渐开线圆柱齿轮CAPP系统设计

    作为一种典型的传动零件-齿轮，被广泛地应用于航空、航天、汽车、仪表等众多的行业领域.齿轮质量的好坏直接影响到相关产品的性能水平.可以说，齿轮技术的高低已经成为衡量一个国家机械制造业水平的重要标志之一而在现代机械制造系统中，计算机辅助工艺规程设计(Computer Aided Process Planning, CAPP)是产品设计与车间生产的纽带，是联结CAD和CAM的桥梁[G7.它是生产技术准备工作的第一步，是进行工装设计制造和决定零件加工方法与加工路线的主要依据.它对组织生产、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期以及改善劳动条件等都有重要的影响，是现代制造中不可或缺的技术和管理措施.因此，研究和开发有效的齿轮CAPP系统对该技术在齿轮机构中的应用有着重要的意义.
   
    1 齿轮CAPP系统功能
   
    齿轮类零件属回转体零件，将齿轮零件按照工艺、结构的特点，特别是按照工艺的不同，进行分类整理，形成各个零件族，制定复合零件和复合工艺.按照企业的实际制造环境制定适合企业特点的复合工艺，以最低限度降低对操作人员知识和经验的依赖.
   
    在力求实用的基础上，本系统选用"形面要素描述法"输人零件信息，以齿轮零件的结构参数、模数大小、螺旋角大小为依据，由系统自动判断属于哪一类齿轮，调出相应的复合工艺.然后，以复合工艺为前提，系统根据零件的实际特点进行决策，自动进行工艺过程的设计.自动设计的工艺可以进行交互式修改.而且，系统能够根据产品树或零件信息进行工艺管理;根据齿轮零件的种类、结构特点进行工艺归类.
   
    2齿轮CAPP系统设计
   
    2.1齿轮CAPP系统总体设计与体系结构
   
    本系统设计的目标是使齿轮CAPP的工艺知识数据与工艺数据决策推理实现相对分离，在智能化基础上实现系统的柔性化.系统主要完成的任务包括零件信息描述与输入、加工方法选择、加工阶段划分、工序集中与分散、加工基准选择、加工顺序安排、机床刀具与毛坯类型选择、工艺知识与数据的更新维护等内容.
   
    系统使用Visual Basic 6.0为主要开发语言，VB内嵌的商品化数据库管理系统Access为系统工艺知识数据库的支撑系统，数据库与系统之间接口采用ODBC(Open Database Connecting开放式数据库互联)来实现.
   
    根据系统的目标和功能要求，工艺决策方式借鉴了专家系统中的知识库与推理机相互独立的思想，提出了以数据库为基础的决策模式，并按此决策模式的要求，以关系数据模型实现工艺知识的表达与存贮.对于零件信息的描述，则结合齿轮零件的特点和工艺设计对输人信息的要求，在形面描述法的思想上构建了系统零件信息模型.整个系统由零件信息数据库、工艺知识/数据库、控制程序构成的"数据十知识+控制=系统"三级体系构成.系统总体结构如图1所示.
   

    2.2零件分类编码
   
    选用或制定零件分类编码系统并对现有零件进行编码和分类是设计齿轮CAPP系统的重要工作之一根据圆柱齿轮的特点，本系统采用OPTIZ编码系统编码.而后根据零件编码，系统依据零件编码，识别所属零件族，并调人该零件族的复合工艺进行工艺路线和工序内容的编辑或生成.
   
    2.3复合工艺编制
   
    复合工艺设计是以零件族为基础的，零件族是依据产品零件的相似性形成的，也就是说是以零件的设计和制造特征为基础，形状和工艺相似的零件被归并在同一零件族中.零件族采用OPTIZ编码系统形成.根据齿轮制造工艺的具体情况，制定了本系统的复合工艺路线.本系统编制的部分复合工艺见表1.
   

    零件族的复合工艺过程可用一组称为工序代码的字符串来表示.它可以简化工艺过程的表达，有利于计算机编辑处理工艺过程，便于计算机程序的编制.本系统加工代码化具体见表2.