冷挤压系统数据库设计

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1、1.冷挤压 CAPP 系统结构及数据库设计1.1 数据库结构设计1.1.1 需求分析CAPP 系统作为辅助工艺设计的工具，其服务于生产实际使用，因此系统的开发必须基于实际生产中用户的需求。进行需求分析，收集和分析应用环境的需求应作为数据库设计的第一步。征对冷挤压 CAPP 系统，在实际生产中，用户的使用要求为：1）工艺决策自动化。用户只需对设计模型进行简单的描述，即描述挤压件的形状及尺寸，并可以选择给定一些限定条件，如材料，型材，设备等，然后由系统计算出相应的工艺参数，并给设计者提供一套可行的工艺方案。 2）整个系统设计结构化、模块化，系统具有高的灵活性、可扩展性和可维护性。体现以 CAPP

2、系统的工具化思想，提供用户实用、方便的辅助工具。3）实现工艺和零件材料等信息的自动化管理。用户可对每次设计的完整信息进行查询，同时实现对材料，设备等信息的检索和更新。4）设计进程的储存。用户使用系统进行设计，设计未完成而中途退出系统时，系统能够记住用户的设计进程，并能在下次启动系统时继续未完成的设计。对系统的功能要求可归纳为以下几个模块：1）新设计任务的建立。该模块应作为整个 CAPP 系统的核心模块，通过建立一次设计任务，并按用户的要求完成设计。2) 挤压件信息管理模块。系统对挤压件类型进行分类编码管理，同时对每次设计的挤压件及其尺寸进行管理。3）毛坯信息管理模块。对毛坯的形状及尺寸信息进行

3、分类管理。4）材料信息管理模块。在数据库中录入常用的工程材料的信息，用户可以对这些信息进行查询，同时实现新增材料的操作，用户可自己录入材料信息。5）设备信息管理模块。在数据库中录入常见的压力机设备信息，用户可以对这些信息进行查询，同时实现新增设备的操作，用户可自己录入新的设备信息，并用于设计中。6）模具信息管理模块。通过对模具的形状及特征进行分类管理，系统进行模具设计时能够快速找到挤压件所对应的模具，并能对计算出的模具尺寸进行标识，每组尺寸数据能够找到对应的模具类型。7）设计信息管理模块。系统每进行一次设计，将所有设计信息保存到数据库中，用户可以通过简单操作对这些设计信息进行检索，并从中读取有

4、利信息。8）设计进程管理模块。对未完成的设计记录进行整理，同时记住设计的进程页面。用户可以查找这些未完成的设计记录，并可以继续未完成的设计。1.1.2 概念设计数据库开发中概念设计的目标是产生反映全组织信息需求的整体数据库概念结构，描述概念结构的工具是 E-R 图。根据以上需求分析，明确冷挤压 CAPP系统数据库结构中各实体及其属性，并将各实体之间的联系展示如图 1 所示。图 1 系统 E-R 图毛坯尺寸毛坯形状挤压件形状挤压件尺寸挤压件信息毛坯信息计算设计工序数目工序顺序工序名称 挤压工序 模具 模具尺寸模具形状工艺参数设计单位挤压力挤压力变形程度挤压次数材料牌号材料性能材料信息计算设备信息

5、设备名称设备参数1.1.3 逻辑设计数据库逻辑设计的任务是将概念及结构设计阶段设计好的基本 E-R 图转换为特定的 DBMS（数据库管理系统）所支持的数据模型的过程。以概念设计为基础，细化实体属性及实体关系模型，对本次 CAPP 系统数据库进行逻辑设计，逻辑结构如表 1.3.1 所示。表 1.3.1 数据库逻辑结构数据类型 关系名 属性实体 挤压件形状 挤压件编号，类型，特征，图形，尺寸个数，预成形形状实体 挤压件尺寸 挤压件尺寸编号，挤压件编号，尺寸数据实体 毛坯形状 毛坯编号，图形，尺寸个数，对应凸、凹模类型实体 毛坯尺寸 毛坯尺寸编号，尺寸数据实体 材料牌号 材料牌号编号，材料类型，中国

6、牌号，美国牌号，日本牌号，俄国牌号，国际标准牌号实体 型材 型材编号，材料牌号编号，热处理方式，尺寸规格实体 材料性能 材料性能编号，材料牌号，热处理方式，抗拉强度，断面收缩率，许可镦粗率实体 设备 设备编号，设备型号，公称压力实体 模具形状 模具形状编号，特征，图形，尺寸个数实体 模具尺寸 模具尺寸编号，模具形状编号，尺寸数据实体 挤压道次 挤压道次编号，工序名称，工艺参数实体 工艺信息 设计编号，零件名称，零件用途，设计厂商，设计人，设计时间，挤压件编号，毛坯编号，材料编号，工序编号，设备编号，模具编号，工艺参数，工序，工艺评价，设计进程状态1 ：1 联系 计算 挤压件编号，挤压件尺寸编号

7、，毛坯编号，毛坯尺寸编号1 ：1 联系 设计 毛坯编号，毛坯尺寸编号，材料性能编号，设备编号，挤压工序编号1 ：1 联系 计算 毛坯形状编号，毛坯尺寸编号，材料性能编号，工艺信息编号1 ：1 联系 设计 挤压件编号，挤压件尺寸编号，毛坯尺寸编号，材料性能编号，设备编号，挤压道次编号，模具编号，模具尺寸编号，工艺信息编号1.1.4 物理设计在数据库的开发中，对于给定的逻辑数据模型选取一个最合适应用环境的物理结构的过程，即数据库的物理设计。物理设计的任务是为了有效地实现逻辑模式，确定所采取的存储策略。本文采用 Access 关系型数据库实现物理设计，通过对逻辑模式的详细分析，并结合 Access

8、数据库的数据特征，将冷挤压CAPP 数据库各数据表整理如下：1）挤压件形状表。在生产实际中，为了根据冷挤压的形状和尺寸合理决定变形工序，通常按照冷挤压件的主轴线尺寸的特征及轮廓形状将冷挤压件分为七个类别。同理，在数据库中对常见的挤压件进行编码分类，包括阶梯轴类、套筒类、凸缘类、盘形类、锥形类、枝芽类以及齿轮或花键类。向下又包含具体特征，如单向台阶多阶，不通孔直孔，中间带凸缘等等。属性表见表1.4.1。 表 1.4.1 挤压件形状表字段名称 数据类型 字段说明ID 短整型 主键，作为每一种挤压件的唯一标识挤压件类型 字符型 挤压件所属类型，如阶梯轴类 挤压件特征 字符型 挤压件的具体特征，如单向

9、台阶单阶挤压件图形 二进制型 描绘挤压件的形状及尺寸标注的图形尺寸个数 短整型 该挤压件的尺寸个数，方便挤压件尺寸的读取预成形 1 编号 短整型 该类挤压件在挤压过中可能存在的第一道中间工序的形状，为便于分类管理，将预成形归为毛坯，预成形编号及毛坯类型编号预成形 2 编号 短整型 （同上）2）挤压件尺寸表。挤压件尺寸与挤压件形状同作为挤压件的属性，而尺寸数据是通过用户给定，与每一个挤压件一一对应，即一个挤压件对应一组尺寸数据，通过尺寸数据编号关联。属性表见表 1.4.2。表 1.4.2 挤压件尺寸表字段名称 数据类型 字段说明ID 短整型 主键，尺寸编号，作为每一组挤压件尺寸的唯一标识挤压件编

10、号 短整型 对应挤压件形状表中的 ID，作为该组尺寸数据所对应的挤压件形状的关联标识 尺寸 L1 单精度型 尺寸组中的第一个尺寸，为方便各类型挤压件统一使用，尺寸通通以“尺寸 Ln”表示，而不用“D,H”等尺寸 L2 单精度型 尺寸组中的第二个尺寸3）毛坯形状表。系统中为方便对数据的管理，提出将挤压件最终成形前段所有形状拟为毛坯形状，不再具体区分原料，毛坯，预成形形状。毛坯形状表与挤压件形状表类似，如表 1.4.3 所示。表 1.4.3 毛坯形状表字段名称 数据类型 字段说明ID 短整型 主键，作为每一组挤压件尺寸的唯一标识毛坯图形 二进制 描绘毛坯的形状及尺寸标注的图形尺寸个数 短整型 该毛

11、坯的尺寸个数，方便毛坯尺寸的提取凸模编号 短整型 成形该毛坯（征对预成形）所需凸模类型的编号，指向模具形状库中的 ID。凹模编号 短整型 成形该毛坯（征对预成形）所需凹模类型的编号，指向模具形状库中的 ID。 4）毛坯尺寸表。同挤压件尺寸一样，毛坯尺寸与毛坯形状同作为毛坯的属性，但毛坯尺寸数据都是通过系统计算所得，其属性如表 1.4.4 所示。表 1.4.4 毛坯尺寸表字段名称 数据类型 字段说明ID 短整型 主键，作为每一组毛坯尺寸数据的唯一标识毛坯编号 短整型 对应毛坯形状表中的 ID，作为该组尺寸数据所对应的毛坯形状的关联标识 尺寸 L1 单精度型 尺寸组中的第一个尺寸尺寸 L2 单精度

12、型 尺寸组中的第二个尺寸5）材料牌号表。由于同种材料的各国牌号不同，用户的使用习惯也不一样，建立材料牌号库有利于用户的查询、使用，材料牌号表见表 1.4.5。表 1.4.5 材料牌号表字段名称 数据类型 字段说明ID 短整型 主键，每种材料的标识材料类型 字符型 对材料性能及应用的简单描述，如碳素结构钢中国牌号 字符型 中国牌号（GB） ，如 45国际标准牌号 字符型 国际牌号（ISO） ，如 C45E4日本牌号 字符型 日本牌号（JIS） ，如 S45C俄罗斯牌号 字符型 俄国牌号（OCT） ，如 Ct3c美国牌号 字符型 美国牌号（ASTM） ，如 1045欧盟牌号 字符型 欧盟牌号（EN） ，如 C45E6）材料性能表。对于同种材料，不同热处理状态下，抗拉强度、屈服强度等性能各不相同，而系统为了计算机压力，变形程度，计算工序数目等都会使用到一定热处理状态下材料的相关性能。材料性能表的建立便以此为参照，其属性可参见表 1.4.6.表 1.4.6 材料性能表字段名称 数据类型 字段说明ID 短整型 主键，每种材料对应某种热处理状态时材料性能的查询标识材料牌号 字符型 材料的标识，以中国牌号（GB）表示热处理类型 字符型 材料的常用热处理方式，如退火热处理工艺信息 字符型 对材料标准热处理方法的简单描述，如对 40 号钢退火处理的工艺信息为：温度 840