基于成组技术的减速器CAPP系统设计

0 引言

    减速器品种多，靠工艺人员编制零件工艺，工艺设计繁琐，工艺设计时间长、规范性差，成熟工艺难以保存和借鉴。在零件分组的基础上，采用Access建立数据库，采用Visual Basic进行系统设计，开发出减速器工艺设计的CAPP系统，可以避免传统工艺设计的重复性和同类零件的工艺多样性，工艺人员可摆脱繁琐重复的工艺设计工作，迅速编制出完整而详尽的工艺文件，缩短生产准备周期，提高产品制造质量，进而缩短整个产品开发周期。

1 成组工艺设计

    1.1 成组技术

    成组技术(Group Technology，GT)是实现工艺设计标准化的一种方法。成组技术是根据系统工程学的观点，把多品种、中小批零件生产的设计制造作为一个系统，赋予零件以最大的相似性，为提高零件制造管理提供有力支持。在工艺方面，成组技术把零件外形、零件材料、加工方法等相近的零件归结为零件组，设计出适用于全组零件加工的成组工序，采用相同或相近的机床加工全组零件。

    减速器主要由传动零件（如齿轮、蜗杆）、轴、轴承、箱体及附件（如轴承盖、定位销、螺塞、螺栓等）所组成。本文设计的CAPP系统主要涉及传动零件和轴的成组工艺设计。

    1.2 零件分组及典型工艺

    零件编码用规定的字符描述零件的结构特征及加工工艺。常用的编码系统有德国OPITZ系统、日本KK-3系统及我国JLBM-1系统。本文采用OPITZ系统，用12位编码表示零件的特性指标，每位码用0～9十个数字分别表示零件类型、生产单位（自主或外协）、形状（平面、曲面、内孔、螺纹、键槽等）、材料、热处理、精度等。

    表1为齿轮类传动件第10、11、12码位的编码规则。

表1 齿轮类传动件部分码位编码规则

    零件被划分为若干零件组后要确定每个零件组的主样件。主样件把成组零件的特征“复合”在一起，多数情况下是假想零件。根据主样件制定典型工艺。其中几乎包括了零件组中所有零件的加工工艺。典型工艺是提高工艺质量、减少工艺编制工作量、缩短工艺编制周期的有效方法，而且还可实现工艺设计标准化和有序化。

    主样件和典型工艺是开发基于GT的CAPP系统的基础。图1是一种齿轮主样件，材料为40Cr，精度为7级，毛坯为锻件。表2为减速器齿轮组的一种典型工艺。

图1 一种齿轮主样件

表2 齿轮组典型工艺

2 CAPP技术

    CAPP(Computer Aided Process Planning)是利用计算机的数值计算、逻辑判断和推理等功能来制定零件机械加工工艺过程。借助于CAPP系统，通过向计算机输入被加工零件的几何信息（形状、尺寸等）和工艺信息（材料、热处理等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定等问题。