面向CAD-CAPP集成的零件信息描述方法的研究.docVIP

面向CAD/CAPP集成的零件信息描述方法的研究 宋爱平1,2， 张军2 (1.东南大学 机械工程系，南京,210096 ； 2.扬州大学 机械工程学院，扬州，225009) 摘要：零件信息的描述及其数据的处理过程是实现CAD/CAPP集成的关键。文中论述基于特征的零件信息描述方法，对于回转体零件以形体特征描述为主导，对于箱体零件以基于零件典型实例的特征形面描述为依据，从而为实现 CAD与CAPP的顺利集成奠定基础。本文在分析基于实例和特征的零件信息描述方法的基础上，结合具体的应用系统阐明该方法的应用过程。 关键词：形体特征，典型实例，集成，CAPP 中图分类号：TH163 1． 引言 CAPP接收零件信息的理想方式是CAPP与CAD集成，然而由于二者研究的侧重点不同，造成CAD与CAPP难以实现数据交换。对CAD系统而言，最重要的是“几何形状信息”，而在CAPP中最重要的是“加工信息”，零件信息要以加工特征为单位来标识。由于几何特征与加工特征之间存在较大区别，如何实现CAD与CAPP间的信息交换是实现CAPP与CAD集成的关键[1]。 零件信息的描述方法及其零件特征数据的处理是实现CAD/CAPP集成的关键[1]。为了实现 CAD与CAPP的集成，在本文中论述的方法是零件信息（几何信息和工艺信息）由输入子系统接收并转化为工艺设计系统能识别的代码形式，从而解决工艺生成所需的零件信息。在对不同类型零件的信息描述方面，回转体与非回转体采用不同的方式：回转体以零件加工单元（形体特征）分解法分段输入，根据各形体单元基于轴线的位置关系组成图形；非回转体形状复杂，无法仿效回转体以轴为基准将空间三维简化为二维，就运用成组技术原理，零件按相似性分组，分组建典型实例，由典型实例图形引导零件整体结构信息和各形面特征的输入。 2．回转体零件的信息描述与处理 2．1 形体特征分解 零件形体要素就是指零件上一个相对独立的单元功能体，它一般是由几个简单的形面构成[2]。为了方便地绘制零件图形，描述零件工艺信息，对于纷繁复杂的零件形式，首先从中归纳出为数不多的典型形体，再构造相应的形体绘图函数及形体特征描述函数。 在回转体零件中众多复杂的零件图形都是由有限的简单形体构成，相反，用几种简单的基本图形可以拼合成多种复杂的零件图形。但是在CAPP系统中图形的分解除了受零件信息输入方式的限制外，还要考虑别的因素： 零件图形的分解不仅考虑零件的几何形状，而且要顾及零件视图上各部分的功能，每块都应能构成一个相对独立的单元功能体； 零件图形的分解要避免零件信息的重复输入，但也不能有遗漏； 零件图形的分解还要考虑拼合处理过程尽量简单，编制程序容易实现。 如图1齿轮传动轴 图形可分解为下面六个单元功能体（形体）。 图1 齿轮传动轴形体分解 综合众多零件的形体特征，对于轴类零件归纳出如表1的形体特征图： 形体名称 简图 基本形面 柱体 ZM 柱面 内孔 倒角面 退刀槽 带键槽柱体 ZJ 柱面，内孔 倒角面 退刀槽 键槽 径向孔 带左过渡圆柱体 ZG 柱面，内孔 倒角面 退刀槽,键槽 过渡圆半径 径向孔 带右过渡圆柱体 ZY 柱面，内孔 倒角面 退刀槽，键槽 过渡圆半径 径向孔 左向锥体 VZ 柱面，内孔 倒角面 退刀槽 径向孔 锥度 右向锥体 VY 柱面，内孔 倒角面 退刀槽 径向孔 锥度 带螺纹柱体 ZL 柱面，内孔 倒角面 退刀槽 径向孔 螺纹面 带齿轮柱体 ZC 柱面，内孔 倒角面 退刀槽 径向孔 齿轮 带花键柱体 ZH 柱面，内孔 倒角面 退刀槽 径向孔 花键 带蜗杆柱体 ZW 柱面，内孔 倒角面 退刀槽 径向孔 蜗杆 表1 轴类零件的形体特征 2．2 零件形体特征描述及零件图形的绘制 针对上面描述的轴类零件的特征形体，需逐一编制相应的形体特征描述程序及零件图形的绘制程序。本系统在开发过程中选择了目前应用广泛的AutoCAD作为绘图环境，通过AutoLISP图形开发工具和DCL工具，编制形体特征描述及零件图形的绘制程序。图2是描述柱体特征的界面，所有描述数据将存储在零件特征数据文件中，用于零件图形的自动绘制和CAPP的工艺设计。 描述及绘制轴类零件的程序流程图如图3： 确定零件绘图比例和绘图基点 选择零件右端特征形体并输入其特征参数 将该段形体特征数据记录于零件特征数据文件中 绘制右端特征形体图形并标注尺寸