產(chǎn)單位（自主或外協(xié)）、形狀（平面、曲面、內(nèi)孔、螺紋、鍵槽等）、材料、熱處理、精度等。

    表1為齒輪類傳動件第10、11、12碼位的編碼規(guī)則。

表1 齒輪類傳動件部分碼位編碼規(guī)則

    零件被劃分為若干零件組后要確定每個零件組的主樣件。主樣件把成組零件的特征“復合”在一起，多數(shù)情況下是假想零件。根據(jù)主樣件制定典型工藝。其中幾乎包括了零件組中所有零件的加工工藝。典型工藝是提高工藝質(zhì)量、減少工藝編制工作量、縮短工藝編制周期的有效方法，而且還可實現(xiàn)工藝設計標準化和有序化。

    主樣件和典型工藝是開發(fā)基于GT的CAPP系統(tǒng)的基礎。圖1是一種齒輪主樣件，材料為40Cr，精度為7級，毛坯為鍛件。表2為減速器齒輪組的一種典型工藝。

圖1 一種齒輪主樣件

表2 齒輪組典型工藝

2 CAPP技術(shù)

    CAPP(Computer Aided Process Planning)是利用計算機的數(shù)值計算、邏輯判斷和推理等功能來制定零件機械加工工藝過程。借助于CAPP系統(tǒng)，通過向計算機輸入被加工零件的幾何信息（形狀、尺寸等）和工藝信息（材料、熱處理等），由計算機自動輸出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件，可以解決手工工藝設計效率低、一致性差、質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。

    隨著計算機集成制造系統(tǒng)CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)的發(fā)展，對CAPP系統(tǒng)的自動化要求越來越高，要求CAPP系統(tǒng)功能更加完善。它連接計算機輔助設計CAD(Computer Aided Design)和計算機輔助制造CAM(Computer Aided Manufacturing)的橋梁，根據(jù)設計信息通過工藝設計生成制造信息。典型的CAPP系統(tǒng)主要包括以下的模塊：控制模塊；零件信息輸入模塊；工藝過程設計模塊；工序決策模塊；工步?jīng)Q策模塊；數(shù)字控制(NC)加工指令生成模塊；輸出模塊和加工過程動態(tài)仿真模塊。

3 減速器CAPP系統(tǒng)設計

    基于成組技術(shù)的減速器CAPP系統(tǒng)開發(fā)，采用模塊化開發(fā)模式，系統(tǒng)整體分為數(shù)據(jù)庫模塊和功能模塊，其中數(shù)據(jù)庫模塊實現(xiàn)零件和工藝的信息存儲，功能模塊實現(xiàn)軟件管理和數(shù)據(jù)庫操作管理，設計流程圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)設計流程圖

    設計的CAPP系統(tǒng)采用Access創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，主要包括零件信息數(shù)據(jù)庫、零件編碼數(shù)據(jù)庫、典型工藝數(shù)據(jù)庫、工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫、工序內(nèi)容數(shù)據(jù)庫；采用面向?qū)ο蟪绦蛟O計語言VB進行主程序設計，主要包括工藝管理、數(shù)據(jù)庫管理、工藝數(shù)據(jù)的更新與維護等，系統(tǒng)具有友好的Windows界面，使用者可按照系統(tǒng)提示操作，方便快捷。

    使用CAPP系統(tǒng)進行工藝設計時，輸入零件的編碼，系統(tǒng)搜索零件編碼數(shù)據(jù)庫，如果是典型零件則由系統(tǒng)檢索出工藝文件并打印下發(fā)；如果是相似零件則檢索出典型零件并稍作修改后打印下發(fā)，并進行工藝保存；若系統(tǒng)不能使用，就由用戶根據(jù)零件特征自主設計零件加工工藝，并且將工藝文件典型化并保存工藝文件至CAPP系統(tǒng)。

4 結(jié)語

    本文以成組技術(shù)為基礎，以零件的相似性為原則，對減速器中的零件進行分組，并確定每一組主樣件，再編制各組的典型工藝，然后將典型工藝存人數(shù)庫中，用VB軟件開發(fā)主程序，設計了一種檢索式減速器CAPP系統(tǒng)。提高了工藝編制效率和正確性，減少人為影響，使工藝文件的調(diào)取、保存、修改、生成更加智能化，對企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營發(fā)揮了積極作用。

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本文標題：基于成組技術(shù)的減速器CAPP系統(tǒng)設計

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