基于参数和特征的轴类零件CAPP系统研究与实现

0 引言

    创成式CAPP是以零件信息为依据进行工艺过程自动决策的，因此，建立和采用统一的零件信息模型、工艺知识模型和工艺决策模型，保证各种数据存储与传递流畅而完整至关重要。

    轴类零件虽然结构和加工工艺相对简单，信息量较少，但由于加工过程中定位基准多次变化，工序尺寸解算复杂，是常规工艺设计中比较棘手的问题，因此开发实用的轴类零件CAPP系统是有现实意义的。

    本文结合轴类零件的特点，采用参数描述和特征描述相结合的方法建立数据模型，数据结构简洁完整，提取方便，易于计算机实现，数据以代码的形式存储与传递，面向整个工艺过程，数据采集与处理一体化。

1 系统总体结构

    系统采用创成式CAPP技术，通过零件信息描述生成零件信息编码，调用机械加工知识库和规则库进行工艺决策，生成工艺文件。图1为系统总体结构图。

图1 系统总体结构图

2 零件信息描述与存储

    在常规的零件信息特征描述法中，每个型面要素建立一组表达其特征的代码，该型面要素的具体参数单独记录，并将二者存放在二维表中以生成一个关系型数据库，数据以文件的形式存取。这种数据结构，型面要素的特征和参数是分离的，靠指针建立两者间的联系，数据结构复杂，数据的存储与处理繁琐，软件体系庞大。

    本系统采用参数描述和特征描述相结合的描述方法，建立了顶层码、次层码和底层码三级动态复合型零件信息编码结构。系统只需存储和提取这三级代码，就可为整个工艺过程提供原始数据。

    顶层码为七位数字静态码，前四位码为主码，描述零件的总体外形特征，分别记录外圆段数m、内孔段数n、端面段数k及轴的类别（长短轴）。后三位码为辅码，描述零件的毛坯特征，分别记录毛坯材料、毛坯种类和毛坯精度。

    次层码为顶层码前三位主码的展开，采用特征描述法按从左至右的顺序依次描述零件m段外圆、n段内孔和k段端面的特征要素。次层码为动态码，码位随着顶层码的主码变化而变化，记为t，t=m+n+k。常见的特征要素及特征码见表1。

表1 各特征要素的特征码

    底层码为次层码的进一步展开，采用参数描述法依次描述零件各段外圆、内孔和端面的几何要素，包括各型面主要特征及辅助特征的几何参数和精度等级，为t×16矩阵结构。由于端面是两个型面的连接面，所以端面信息与各型面信息有密切的关系，矩阵不仅记录了各型面的几何要素，还记录了各型面间的拓扑关系。