CAD到CAM过程中CAPP的研究

    1、 概述
   
    工艺设计是机械制造生产过程的技术准备工作的一个重要内容，是产品设计与车间的实际生产的纽带，是经验性很强且随环境变化而多变的决策过程。当前，机械产品市场是多品种小批量生产起主导作用，传统的工艺设计方法远不能适应当前机械制造行业发展的要求。
   
    随着机械制造生产技术的发展及多品种小批量生产的要求，特别是CAD/CAM系统向集成化、智能化方向发展，传统的工艺设计方法已远远不能满足要求，计算机辅助工艺设计（Computer Aided Process Design，CAPP）也就应运而生。
   
    CAPP是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（图形）和加工工艺信息（材料、热处理、批量等），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的过程。CAPP属于工程分析与设计的范畴，是重要的生产准备工作之一。由于制造系统[1]的出现，CAPP向上与计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)相接，向下与计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing，CAM)相连，它是设计与制造之间的桥梁，设计信息只能通过工艺过程设计才能生成制造信息，设计只能通过工艺设计才能与制造实现信息和功能的集成。
   
    2、 CAPP系统
   
    2.1 基本构成
   
    视CAPP系统的工作原理、产品对象、规模大小不同而有较大的差异。CAPP系统基本的构成模块如图1所示，包括：
   
    1) 控制模块。
    控制模块的主要任务是协调各模块的运行，是人机交互的窗口，实现人机之间的信息交流，控制零件信息的获取方式；
   
    2) 零件信息输入模块。
    当零件信息不能从CAD系统直接获取时，用此模块实现零件信息的输入；
   
    3) 工艺过程设计模块。
    工艺过程设计模块进行加工工艺流程的决策，产生工艺过程卡，供加工及生产管理部门使用；
   
    4) 工序决策模块。
    工序决策模块的主要任务是生成工序卡，对工序间尺寸进行计算，生成工序图；
   
    5) 工步决策模块。
    工步决策模块对工步内容进行设计，确定切削用量，提供形成NC加工控制指令所需的刀位文件；
   
    6) NC加工指令生成模块。
    NC加工指令生成模块依据工步决策模块所提供的刀位文件，调用NC指令代码系统，产生NC加工控制指令；
   
    7) 输出模块。
    输出模块可输出工艺流程卡、工序卡、工步卡、工序图及其它文档，输出亦可从现有工艺文件库中调出各类工艺文件，利用编辑工具对现有工艺文件进行修改得到所需的工艺文件；
   
    8) 加工过程动态仿真。
    加工过程动态仿真对所产生的加工过程进行模拟，检查工艺的正确性。

图 1 CAPP系统基本构成框图

    2.2 内容
    CAPP的内容主要有：毛坯的选择及毛坯图的生成；定位基准与夹紧方案的选择；加工
   
    方法的选择；加工顺序的安排；通用机床、刀具、夹具、量具等工艺装备的选择；工艺参数的计算；专用机床、刀具、夹具、量具等工艺装备设计方 案的提出；工艺文件的输出。
   
    2.3 步骤
    CAPP的步骤如图2所示，共分为5步：1）输入产品图纸信息；2）拟定工艺路线和工序内容；3）确定加工设备和工艺装备；4）计算工艺参数；5）输出工艺文件。

图 2 CAPP流程图