基于特征的液压集成块CAPP系统建模

　　液压集成块是在其表面上安装各种液压元件并在其内部按照液压原理图要求实现元件之间油路连通的复杂功能块体,在结构上具有很强的相似性,均可表述为内部包含了众多孔道的长方体.采用液压集成块可简化液压系统的安装,减少系统的能量损失,使系统的结构更加紧凑,调试更加方便,同时也有利于降低制造成本,以较小的体积实现复杂的功能,因而广泛应用于液压系统中[1].由于液压集成块外部液压元件布局与内部孔道连通的复杂性,诸多研究工作集中在液压集成块布局布孔优化设计算法、内部油孔连通关系验证、最小壁厚校核等方面[2)5].文献[6]提出了一种基于广义装配的液压集成块设计过程建模方法,可有效提高液压集成块的设计效率和质量.针对液压集成块的工艺规划,文献[7]提出了基于特征的创成式液压集成块CAPP/CNC系统,采用逆向递归的方法和一种优化算法进行特征的工艺规划.

　　在CAPP系统建模方面, Jaekoo等人[8]提出了可适应性动态CAPP系统,采用神经网络的方式构建了动态规划模型,并嵌入到工艺规划的每一个工艺特征中.Patil等人[9]提出了基于特征的智能化CAPP系统,将其划分为基于特征的建模和自动工艺规划两个功能模块.Kumar等人[10]提出了一种基于特征的、以创成式为主、结合交互式方法的CAPP系统,用于冷挤压模具的工艺规划.

　　笔者在分析液压集成块设计制造特点的基础上,采用面向制造的特征映射技术,提出基于特征的集成块CAPP建模方法,构建了液压集成块CAPP系统框架.该方法的典型特点是将特征映射技术分解为工艺映射和加工映射,使得工艺设计具有阶段性和层次性,并能够较好地重用设计信息及知识.基于三维CAD软件SolidWorks,利用Visual Basic 6. 0及Microsoft SQL数据库管理系统,开发了液压集成块CAPP系统的原型软件.最后用一设计实例验证了该建模方法的正确性及可行性.

　　1 液压集成块设计/制造特点

　　1.1 液压集成块设计特征及结构特点

　　应用三维CAD软件建立的液压集成块模型是基于特征的模型,液压集成块的设计特征包括块体拉伸特征和一系列由基本孔特征构成的孔系特征,主要的孔系特征包括[6]:¹构成油路的油孔或工艺孔,通常为简单的直孔或阶梯孔;º板式阀的紧固螺纹孔及定位销孔;»插装阀的安装孔,包括螺纹插装阀及二通插装阀.图1为液压集成块特征模型及孔系特征构成.

　　1.2 液压集成块加工制造特点及工艺策略

　　液压集成块的加工主要是平面加工和孔系加工,通常采用按面加工的顺序.相对而言,平面加工较为简单,并且加工工艺具有很强的相似性,可事先制定出液压集成块6个表面的标准加工工艺,并将其存入工艺数据.设计时只需根据6个表面的最终状态要求对标准加工工艺进行修改和编辑即可.孔系加工是液压集成块加工的重要组成部分,是液压集成块CAPP系统的关键问题,其加工特点及工艺策略如下: