1247-蓋套類零件知識庫及工藝

1247-蓋套類零件知識庫及工藝,蓋套類,零件,知識庫,工藝 附件清單1.軟件測試報告說明書 1 份2.源程序代碼 1 份3.工藝模板界面 1 份4.機械加工工序卡片 1 套5.工藝欲覽界面 1 份6.三維造型圖冊 1 份7.減速器裝配圖 B9912017—0 A0 1 張；8.隔套 1 B9912017—1 A4 1 張；9.套 B9912017—2 A4 1 張；10.襯套 B9912017—3 A4 1 張；11.銅套 B9912017—4 A4 1 張；12.套筒 B9912017—5 A4 1 張；13.隔套 2 B9912017—6 A4 1 張14.法蘭套 B9912017—7 A3 1 張；15.蓋 B9912017—8 A3 1 張；16.蓋 2 B9912017—9 A3 1 張；17.蓋 3 B9912017—10 A2 1 張；18.大軸承悶蓋 B9912017—11 A3 1 張；19.大軸承透蓋 B9912017—12 A3 1 張；20.小軸承悶蓋 B9912017—13 A4 1 張；21.小軸承透蓋 B9912017—14 A4 1 張；鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書1緒論計算機輔助工藝過程設(shè)計(Computer Aided Process Planning),即 CAPP,通常指機械產(chǎn)品零件制造工藝過程的計算機輔助設(shè)計與文檔編制。傳統(tǒng)上 CAPP是狹義的，它只面向零件，主要是機械加工工藝的設(shè)計，而且常常是車間一級，后來逐步擴充到各種專業(yè)的工藝過程設(shè)計乃至工藝信息管理。CAPP被公認(rèn)為是 CAD/CAM真正集成的關(guān)鍵，是許多先進制造系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)之一。近年來，隨著計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)、并行工程(CE)、智能制造系統(tǒng)(IMS)、虛擬制造系統(tǒng)(VMS)、敏捷制造(AM)等先進制造系統(tǒng)的發(fā)展，無論從廣度上還是從深度上，都對 CAPP的發(fā)展提出了更新更高的要求。以企業(yè)已采用的工藝規(guī)程作為工藝生成的主要依據(jù)，不僅能夠滿足企業(yè)的資源適配的要求，與工藝人員的設(shè)計規(guī)范相一致，還可以使企業(yè)中的工藝經(jīng)驗得到充分利用，降低工藝人員的技術(shù)水平要求。同時，也便于 CAPP系統(tǒng)的實現(xiàn)。本課題主要圍繞派生式 CAPP系統(tǒng)的工藝生成問題，研究和解決 CAPP系統(tǒng)實用性和通用性所面臨的基本問題。對于蓋套類零件來說，其結(jié)構(gòu)特征和工藝要求雖然并不是很復(fù)雜多樣化，但是形面特征、所使用的機床、材料及熱處理、精度與公差要求等，無一不是在加工過程中所應(yīng)考慮的重要因素。隨著計算機和通信技術(shù)在制造型企業(yè)中的應(yīng)用，通過計算機進行工藝的輔助設(shè)計已成為可能， CAPP的應(yīng)用將為提高工藝文件的質(zhì)量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，并為廣大工藝人員從繁瑣、重復(fù)的勞動中解放出來提供一條切實可行的途徑。工藝過程設(shè)計是連接產(chǎn)品設(shè)計與制造的橋梁，是整個制造系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，對產(chǎn)品質(zhì)量和制造成本具有極為重要的影響。應(yīng)用 CAPP技術(shù)，可以使工藝人員從繁瑣重復(fù)的事務(wù)性工作中解脫出來，迅速編制出完整而詳盡的工藝文件，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高產(chǎn)品制造質(zhì)量，進而縮短整個產(chǎn)品的開發(fā)周期。從發(fā)展看，CAPP 可以從根本上改變工藝過程設(shè)計的'個體'勞動與'手工'勞動性質(zhì)，提高工藝設(shè)計質(zhì)量，并為制定先進合理的工時定額，改善企業(yè)管理提供科學(xué)依據(jù)；同時還可以逐步實現(xiàn)工藝過程設(shè)計的自動化及工藝過程的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)化。CAPP系統(tǒng)所解決的問題是企業(yè)工藝設(shè)計的全過程，并為企業(yè)的其它系統(tǒng)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。就目前國內(nèi)企業(yè)的制造環(huán)境而言，設(shè)計事后數(shù)據(jù)的管理、傳輸?shù)茸钸m宜由 PDM系統(tǒng)來解決。CAPP包括：根據(jù)零件規(guī)范，零件特性和裝配結(jié)構(gòu)確定加工順序的分類方法，應(yīng)用工藝模型為每個加工單元確定經(jīng)濟的工作環(huán)境；評價工作站和 CIM系統(tǒng) 內(nèi)工作環(huán)境對整個生產(chǎn)程序的生產(chǎn)效率及經(jīng)濟性的影響。蓋套類零件知識庫及工藝模板的研究2CAPP的發(fā)展情況,就其研究方法而言,基本經(jīng)過了檢索式、派生式、半創(chuàng)成式、創(chuàng)成式的過程。為使 CAPP系統(tǒng)實用性、適應(yīng)性更強,CAPP 除繼續(xù)沿著智能化、集成化、柔性化、并行化的方向發(fā)展外,還進行通學(xué)模型、非傳統(tǒng)規(guī)劃等方面的研究。為了更具實用性和靈活性，CAPP 技術(shù)也不斷向前發(fā)展,目前 CAPP技術(shù)的發(fā)展方向存在兩種趨勢：一種趨勢是，在原有 CAPP的開發(fā)模式、體系結(jié)構(gòu)框架內(nèi)，結(jié)合現(xiàn)代計算機、信息等相關(guān)技術(shù)的進展，采用新的決策算法、發(fā)展新的功能，并已在并行、智能、分布、面向?qū)ο蟮确矫孢M行著有益的嘗試，這是一種技術(shù)趨勢。 另一種趨勢，則是跳出幾十年來延續(xù)下來的 CAPP傳統(tǒng)模式，面向具體生產(chǎn)環(huán)境，面向?qū)嶋H應(yīng)用，面向最基本的需求，利用成熟的技術(shù)，建立各種計算機輔助功能模塊，幫助工藝人員更快、更好的完成工藝任務(wù)，意在通過廣泛的實際應(yīng)用促進其方展，這是一種實用化趨勢。兩種趨勢能夠更好地結(jié)合起來，推進 CAPP技術(shù)快速有效地向前發(fā)展。本課題根據(jù)企業(yè)的工藝現(xiàn)狀，對減速器等產(chǎn)品中的蓋套類零件進行工藝分析，并規(guī)范化，標(biāo)準(zhǔn)化，建立知識框架模型，確定工藝知識結(jié)構(gòu)，根據(jù)所確定的工藝知識，并建庫保存。建立工藝模板時，首先調(diào)用工藝模板編制模塊，根據(jù)工藝設(shè)計規(guī)則，編制典型零件的工藝規(guī)程，并以此作為工藝規(guī)程模板。使 CAPP系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)從現(xiàn)有的工藝規(guī)程中尋找到所需要的信息，并加以適當(dāng)處理，以滿足不同的企業(yè)對CAPP系統(tǒng)的具體需求。這些技術(shù)的突破性進展，有助于開發(fā)實用型 CAPP系統(tǒng)，同時能減少系統(tǒng)實現(xiàn)的復(fù)雜系數(shù)，將 CAPP推廣應(yīng)用向?qū)嵱没较蛲七M一步。本文首先介紹了減速器的一般設(shè)計過程和其結(jié)構(gòu)特點，根據(jù)減速器的特性，比較詳細地分析了各種蓋套類零件的加工特點和其加工工藝過程，述說了蓋套類零件知識庫的建立及其意義，并很完整地介紹了蓋套類零件工藝模板的特點和建立。 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書31 減速器的設(shè)計為了研究減速機上蓋套零件的知識庫和工藝模板，有必要先對減速器的結(jié)構(gòu)和其技術(shù)特點有充分的了解。因此在進行知識庫和工藝模板的分析之前，應(yīng)該對減速器先進行設(shè)計，這樣才能對課題研究起到幫助作用。1.1減速器的總體設(shè)計原始數(shù)據(jù):輸送機工作軸上的扭矩 850N·M，輸送機的工作軸的轉(zhuǎn)速 80rpm工作條件：運輸機連續(xù)工作，單向動轉(zhuǎn)，載荷變化不大，空載起動，減速器小批生產(chǎn)，使用年限 10年，大修期 3年，兩班制工作，運輸帶容許速度誤差為 5%。1.1.1選擇電動機（1）選擇電動機類型按已知工作要求和條件選用 Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機。（2）確定電動機功率工作裝置所需功率 （1—1）wnTP?950??代入數(shù)據(jù) P =7.57kW,式中考慮錐齒輪及其軸承的效率取 =0.94w w故電動機輸出率 P = （1—2）0w電機的總效率 = · · 　　　　　　　　　　　 （1—3）?rgc滾動軸承效率 =0.995,齒輪傳動效率 =0.97,滑塊聯(lián)軸器效率 =0.98,則r ?c=0.995 ×0.97×0.98 =0.92322故 P =8.2kW0因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率 P 只要略大于 P 即可，根據(jù) Y系列電動機技術(shù)參數(shù)m0選電動機的額定功率 P 為 11kW。（3）確定電動機的轉(zhuǎn)速圓柱齒輪傳動比 i ′=3～5，錐齒輪傳動比 i ′=2～3，則總傳動比 b g蓋套類零件知識庫及工藝模板的研究4i=6～15，可見電動機的轉(zhuǎn)速的可選范圍為：n′=(6～15)×80=480～1200r/min,選同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min的 Y系列電動機 Y132M2-6，其滿載轉(zhuǎn)速 n =970r/min。m1.1.2 計算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比（1）傳動裝置總傳動比 i= = =12.13wmn8097（2）分配傳動裝置各級傳動比由式 i=i ·i ，為是錐齒輪尺寸不致過大，取傳動比 i =3,則齒輪的傳動比 ibg b=i/i =12.13/3=4.04g1.1.3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)（1）各軸的轉(zhuǎn)速Ⅰ軸 n = n =970r/minⅠ mⅡ軸 n = n / i =240.1r/minⅡ Ⅰ g（2）各軸的輸入功率Ⅰ軸 P = P · =8.2×0.8=8.04KwⅠ 0?cⅡ軸 P = P · · =8.04×0.995×0.97=7.76KwⅡ Ⅰ rg工作軸 P = P · · · =7.76×0.995×0.98×0.94=7.11KwWⅡ rc錐 齒 輪（3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩Ⅰ軸 T =9550 =9550 =79.15N·MⅠ Ⅱ Ⅰn 9704.8Ⅱ軸 T =9550 =9550 =308.65N·MⅡ ⅡⅡP1.26工作軸 T =9550 =9550 =848.76N·MWwn 80.7電動機軸輸出轉(zhuǎn)矩 T =9550 =9550 =80.73N·M0mP 0972.鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書5將以上算得的運動和動力參數(shù)列表如下：軸名參數(shù) 電動機軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 工作軸轉(zhuǎn)速n（r/min） 970 970 240.10 80功率 P(Kw) 11 8.04 7.76 7.11轉(zhuǎn)矩T（N·m） 80.73 79.15 308.65 848.76傳動比 i 1.00 4.04 3.00效率 η 0.98 0.97 0.94上面公式（1—1） 、 （1—2） 、 （1—3）均引自《機械設(shè)計課程設(shè)計》1.2 齒輪的設(shè)計計算1.2.1齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇因傳遞功率不大、轉(zhuǎn)速不高、材料按《機械設(shè)計》中表 7-1選取，大小齒輪的材料都采用 45鋼，鍛造毛坯，其中大齒輪進行正火處理，其硬度為 200HBS，齒輪軸調(diào)質(zhì)處理，硬度為 200HBS，均用軟齒面。齒輪精度用 8級，輪齒面的表面粗糙度值為 Ra1.6。軟齒面采用閉式傳動，其失效形式為點蝕，考慮齒輪傳動的平穩(wěn)性，齒輪的齒數(shù)宜取多些，可取 z1=25，則 z2=iz1=4.04×25=1011.2.2 設(shè)計計算（1）設(shè)計準(zhǔn)則：按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，再按齒根彎曲疲勞強度校核。（2）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 由文獻 14《機械設(shè)計》中式（7-9） d1t= 312)][(uKTZdHE????=0.90 ZE=189.8 ZH=2.5 u=i=4.04, =1?MPad?T1=9.55X106 =9.55×10 ×8.04/970=79156.7N·mmn6由圖 7-6選取材料的接觸疲勞極限應(yīng)力為：蓋套類零件知識庫及工藝模板的研究6=580MPa =560MPalim1H?lim2H?由圖 7-7選取材料的彎曲疲勞極限應(yīng)力為：=230MPa =210MPali1Fli2F應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N由式（7-3）計算N1=60n1at=60×970×(16×300×10)=2.79×109則 N 2=N1/u=2.79×109/4.04=6.9×108由圖 7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù) ZN1=1, ZN2=1.02 由圖 7-9查得彎曲疲勞壽命系數(shù) YN1=1, YN2=1由表 7-2查得接觸疲勞安全系數(shù) SHmin=1,彎曲疲勞安全系數(shù) SFmin=1.4 又 YST=2.0,試選 Kt=1.3由《機械設(shè)計》中式(7-1)、 （7-2）求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力：[ m]= ZN1=580MPa?inl1HS[ H2]= ZN2=571 MPainl1[ F1]= YNI=328 MPa?minl1FST[ F2]= YN2=300 MPainl2FST將有關(guān)值代入式（7-9） ，得d1t=312)][(uKZdHE????=3 04.17.91563.)5790.8.(2 ????=52.40mm則 v1= =2.66m/s061?ndt?z1v1/100=2.66×25/100=0.67m/s查圖 7-10得 Kv=1.09；由表 7-3查得 KA=1.25；由表 7-4查得 K =1.05；取?K =1，則 KH=KAKVK K =1.25×1.09×1.05×1=1.431???鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書7修正 d1= d1t =52.4×1.03mm=53.97mm3.4m=d1/z1=53.97/25mm=2.15mm 由表 7-6取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2.5mm（3）計算幾何尺寸d1=mZ1=2.5×25mm=62.5mmd2=mz2=2.5×101mm=252.5mma=m(z1+z2)/2mm=157.5mmb= =1X62.5mm=62.5mm 取 b2=65mm1d?b1=b2+10mm=75mm1.2.3 校核齒根彎曲疲勞強度由圖 7-18查得 YFS1=4.2 YFS2=4.0 取 Y =0.7?由式（7-12）校核大小齒輪的彎曲強度= YFS1Y = ×4.2×0.7MPa=170.38MPa≤[ ]1F?321mZKTd??325.17964.? 1F?= · =170.38× MPa=16.236MPa≤[ ] 合適2F12FS.402F?1.3軸的設(shè)計計算1.3.1選擇軸的材料及熱處理由于減速器的傳遞功率不大,對其重量和尺寸也無特殊要求,故選擇常用材料 45鋼,并進行調(diào)質(zhì)處理.1.3.2初估軸徑按扭矩初步估算軸的直徑,查《機械設(shè)計》中表 10-2,得 C=106～117,考慮到安裝連軸器的軸段僅受扭矩作用,故可取 C=106,則d ≥ =C =106 =21.45mmⅠ 36][2.0159nPT??　 339704.8取 d Ⅰmin =25mmdⅡ ≥ = C =106 =33.76mm36][2.0159nT?　 3310.246取 dⅡmin =35mm經(jīng)檢驗軸的直徑均能滿足強度要求。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及其校核過程從略。蓋套類零件知識庫及工藝模板的研究82 蓋套類零件的工藝分析2.1蓋套零件的功用和結(jié)構(gòu)特點機器中的套筒零件，通常起支承或?qū)蜃饔?。因功用不同，套筒零件結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差別，但結(jié)構(gòu)上仍有共同的特點：零件的主要表面是同軸度要求較高的內(nèi)，外旋轉(zhuǎn)表面；零件壁的厚度較薄容易變形；零件的長度一般大于直徑等。盤蓋類零件在機器中用的最多，尤其在軸系部件中，除軸和鍵、螺釘?shù)冗B接件外幾乎均屬于盤套零件。盤套零件的種類繁多，常見的有軸套，軸承端蓋，軸承套和傳動輪等。軸套常見的有隔套和襯套兩種。隔套用于軸上零件的軸向定位；襯套用于嵌入支架孔或空套在軸上回轉(zhuǎn)零件的內(nèi)孔，以便空在磨損后更換襯套，恢復(fù)其使用性能。軸承端蓋常見的有悶蓋和透蓋，確定軸系部件軸向位置和密封防塵。軸承套用于和箱體支承孔相配，以便在套內(nèi)安裝滾動軸承。傳動輪用得最多的是齒輪和皮帶輪等，用于傳遞運動和扭矩。2.2蓋套零件的技術(shù)要求套筒零件的主要表面是內(nèi)孔和外圓，其主要技術(shù)要求如下：1.內(nèi)孔是套筒零件起支承或?qū)蜃饔玫淖钪饕砻?，通常與運動著的軸，刀具或活塞相配合。內(nèi)孔直徑的尺寸精度一般為 IT7，精密軸套有時 IT6，油缸由于與其相配合的活塞上有密封圈，要求較低，一般為 IT9。內(nèi)孔的形狀精度應(yīng)控制在孔徑公差以內(nèi)，有些精密軸套控制在孔徑公差的 1/2～1/3，甚至更嚴(yán)。長的套筒除圓度要求外，還應(yīng)注意圓柱度的要求。為保證零件的功用和提高其耐磨性，內(nèi)孔表面粗糙度 Ra值為 2.5～0.16μm,有的要求更高，表面粗糙度 Ra值為 0.04μm。2.外圓表面一般是套筒零件的支承表面，常以過盈或過渡配合同箱體或機架上的孔相連接。外徑的尺寸精度通常為 IT6～IT7；形狀精度控制在外徑公差以內(nèi)；表面粗糙度 Ra值為 5～0.63μm。3.內(nèi)外圓之間的同軸度孔的最終加工是將套筒裝入機座后進行的，套筒內(nèi)外圓的同軸度要求較低；如最終加工是在裝配前完成時則要求比較高，一般為 0.01mm～0.05mm。4.孔軸線與端面的垂直度套筒的端面（包括凸緣端面）如工作中承受軸向載荷，或雖不承受載荷但在加鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書9工中是作為定位面時，端面與孔軸線的垂直度要求較高，一般為 0.02～0.05mm。盤套類零件的技術(shù)要求：盤套類零件一般由孔、外圓、端面和溝槽等表面組成，其中孔和外圓為主要加工表面。由于用途不同，盤套類零件的技術(shù)要求差別較大，其主要技術(shù)要求大致如下：1.尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度：有配合要求的孔直徑的尺寸公差等級一般為 IT7，精密軸承套為 IT6，形狀公差一般應(yīng)控制在孔徑公差以內(nèi)，精密軸承套應(yīng)控制在公差的 1/2～1/3 以內(nèi)，表面粗糙度 Ra值為 0.8～0.4μm。2.位置精度：內(nèi)外遠大多有同軸度或徑向圓跳動的要求，一般為0.01～0.04mm；端面（包括臺階端面） ，如果工作中承受軸向載荷，或要求作為裝配基面和定位基面的，與空軸線有垂直度或端面圓跳動的要求，一般為 0.02～0.04mm2.3 蓋套零件的材料與毛坯套筒零件一般是用鋼，鑄鐵，青銅或黃銅材料制成，雙金屬結(jié)構(gòu)等，以提高使用零件如軸承等的使用壽命。毛坯的選擇與其材料,結(jié)構(gòu)和尺寸等因素有關(guān)?？讖捷^小（d<20mm）的套筒一般選用熱軋或冷拉棒料，也采用實心鑄件。當(dāng)孔徑較大時，常采用無縫鋼管或帶孔的鑄件和鍛件，大批量生產(chǎn)時可采用冷擠壓和粉末冶金等先進的，毛坯制造工藝，既能提高生產(chǎn)效率又能節(jié)約金屬材料。盤套類零件的用途不同，所選用的材料也個不相同。毛坯的選擇與零件的材料、結(jié)構(gòu)和批量等因素有關(guān)。直徑較小的盤套一般選用熱軋圓鋼料、圓鋼料、銅棒或?qū)嵭蔫T件；直徑較大的零件通常采用帶孔的鍛件或鑄件。大批大量生產(chǎn)中 ，某些盤套零件還可以采用粉末冶金件，這樣既提高了生產(chǎn)率，同時又節(jié)約了金屬材料。2.4 套筒類零件的加工特點2.4.1小直徑套筒的加工特點毛坯直徑小于車床主軸通孔直徑直徑的套筒類零件,由于 直徑較小,加工若干工件時,可以選用一根長度適當(dāng)?shù)陌袅?插入車床主軸孔內(nèi),用三爪卡盤夾持,逐件加工.其加工特點是:在一次裝夾中將主要部分車削完畢,然后切斷,車另一個端面。其工藝過程為“下料（供料）—粗車端面、外圓和鉆孔，接著精車內(nèi)孔、外圓和端面，內(nèi)外圓倒角—以端面定位磨削另一端面或以孔安裝在心軸上車削另端面—檢驗。如圖1：蓋套類零件知識庫及工藝模板的研究102.4.2 無臺階盤套零件的加工特點無臺階盤套零件屬于大直徑套筒，加工這類零件通常有兩種方案：一是在單件小批量生產(chǎn)中，當(dāng)零件的長度較短時，為了便于加工，往往加長毛坯的 長度以供裝夾，其加工工藝過程與上述小直徑套筒零件類似；二是在批量較大的生產(chǎn)中，為了節(jié)省材料，或雖然是單件小批生產(chǎn)，但是零件長度較長，為了避免懸伸部分過長，毛坯一般不留裝夾長度。在這種情況下，外圓不可能與內(nèi)孔在一次裝夾車削完成。其主要工藝過程為：三爪卡盤夾持工件中間部分粗車端面，孔以及外圓的一部分，并倒角（倒角尺寸應(yīng)比圖紙尺寸稍大，以便內(nèi)、外圓精加工之后恰好符合要求）—調(diào)頭，三爪卡盤夾持已加工過的外圓部分，粗車另一端面和外圓余小的部分；精加工孔和端面，并倒角（倒角尺寸亦應(yīng)比圖紙尺寸稍大）—以孔定位安裝在心軸上，精車全部外圓和另一端面，保證圖紙規(guī)定的總長尺寸。如圖 2：鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書112.5 蓋套類零件的加工工藝分析2.5.1支架套的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求主孔 Ф 內(nèi)孔安放滾針軸承的 滾針及儀器的主軸頸；端面 B止推面，要求有較細的粗糙度。外圓及孔均有階梯，并且有橫向的孔需要進行加工。外圓臺階面螺孔一般用來固定和轉(zhuǎn)動搖臂，固轉(zhuǎn)動要求精度比較高。所以對孔的圓度及同軸度均有較高要求。材料為軸承鋼 GCr15，淬火硬度 HRC60。零件的非工作表面有防銹，采用烘漆。2.5.2 支架套的加工工藝工藝過程序號 工序名稱 工序內(nèi)容 定位與夾緊1 粗車 1.車端面 三爪夾一頭2.調(diào)頭車外圓 三爪夾大頭2 半精車 1.半精車左端面，倒角及割槽 夾小頭2.調(diào)頭車右端面，螺紋，孔割外圓槽二處并倒角夾大頭3 鉆 1.鉆各端面周 6向孔 夾外圓2.鉆徑向孔3.攻絲4 熱處理 淬火 HRC60~62蓋套類零件知識庫及工藝模板的研究125 磨外圓 1.磨外圓及端面2.調(diào)頭磨外圓及端面，保證該三段外圓同軸度孔可漲心軸6 粗磨孔 校正外圓，粗磨孔，留余量 端面及外圓7 檢驗8 發(fā)蘭9 噴漆 烘漆10 磨平面 磨左端面，留研磨量，平行度 右端面11 粗研 粗研左端，表面粗糙度和平行度 左端面12 磨孔 1.精磨孔，一次安裝下磨削 端面定位找正外圓2.精細磨孔及尺寸 軸向壓緊13 精研 精研左端面達到表面粗糙度 左端面14 檢驗 圓度儀測圓柱度及 φ 尺寸2.5.2 支架套的加工工藝過程1.加工方法的選擇套筒零件的主要加工表面為為圓和孔。外圓表面加工根據(jù)精度要求可選擇車削和磨削。孔加工方法的選擇比較復(fù)雜，需要考慮零件的結(jié)構(gòu)特點，孔徑大小，長徑比，精度和表面粗糙度要求以及生產(chǎn)規(guī)模等各種因素。支架套零件，因孔精度要求高，表面粗糙度較細（Ra 值 0.16μm）,因此最終工序采用精細磨。該孔的加工順序為鉆孔——半精孔——粗磨孔——精磨孔——精細磨孔的加工方法。2.加工階段的劃分支架套的加工工藝劃分較細。淬火前為粗加工階段。在粗加工階段中又可以分為粗車和半精車階段，淬火后為精加工階段。在精加工階段中，也可以分為兩個階段，烘漆前為精加工階段，烘漆之后為精密加工階段。3.保證套筒表面位置精度的方法套筒零件的外表面間的同軸度以及端面與孔軸線的垂直度，一般均有比較高的要求。為保證要求可以采用下列方法：（1）在一次安裝中完成內(nèi)外圓表面及端面的全部加工。多用于村較小套的車削加工。（2）套筒主要表面加工分在幾次安裝中進行，先終加工孔，然后以孔為精基準(zhǔn)，最鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書13終加工外圓。夾具結(jié)構(gòu)簡單，且制造和安裝誤差小，可保證較高的位置精度。（3）套筒主要表面加工在幾次安裝中進行，先終加工外圓，然后以外圓為精基準(zhǔn)最終加工內(nèi)孔。工件裝夾迅速可靠，但因一般的卡盤安裝誤差較大，加工后位置精度較低。弱欲獲得較高的同軸度，必須采用定心精度高的夾具。4.防止套筒變形的工藝措施套筒零件的結(jié)構(gòu)特點是孔壁一般較薄，加工中常因夾緊力、切削力、內(nèi)應(yīng)力和切削熱等因素的影響而產(chǎn)生變形。為防止變形應(yīng)注意以下幾方面：（1）為減少切削和切削熱的影響，粗、精加工應(yīng)分開進行，以使粗加工中的變形在精加工中得到糾正。（2）減少夾緊力的影響，工藝上可以采取以下措施，改變夾緊力的方法，即徑向夾緊改為軸向夾緊，如果需要徑向夾緊時，應(yīng)盡可能使徑向夾緊力均勻?？墒褂眠^渡套或彈簧夾緊工件。或者作出工藝凸邊或工藝螺紋，以減小夾緊變形。（3）熱處理工序應(yīng)置于粗精加工階段之間，以便熱處理引起的變形在精加工中予以糾正，以減少熱處理的影響。精加工的工序余量應(yīng)適當(dāng)放大。2.5.3 長套筒零件加工工藝分析。長套筒零件，為保證內(nèi)外圓的同軸度，加工外圓，一般與空心主軸裝夾相似。雙頂尖頂孔口棱邊或一頭夾緊一頭用中心架。加工孔，與深孔的加工相同，常采用夾一頭，另一端用中心架托外圓。粗加工孔采用鏜削，半精加工多采用鉸孔方式（浮動鉸孔） 。表面粗糙度 Ra2.5 μm。而后選用珩磨或滾壓，表面粗糙度Ra.63~0.16μm。與短套筒零件相比，其加工方法，工件的安裝方式都有較大的差別，長套筒的加工方法變化不大。以某油缸的加工工藝路線為例： 工序號工序名稱 工序內(nèi)容 定位與夾緊1 配料 無縫鋼管切斷2 車 1.車外圓及螺紋三爪卡盤夾一端，大頭頂尖頂另一端2.車端面及倒角 三爪卡盤夾一端，搭中心塔架3.調(diào)頭車外圓 三爪卡盤夾一端，大頭頂尖頂另一端34.車端面及倒角取總長（留加工余量） 三爪卡盤夾一端，搭中心塔架深孔推鏜 1.半精推鏜孔蓋套類零件知識庫及工藝模板的研究142.精推鏜孔43.精鉸（浮動鏜刀鏜孔） ，表面粗糙度要求一端用螺紋固定在夾具中，另一端搭中心架5 滾壓孔用滾壓頭滾壓孔，要求表面粗糙度一端用螺紋固定在夾具中，另一端搭中心架6車 1.車去工藝螺紋，車至尺寸，割槽 軟爪夾一端，以孔定位頂另一端2.鏜內(nèi)錐孔及車端面 軟爪夾一端，中心架托另一端3.調(diào)頭車至尺寸 軟爪夾一端，以孔定位頂另一端4.鏜內(nèi)錐孔及車端面取總長 軟爪夾一端，中心架托另一端2.5.4長套筒零件加工工藝過程1．鉆孔 鉆孔所采用的刀具為高速鋼麻花鉆、硬質(zhì)合金鉆頭以及扁鉆等。鉆孔切削負(fù)荷大，刀具剛性差，加工出的孔質(zhì)量較差。一般精度 IT12，表面粗糙度Ra80～20μm。鉆孔可作為次要孔的加工，或精度高的孔的預(yù)加工。對高速鋼鉆頭改進刀具材料，修磨橫刃以改善切削條件。采用扁鉆鉆孔，刀片選用裝配式。原因有：（1）刀桿剛性比麻花鉆好，鉆孔質(zhì)量比麻花鉆好；（2）刀片制造簡單，刃磨方便，經(jīng)濟性好；（3）刀片更換方便，適用于自動化機床加工；（4）便于修磨成各種形狀，工藝范圍廣;(5)可以高速鋼或硬質(zhì)合金為防止和減少鉆孔時的偏移,工藝上長采用以下措施:（1）鉆孔前先加工端面,保證端面與鉆頭垂直；（2）先采用 90°頂角直徑較大而且長度較短的鉆頭頂鉆一個凹坑,以引導(dǎo)鉆頭鉆削；（3）仔細刃磨鉆頭,使其切削刃對稱；（4）鉆小孔或深孔時應(yīng)采用較小的進給量；（5）采用工件回轉(zhuǎn)的鉆削方式,合理排屑和切削液；2．?dāng)U孔和鏜孔擴孔切削深度較小,排屑容易,擴孔質(zhì)量較高。加工精度一般為 IT10～IT11。表面粗糙度 Ra值為 10～5μm。擴孔還能糾正被加工孔軸線的歪斜，常作為精加工前的準(zhǔn)備工序，也可作為要求不高的空的最終加工工序。鏜孔可作為粗加工，也可作為精加工，加工工藝范圍很廣。鏜孔可以在車床、鏜床、銑床和數(shù)控機床上進行。能獲得尺寸精度為 IT6～IT8，表面粗糙度值 Ra為鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書153～0.63μm。鏜孔刀具受孔徑的限制，一般剛性較差，躺空時易產(chǎn)生振動，生產(chǎn)率比較低。3．鉸孔鉸孔加工余量小，切削速度較低；絞刀刀齒數(shù)多，剛性好，制造精確，排屑和冷卻潤滑條件較好，鉸孔后孔本身質(zhì)量得到提高。尺寸精度為 IT7～IT9，手鉸可達IT6，表面粗糙度 Ra值為 2.3～0.32μm。鉸孔用于 Φ3～Ф50mm 直徑范圍中小空的加工，糾正孔位置誤差能力差，孔的位置精度應(yīng)由鉸孔前的預(yù)加工工序保證。鉸孔不宜加工短孔，深孔和斷續(xù)孔。鉸孔時常出現(xiàn)孔徑擴大和表面粗糙度較粗等缺陷，為了保證鉸孔的質(zhì)量，應(yīng)注意以下幾個方面：（一）正確選擇和使用鉸刀1. 正確選擇鉸刀直徑鉸刀直徑的選擇，首先要考慮空的尺寸及公差，然后再結(jié)合工件的材料、鉸孔加工余量的大小以及切削液的使用情況等予以確定。2．注意鉸刀的刀刃質(zhì)量為了保證鉸孔后表面光潔，鉸刀刃口應(yīng)鋒利光潔、沒有缺口、裂紋、殘留切削和毛刺等。3.正確安裝鉸刀為了保證絞刀的中心線和被加工孔中心線一致，防止出現(xiàn)孔徑擴大或喇口現(xiàn)象，生產(chǎn)中多采用“ 浮動夾頭”莊夾絞刀。（二） 合理選擇鉸孔加工余量和切削規(guī)范鉸孔加工余量視孔徑而定，孔徑在 Ф5～Ф30mm 時，通常粗鉸加工余量為0.15～0.35mm，精鉸加工余量為 0.04～0315mm，孔徑較小或精度要求高的孔取小值。加工余量大小對鉸孔質(zhì)量有一定影響，加工余量太小時不能切除前工序加法的痕跡，同時由于刀齒不能連續(xù)切削而沿孔壁打滑使孔的表面粗糙度變粗。加工余量太大則會因切削力大、發(fā)熱多引起鉸刀直徑及振擺的增大，從而使孔徑擴大。（三）正確選擇切削液鉸孔時切削液對鉸孔質(zhì)量有顯著影響。對于鋼質(zhì)零件的孔必須使用切削液，一般多選擇乳化液，對鑄鐵零件的孔一般不加注切削液，為使表面粗糙度變細，也可選用煤油。4．磨孔內(nèi)圓磨削原理與外圓磨削一樣，但內(nèi)圓磨削的工作條件差，內(nèi)圓磨削有以下特點：蓋套類零件知識庫及工藝模板的研究16（1）砂輪直徑 D受到工件孔徑的限制，尺寸較小，損耗快，需經(jīng)常休整和更換，影響了磨削生產(chǎn)率。（2）磨削速度低。（3）砂輪受工件孔徑和長度限制，剛性差，容易彎曲變形與振動，影響加工精度和表面粗糙度。（4）砂輪與工件接觸面積大，單位面積壓力小，砂輪顯得硬，易發(fā)生燒傷，要采用較軟的砂輪。（5）切削液不容易進入磨削區(qū)，磨屑難排除。5．深孔加工由于套筒零件比較長，在工件安裝時常常采用“一夾一托”方式，孔的粗加工一般選用深孔鉆削或鏜削，而要求較高的深孔一般可采用鉸削，珩磨或者滾壓等加工工藝方法。深孔加工的特點有以下幾點：1.深孔加工孔的軸線容易歪斜。這是因為深孔刀具都比較細長，強度和剛度都比較差，在加工中容易發(fā)生引偏和振動。2.刀具的冷卻散熱條件差，切削溫度升高會使刀具的耐用度降低。3.切屑排出困難，不僅會劃傷已加工的表面，嚴(yán)重時會引起刀具崩刃甚至折斷。深孔加工時，必須采取各種工藝措施去解決以上三方面的問題。例如：采取工件旋轉(zhuǎn)方式以及改進刀具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)以減少刀具的引偏；采用壓力輸送切削液以冷卻刀具和排出切屑；改進刀具結(jié)構(gòu)以適應(yīng)具有一定壓力的切屑液的輸入和斷屑，有利于切屑的排出等。鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書173 蓋套類零件工藝知識庫的研究知識庫是滿足工程應(yīng)用系統(tǒng)（CAD、CAM、CIMS 等）支撐環(huán)境需求的。根據(jù)其所支撐的不同系統(tǒng)，可分為多種知識庫系統(tǒng)。一種工程知識庫重要包括工程數(shù)據(jù)庫和工程數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)。知識庫系統(tǒng)是一種專門存儲、管理大量知識的機構(gòu)。工程知識庫存儲了工程應(yīng)用系統(tǒng)所需要的大量的格式化和非格式化的數(shù)據(jù)；管理系統(tǒng)則存儲了管理工程知識庫的數(shù)據(jù)，提供生成檢索、修改工程數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的操作，以及對用戶的設(shè)計事物進行處理，實行規(guī)定的設(shè)計約束。知識庫按信息的組織方式可分為層次、網(wǎng)狀和關(guān)系三種模型。知識庫簡單可分為專用知識庫和共用知識庫兩大類。共用知識庫中常包含夾具庫、刀具庫和設(shè)備庫等，因為在生產(chǎn)加工中，夾具、刀具和設(shè)備并不是經(jīng)常變換，因此可通過建立單一的庫，可以很方便地運用在零件加工中。專用知識庫主要有規(guī)則庫等，不同零件的生產(chǎn)由于其加工工藝不同，因此有必要建立單獨的知識庫用來規(guī)定和限制不同零件的加工。3.1 知識庫的框架蓋套零件知識庫系統(tǒng)建模框架是信息一體化服務(wù)的基礎(chǔ)，旨在從蓋套類零件建模的角度出發(fā)研究知識庫系統(tǒng)開發(fā)方法。早期對知識庫系統(tǒng)的研究側(cè)重于知識的表示及推理機制，與之對應(yīng)的開發(fā)技術(shù)能夠用于實現(xiàn)一些規(guī)模較小的系統(tǒng)，但將其用于構(gòu)造大型商業(yè)化知識庫系統(tǒng)的努力卻往往以失敗而告終。這種情形與 20世紀(jì) 60年代軟件開發(fā)所遇到的情況有相似之處：用于開發(fā)小型實驗室原型系統(tǒng)的技術(shù)無法適用于大型商業(yè)軟件的開發(fā)與維護。軟件危機最終導(dǎo)致了軟件工程方法學(xué)的建立。因此，解決知識庫系統(tǒng)開發(fā)中所面臨的問題同樣需要方法學(xué)的變革。知識庫系統(tǒng)建模框架就是這種變革的產(chǎn)物。鑒于派生式 CAPP的工藝生成方法有很好的理論支持及良好的應(yīng)用實例，特別是對于向箱體這樣的復(fù)雜類零件，要實現(xiàn)工藝設(shè)計的自動化是很困難的事件，而采用派生式的基于實例的工藝規(guī)則方法是保證工藝設(shè)計完整性的良好手段。在另一方面考慮到特定企業(yè)產(chǎn)品零件類型的繼承性及零件加工方法的習(xí)慣性，對于設(shè)計已有的或相似的零件加工工藝，最好是借鑒已使用過的相似的加工工藝內(nèi)容，經(jīng)編輯修改蓋套類零件知識庫及工藝模板的研究18而成。這樣既提高了工作效率，也使一些成熟的加工方法得以繼承，因此在 CAPP系統(tǒng)中采用基于實例的工藝生成方法是一種很有效的手段。當(dāng)然對于大量的旋轉(zhuǎn)類零件采用創(chuàng)成式的工藝生成方式乃是理想的工藝設(shè)計方法，該方法不但可以實現(xiàn)工藝設(shè)計過程的自動化，而且使 CAD/CAPP/CAM的集成成為可能，特別是基于專家系統(tǒng)知識庫的零件工藝決策模式具有很好的實用性。 3.1.1知識庫的層次組織 知識庫描述了一組相關(guān)模型的建立，其中每一個均與知識庫系統(tǒng)的開發(fā)及其所處環(huán)境中的特定方面有關(guān)，包括組織、任務(wù)、主體、通信、知識及設(shè)計等模型。主要貢獻及其精髓在于“知識模型”（Expertise Model）。該模型將用于求解特定任務(wù)的知識劃分為三個不同的層次：領(lǐng)域?qū)?、推理層和任?wù)層，分別對應(yīng)著知識庫系統(tǒng)的靜態(tài)視圖、功能視圖和動態(tài)視圖。其中領(lǐng)域?qū)樱―omain Layer）包含了求解問題所需的特定領(lǐng)域內(nèi)的知識及對該領(lǐng)域概念的描述。構(gòu)建領(lǐng)域?qū)拥囊粋€重要目標(biāo)就是使其盡可能多地被重用于求解各種不同的問題。推理層指明了求解問題采用的方法，包含推理步驟和領(lǐng)域知識在其中所起的作用。任務(wù)層則將所需求解的問題分解成子任務(wù)，并為每一個子任務(wù)確定目標(biāo)，同時明確了對子任務(wù)的控制。3.1.2層次間的契合對知識庫結(jié)構(gòu)層次的劃分使知識庫的可維護性大大提高，并使知識的重用成為可能。例如，在以上模型中，領(lǐng)域知識與問題求解方法被明確地劃分到領(lǐng)域?qū)雍屯评韺?，這將有利于兩種類型的重用：一方面，對特定領(lǐng)域的描述可以被不同的問題求解方法所重用；另一方面，問題求解方法通過定義新的領(lǐng)域視圖可以被不同的領(lǐng)域所重用。但僅僅將不同層次的知識區(qū)分開還是不夠的。要實現(xiàn)系統(tǒng)的重用，還需要一種有效的機制來實現(xiàn)各層次間的靈活配置，將相互獨立的層次緊密地聯(lián)系在一起，共同組成一個完整的系統(tǒng)。本體（Ontology）就是這一機制的核心。 “本體”是對共享概念的正規(guī)、明確的表述。20 世紀(jì) 90年代初期，本體成為包括知識工程、自然語言處理和知識表示在內(nèi)的諸多人工智能研究團體的熱門課題。其主要原因在于本體使人或機器間的交流建立在對所交流領(lǐng)域共識的基礎(chǔ)上。本體在知識庫系統(tǒng)開發(fā)中較多應(yīng)用于開發(fā)領(lǐng)域模型，它提供了建模所需的基本詞匯并說明了它們之間的關(guān)系。建立大型知識庫的第一步就是設(shè)計相應(yīng)的本體，這對于整個知識庫的組織至關(guān)重要。 3.2 知識庫的建立和表示知識庫由一系列的事實和規(guī)則組成，知識不但要在知識庫中簡潔地表達，而且要便于使用和重構(gòu)。由于 CAPP系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，以及結(jié)論與結(jié)果之間的錯綜復(fù)鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書19雜關(guān)系，知識的表達方式仍是目前研究重點。CAPP 系統(tǒng)的核心是工藝知識 (工藝決策規(guī)則 ) ，知識是決定系統(tǒng)性能是否實用的主要因素。系統(tǒng)采用基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的知識表達方式，知識以表的形式存放，規(guī)則以表中記錄的形式表達。由于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫具備很好的數(shù)據(jù)管理功能及標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，,從而可以保證 CAPP系統(tǒng)有較好的可移植性和可重構(gòu)性。系統(tǒng)中工藝知識主要由兩個知識庫組成：形面加工鏈規(guī)則庫和零件整體加工工藝規(guī)則庫。零件整體加工工藝規(guī)則是以成組技術(shù)為指導(dǎo)，從零件的整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，按零件組建立工藝集，也就是在零件整體特征編碼的基礎(chǔ)上將每組零件的主要加緊工階段進行有序地排列集合在一起，形成若干條加工鏈。每個鏈就是一類零件的加工過程規(guī)則，該規(guī)則在數(shù)據(jù)庫中同樣以表中記錄的形式存放，記錄的前幾個字段存放分組代碼，后面字段存儲本族零件整體加工各階段的主要工序內(nèi)容，各個形面的加工工序內(nèi)容不需存放，是在工藝設(shè)計時通過形面加工知識庫創(chuàng)成生成。設(shè)計中的知識庫存放在 SQL SEVER編制的數(shù)據(jù)庫中，在設(shè)計中，建立了加工方法選擇規(guī)則表，表中存放了常用的加工方法，這些方法都是經(jīng)典的經(jīng)過長期使用積累的經(jīng)驗，實現(xiàn)了對加工方法選擇的智能化。建立了機床庫和相應(yīng)的磨、鉆、銑、鏜、車床庫，建立了機床選擇規(guī)則表，從而實現(xiàn)對機床調(diào)用的智能化。還建立了工序名稱表、工序內(nèi)容表、工藝裝備表、切削用量表等。用戶對這些表都可以修改。該知識庫的表示框架如下圖： 知識庫加工規(guī)則庫 機 床 庫 工藝裝備庫 切削用量庫車床庫鉆床庫銑床庫鏜床庫夾具庫刀具庫量具庫車削用量庫鉆削用量庫銑削用量庫鏜削用量庫蓋套類零件知識庫及工藝模板的研究20圖 1 知識庫的表示CAPP系統(tǒng)中制造資源數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)是以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，以若干個制造資源子數(shù)據(jù)庫為核心，每個子數(shù)據(jù)庫記錄相應(yīng)的制造資源數(shù)據(jù)。在進行工藝設(shè)計時，各個子資源數(shù)據(jù)庫可設(shè)置為“選用”或“不選用” ，設(shè)計過程將使用被選用的資源子數(shù)據(jù)庫，從而保證工藝設(shè)計的動態(tài)性與靈活性，另一方面資源子數(shù)據(jù)庫可隨時新建或移植，子數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可添加或刪除，這樣就保證了制造資源數(shù)據(jù)庫的重構(gòu)性與移植性。在知識系統(tǒng)中，規(guī)則庫的維護應(yīng)遵循以下兩個原則：（1）知識庫的一致性維護，即當(dāng)知識庫中原有規(guī)則進行修改或輸入新規(guī)則時，必須排除不一致的規(guī)則，保證規(guī)則的一致性。 （2）規(guī)則庫的完備性維護，即對于給定的推理前提，必須保證規(guī)則庫中至少有一個規(guī)則的結(jié)論與之相對應(yīng)。3.3 知識庫的提取知識庫管理層函數(shù)直接面向應(yīng)用，用于知識庫管理的各項操作調(diào)用，它直接調(diào)用知識庫層的各函數(shù)。知識庫層函數(shù)位于知識庫管理層和知識庫表層之間，起到連接兩層函數(shù)的紐帶作用。隨著應(yīng)用的不斷深入，系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)都會有所變化，系統(tǒng)的維護就成為該系統(tǒng)基本定型后最經(jīng)常進行的工作。要做到維護和修改方便、數(shù)據(jù)的兼容性好，必須使數(shù)據(jù)存取和邏輯操作相分離。而要做到這點其首要條件就是要分析清楚知識庫管理系統(tǒng)的功能，知識的存取和引用機制，并在此基礎(chǔ)上制定知識庫的操作和引用函數(shù)。知識庫表層函數(shù)直接實現(xiàn)知識在數(shù)據(jù)庫的存取、查詢、修改、刪除等操作，它直接面向數(shù)據(jù)庫，操作的對象是底層數(shù)據(jù)。具體實現(xiàn)時，對于每一個具體的知識庫管理操作，都將其分為三層調(diào)用形式來實現(xiàn)，各層函數(shù)完成的功能不同。這樣，當(dāng)因功能或需求的改變而使知識庫管理層的功能發(fā)生變動時，或者由于底層的數(shù)據(jù)操作發(fā)生變化時，如添加數(shù)據(jù)項、選用另一種數(shù)據(jù)庫等，它都只影響本層的操作，而其它層不必做修改3.4 知識庫的存儲工藝數(shù)據(jù)指在工藝設(shè)計過程中所使用、產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)性質(zhì)來看，它包括靜態(tài)和動態(tài)兩種類型。靜態(tài)工藝數(shù)據(jù)主要涉及到支持工藝規(guī)劃的相關(guān)信息，其可對鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書21應(yīng)于工藝設(shè)計手冊和已規(guī)范化的工藝規(guī)程等。靜態(tài)工藝數(shù)據(jù)一般由加工材料數(shù)據(jù)、加工數(shù)據(jù)、機床數(shù)據(jù)、刀具數(shù)據(jù)、量夾具數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程數(shù)據(jù)、成組分類特征數(shù)據(jù)等組成，且常采用表格、線圈、公式、圖形及格式化文本等形式表示。動態(tài)工藝數(shù)據(jù)則主要指在工藝規(guī)劃過程中產(chǎn)生的相關(guān)信息，其由大量的中間過程數(shù)據(jù)、零件圖形數(shù)據(jù)、工序圖形數(shù)據(jù)、最終工藝規(guī)程、NC 代碼等組成。 從工藝規(guī)劃的方式來看，工藝數(shù)據(jù)又可劃分成支持檢索式、派生式、創(chuàng)式 CAPP的工藝數(shù)據(jù)。但不管是用于何種形式的 CAPP系統(tǒng)，相應(yīng)的工藝數(shù)據(jù)不外乎是上述靜態(tài)與動態(tài)數(shù)據(jù)的不同組合。在確定了知識，經(jīng)驗的表達方式后，知識庫的建立實際上就是數(shù)據(jù)庫的建立。在實際的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中就是不同的表的建立和關(guān)聯(lián)。根據(jù)知識庫的具體內(nèi)容，建立不同的字段，賦予不同的屬性。知識描述的方法和結(jié)構(gòu)決定了知識庫的完整性和維護性。在 CAPP系統(tǒng)中知識庫的設(shè)計和建立，它占有重要的地位，由于知識庫中存貯著大量 CAM方面的書本知識和制造專家豐富的經(jīng)驗知識。如何將己獲得的知識轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)倪壿嫿Y(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，存貯在計算機內(nèi)是知識庫設(shè)計和建立的主要任務(wù)，另外，在知識庫的設(shè)計中必須考慮如何進行知識獲取和更新如何方便地利用知識進行推理。知識庫主要包括設(shè)備知識庫、加工參數(shù)知識庫、加工方法知識庫、典型工藝知識庫和技術(shù)參數(shù)查詢等知識庫，知識庫以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，每部分由多個表來表示，可方便地增加、刪除、修改和查詢表中的數(shù)據(jù)。知識庫發(fā)展的目標(biāo)是建立大型、易維護和可重用的知識庫系統(tǒng)。實際研究表明：知識庫盡管完全達到預(yù)定目標(biāo)但還有很多問題需要解決，但這些目標(biāo)正在通過知識的分層、方法庫的引入、本體的建立、建模工具的開發(fā)以及知識交換標(biāo)準(zhǔn)的完善而逐步得到實現(xiàn)。綜觀整個知識庫系統(tǒng)建模框架的發(fā)展過程，知識庫系統(tǒng)的開發(fā)將會向以所求解任務(wù)為目標(biāo)的知識庫組件智能拼裝的方向發(fā)展，整個開發(fā)過程將逐步實現(xiàn)自動化，這將有賴于組件化技術(shù)和智能代理技術(shù)的進一步發(fā)展。建立知識庫系統(tǒng)的最終目標(biāo)就是以 Internet為基礎(chǔ)實現(xiàn)一個巨大的、虛擬的、分布式的知識倉庫，它能夠利用散布在 Internet上的所有知識幫助使用者解決所提出的問題。知識庫系統(tǒng)與下一代Internet的結(jié)合將促成知識化網(wǎng)絡(luò)新時代的早日到來。 蓋套類零件知識庫及工藝模板的研究224 蓋套類零件工藝模板的設(shè)計與開發(fā)本次設(shè)計就是利用上一章節(jié)的知識來完成的。設(shè)計中建立了蓋套零件的工藝設(shè)計模板，再輔以典型的蓋套零件的加工工藝過程作參考。本設(shè)計還建立了詳細的工藝知識庫。企業(yè)在應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)實際情況來修改數(shù)據(jù)庫，或根據(jù)本企業(yè)的工藝習(xí)慣來建立新的工藝過程庫，以求得到最佳的工藝和工序安排。4.1 工藝模板的特點蓋套類零件工藝模板的關(guān)鍵是建立完備優(yōu)越的蓋套零件知識庫系統(tǒng)，而知識庫則是由一系列的事實和規(guī)則組成，知識不但要在知識庫中簡潔地表達，而且要便于使用和重構(gòu)。由于 CAPP系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，以及結(jié)論與結(jié)果之間的錯綜復(fù)雜關(guān)系，知識的表達方式仍是目前研究重點。CAPP 系統(tǒng)的核心是工藝知識 (工藝決策規(guī)則 ) ，知識是決定系統(tǒng)性能是否實用的主要因素。系統(tǒng)采用基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的知識表達方式，知識以表的形式存放，規(guī)則以表中記錄的形式表達。由于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫具備很好的數(shù)據(jù)管理功能及標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，,從而可以保證 CAPP系統(tǒng)有較好的可移植性和可重構(gòu)性。系統(tǒng)中工藝知識主要由兩個知識庫組成：形面加工鏈規(guī)則庫和零件整體加工工藝規(guī)則庫。零件整體加工工藝規(guī)則是以成組技術(shù)為指導(dǎo)，從零件的整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，按零件組建立工藝集，也就是在零件整體特征編碼的基礎(chǔ)上將每組零件的主要加緊工階段進行有序地排列集合在一起，形成若干條加工鏈。每個鏈就是一類零件的加工過程規(guī)則，該規(guī)則在數(shù)據(jù)庫中同樣以表中記錄的形式存放，記錄的前幾個字段存放分組代碼，后面字段存儲本族零件整體加工各階段的主要工序內(nèi)容，各個形面的加工工序內(nèi)容不需存放，是在工藝設(shè)計時通過形面加工知識庫創(chuàng)成生成。由于在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中可方便的實現(xiàn)對記錄的修改及記錄的添加或插入，因此系統(tǒng)在使用過程中可以對知識庫進行動態(tài)的修改和維護，調(diào)整相關(guān)內(nèi)容或擴充新的規(guī)則，從而為系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)功能的實現(xiàn)提供了條件，保證系統(tǒng)有廣泛的適應(yīng)性。工藝設(shè)計需要產(chǎn)品的大量原始數(shù)據(jù),我們應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)建立有關(guān)大量的數(shù)據(jù)，鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書23包括產(chǎn)品基本數(shù)據(jù)庫材料庫、工裝庫、設(shè)備庫、工種車間庫、工時定額庫、典型工步庫等，這些數(shù)據(jù)庫為 CAPP系統(tǒng)提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并由此生成或派生出其他數(shù)據(jù)庫，如典型工藝庫、產(chǎn)品工藝庫、材料明細庫、生產(chǎn)進度表等。具體的建庫要求如下：1 基于企業(yè)網(wǎng)絡(luò),建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫；2 面向企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),所有工藝數(shù)據(jù)為其它 CAX系統(tǒng)和 MIS系統(tǒng)所共享；3 在工序安排上實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。應(yīng)用成組技術(shù)，根據(jù)零部件結(jié)構(gòu)的相似性，自動查找典型工藝庫中合適的典型工藝，得到產(chǎn)品工藝的模板；4 每一工序的工步內(nèi)容 ,如工序內(nèi)容說明、加工設(shè)備、車間、工裝等，根據(jù)加工方式與工藝參數(shù)，自動決策并填充，定額工時自動計算。修改工步內(nèi)容中的有關(guān)參數(shù)時，系統(tǒng)能自動得到相似結(jié)構(gòu)產(chǎn)品新的工序內(nèi)容和新的定額工時在機械加工中，每一種零件都有幾種加工工藝方法與之相對應(yīng)，根據(jù)生產(chǎn)的規(guī)模、零件的整體形狀和輪廓尺寸、制造資源等條件，針對每一特征的加工精度、表面粗糙度以及不同材料選擇和不同加工方法。這些加工方法具有一定的排列規(guī)律，呈現(xiàn)為一種樹狀結(jié)構(gòu)。它是一種由節(jié)點和分支構(gòu)成的圖，用來描述和處理“條件”和“動作”之間的關(guān)系。節(jié)點有根節(jié)點、中節(jié)點和終節(jié)點之分。它表示一次測試或一個動作，最后擬采取的動作一般放在終節(jié)點上。樹的每一個節(jié)點應(yīng)是一個特征的某一個加工工序，而每一分支則是一個特征有可能采取的加工方法。例如粗加工位于樹的根部，精加工位于樹的多分支的冠部。從精加工的樹冠追溯到粗加工的樹根部是一個反向推理過程，每一個推理過程的結(jié)果形成了從樹根到樹冠的特征加工鏈。如圖為外圓特征加工決策樹，把決策樹中的某些節(jié)點作為模糊推理中的推理選擇項，采用反向設(shè)計法，即先選定該特征的最終加工方法，然后從后向前逐步選擇相應(yīng)預(yù)備工序，經(jīng)過各個樹杈節(jié)點，回溯到樹的根部，最后形成該特征的加工工藝鏈。加工特征決策樹是工藝知識的一部分，用來進行工工藝推理。（圖 4-1）蓋套類零件知識庫及工藝模板的研究24特 征 代 號 (樹 根 ）粗 車 IT7Ra25-1.半 精 車 63熱 處 理粗 磨 408精 磨超 精 加 工 精 車半 精 磨精 磨研 磨圖 4-1 外圓特征加工決策樹4.2 工藝模板的建立 知識庫由一系列的事實和規(guī)則組成，知識不但要在知識庫中簡潔地表達，而且要便于使用和重構(gòu)。由于 CAPP系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，以及結(jié)論與結(jié)果之間的錯綜復(fù)雜關(guān)系，知識的表達方式仍是目前研究重點。CAPP 系統(tǒng)的核心是工藝知識 (工藝決策規(guī)則 ) ，知識是決定系統(tǒng)性能是否實用的主要因素。系統(tǒng)采用基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的知識表達方式，知識以表的形式存放，規(guī)則以表中記錄的形式表達。由于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫具備很好的數(shù)據(jù)管理功能及標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，,從而可以保證 CAPP系統(tǒng)有較好的可移植性和可重構(gòu)性。系統(tǒng)中工藝知識主要由兩個知識庫組成：形面加工鏈規(guī)則庫和零件整體加工工藝規(guī)則庫。零件整體加工工藝規(guī)則是以成組技術(shù)為指導(dǎo)，從零件的整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，按零件組建立工藝集，也就是在零件整體特征編碼的基礎(chǔ)上將每組零件的主要加緊工階段進行有序地排列集合在一起，形成若干條加工鏈。每個鏈就是一類零件的加工過程規(guī)則，該規(guī)則在數(shù)據(jù)庫中同樣以表中記錄的形式存放，記錄的前幾個字段存放分組代碼，后面字段存儲本族零件整體加工各階段的主要工序內(nèi)容，各個形面的加工工序內(nèi)容不需存放，是在工藝設(shè)計時通過形面加工知識庫創(chuàng)成生成。鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書25基于特征的 CAPP系統(tǒng)為實現(xiàn) CAD/CAM的信息共享奠定了基礎(chǔ)。蓋套類零件的工藝特點首先是它的形面特征并不是很多，在基于特征的零件信息描述中可以把它分為主特征：外圓表面面、端面、內(nèi)孔表面等；輔助特征有：鍵槽、小平面、花鍵、螺栓等。另外，蓋套類零件的加工所使用的機床不是太多，但并不市不復(fù)雜，其材料及熱處理種類也不多。再者，它的尺寸特征如尺寸精度、形位公差、表面質(zhì)量也要求在不同的使用場合也各不相同。本文在基于特征的零件信息描述的基礎(chǔ)上，探討了蓋套類零件的工藝過程的決策原則，并依據(jù)決策樹的原理生成特征加工方法，以反向設(shè)計法形成該特征的整個加工過程即加工鍵。零 件 信 息 獲 取拼 和零 件圖 毛 坯選 擇及 毛坯 圖 特 征加 工鏈 的形 成 工 序合 成及 工序 路線 工 步內(nèi) 容整 理及 細化 工 序圖 自動 生成 工 藝文 件管 理器圖 4-2 總體結(jié)構(gòu)圖工藝模板可以用 計算機語言編制而成的，通過鏈接數(shù)據(jù)庫，可調(diào)用已有的工藝過程作參考，亦可以通過界面的下拉框來選取工藝過程制定所需的工序名稱、工序內(nèi)容、機床及其型號、工藝裝備等。而且這些下拉框都連接著數(shù)據(jù)庫，可以通過對數(shù)據(jù)庫的維護來修改、添加，達到符合企業(yè)的現(xiàn)有生產(chǎn)現(xiàn)狀。工藝模板的建立，是嚴(yán)格按照國標(biāo)中工藝過程卡來布局整個界面的，這樣可給用戶一個熟悉且清晰的第一印象，一個感性的認(rèn)識。提供給用戶的 7份工藝工程卡和 12張工序卡是在實際中已取得實效的，企業(yè)可以借鑒編輯修改成自己所需的內(nèi)容，運用于生產(chǎn)中。前面討論的是單一特征加工鏈的生成，實際生產(chǎn)中要把不同特征拼合成一個零件，也就是最終要排出一個完整零件的加工工藝過程。在工藝路線的安排中，先安排零件主特征的加工順序，即調(diào)用推理機制中形成關(guān)系矩陣的決策知識以形成工藝路線的主干，然后依次插入輔助形狀特征的加工工序，再考慮熱處理、檢驗、清洗等附加工序，最終構(gòu)成完整的工藝路線。這種以約束驅(qū)動的逐步擴充的方法更適于工藝設(shè)計人員的設(shè)計思路，有利于工序的優(yōu)化設(shè)計及先主后次原則的展開。 各工序加工參數(shù)的確定包括各工序的加工余量、工序尺寸與公差及毛坯尺寸等。蓋套類零件知識庫及工藝模板的研究26其中工序尺寸采用反向推理，通過查詢工藝數(shù)據(jù)庫中的加工余量計算求出；毛坯尺寸由計算加工余量的增減確定。工序尺寸公差的自動標(biāo)注附以交互式完成。4.3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計及運行基于 PDM平臺的 CAPP可以充分利用 PDM的強大功能，實現(xiàn)工藝設(shè)計過程控制和并行工程。在國內(nèi)許多 CIMS工程中，越來越多的企業(yè)開始選擇商用 PDM軟件作為CIMS的集成平臺和并行工程的使用環(huán)境，開發(fā)基于 PDM的 CAPP系統(tǒng)必將成為一個發(fā)展趨勢。該軟件前臺開發(fā)用 delphi7.0 ，數(shù)據(jù)庫用的是 SQL2000，符合畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的要求，本軟件具備以下幾種功能：１． 可以對針對零件所進行的工序以及毛坯的特征來自動選擇機床的名稱和型號。２． 可以根據(jù)型面的名稱，尺寸精度，粗糙度來自動確定加工路線（注意：所輸入的數(shù)據(jù)必須要有根據(jù)否則系統(tǒng)回不響應(yīng)）３． 本系統(tǒng)還列出了蓋套類特征零件的加工工序，使得工藝人員能夠得以參考。４． 在本系統(tǒng)的系統(tǒng)管理模塊中用戶可以瀏覽數(shù)據(jù)庫，也可以在數(shù)據(jù)庫維護中添加和刪除數(shù)據(jù)，這樣使得該系統(tǒng)的可擴充性能大大提高，柔性也相對的提高。５． 當(dāng)用戶在使用方面遇到困難時可以打開幫助文件，這樣有助他來解決困難。６． 當(dāng)工藝文件編寫好之后，用戶可以選擇保存軟件和打印兩種方法來實現(xiàn)。編寫此測試報告的目的是為了保證基于 PDM的 CAPP系統(tǒng)的正常運行，所以要通過測試，來發(fā)現(xiàn)錯誤和異常情況，以保證程序在以后的運行過程中盡可能的少出現(xiàn)故障。作為畢業(yè)設(shè)計的課題協(xié)同規(guī)劃和開發(fā)， 以期能建立起基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的計算機輔助工藝過程規(guī)劃的實際應(yīng)用系統(tǒng)，投入到企業(yè)的實際應(yīng)用中。鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書27結(jié)論工藝設(shè)計受很多因素影響和制約。不同的產(chǎn)品類型、制造資源、工藝習(xí)慣、工藝方法、生產(chǎn)類型、生產(chǎn)組織及管理方式，都要影響到工藝設(shè)計，到目前為止還沒有一個通用性很強的 CAPP系