《箱体类零件工艺分析及知识库研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《箱体类零件工艺分析及知识库研究（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、盐城工学院毕业设计说明书1 0 引引 言言在整个生产过程中，工艺工作贯穿其中。工艺设计工作不仅涉及到企业的生产类型、产品结构、工艺装备、生产技术水平等，甚至还要受到工艺人员实际经验和生产管理体制的制约，其中的任何一个因素发生变化，都可能导致工艺设计方案的变化。因此说工艺设计是企业生产活动中最活跃的因素，工艺设计对其使用环境的依赖就必然导致工艺设计的动态性和经验性。随着计算机在制造型企业中的应用，通过计算机进行工艺的辅助设计已成为可能， CAPP 的应用将为提高工艺文件的质量，缩短生产准备周期，并为广大工艺人员从繁琐、重复的劳动中解放出来提供一条切实可行的途径。应用计算机辅助工艺设计的必要性已被
2、越来越多的企业所认识，选取一个适宜本企业生产及管理环境的CAPP 系统不但能充分发挥计算机辅助工艺设计的优越性，更能为企业数据信息的集成及管理打下良好的基础。 CAPP 的开发、研制是从 60 年代末开始的，在制造自动化领域，CAPP 的发展是最迟的部分。世界上最早研究 CAPP 的国家是挪威，始于 1969 年，并于同年正式推出世界上第一个 CAPP 系统 AUTOPROS；1973 年正式推出商品化的 AUTOPROS系统。在 CAPP 发展史上具有里程碑意义的是于 1976 年推出的 CAMS Automated Process Planning 系统。取其字首的第一个字母，称为 CAP
3、P 系统。目前对 CAPP 这个缩写法虽然还有不同的解释，但把 CAPP 称为计算机辅助工艺设计已经成为公认的释义。我国对 CAPP 的研究始于 80 年代初，迄今为止，在国内学术会议、刊物上发表的 CAPP 系统已有 50 多个，但被工厂、企业正式应用的系统只是少数，真正形成商品化的 CAPP 系统还不多。手工进行工艺设计时，通常要经过如下过程：1根据产品图纸，分析产品零件的结构特点以及技术要求；2了解产品生产的纲领及批量；3进行工艺决策，确定加工方法和工艺路线；4按企业的实际情况，具体确定机床设备、切削用量、工艺装备以及工时定额；5按规定格式生成正式工艺规程。计算机辅助工艺设计的基本原理正
4、是基于人工设计的过程及需要解决的问题而提出的。首先，产品零件的数据信息应能利用，并建立零件信息的数据库；其次，工艺人员的工艺经验、工艺知识能够得到充分的利用和共享；第三，制造资源、工艺参数等以适当的形式建立制造资源和工艺参数库；第四，充分利用标准（典型）工艺生成新的工艺文件。 箱体类零件知识库及工艺模板的研究21 开展箱体类零件工艺分析及知识库研究开展箱体类零件工艺分析及知识库研究1.1 开展箱体类零件工艺分析及知识库研究的意义开展箱体类零件工艺分析及知识库研究的意义目前，国内计算机辅助工艺设计的应用还处于推广阶段。由于计算机在企业中的应用，尤其是在生产工程中的应用还刚刚起步，很多企业还是空白
5、 ,因此对 CAPP应用开发还应解决以下几个问题 :1 .企业需要安装简便、人机界面友好的 CAPP 系统。操作复杂 ,数据准备和系统调试时间长，需要大量培训才能使用的 CAPP 系统很难让用户接受。2 .实用性强的 CAPP 系统。操作使用应符合工艺设计人员的工艺设计习惯，使之能迅速掌握。这样 CAPP 系统才在企业中能得以推广。3 .开放性好的 CAPP。由于制造环境的多样和复杂，好的 CAPP 系统应当满足：提供用户可以构造适合于本企业制造环境的 CAPP 平台系统；当用户实际的经验与系统的解答不一致时，系统的推理和决策方法能方便的被用户修改。4.柔性。企业欢迎的 CAPP 系统应具有较
6、好的柔性，能适应企业不同的产品和生产要求，能满足不同的经营目标和生产计划方案。5.能满足集成要求。集成化发展是现代制造业的发展趋势，更是 CAPP 系统的发展趋势，因此目前应用 CAPP 应注意 CAPP 系统的底层数据结构能否满足集成要求。6. CAPP 系统要考虑国内企业的管理模式。1.2 国内外箱体零件知识库及工艺模板的研究情况国内外箱体零件知识库及工艺模板的研究情况计算机辅助工艺设计 CAPP(Computer aided process planning)的研究迄今已有 3 0 多年的历史，早期 CAPP 系统采用派生式方法 (Variantapproach)，基于成组技术原理进行工
7、艺设计，系统柔性差。近年来大多数工艺设计系统研究基于创成式方法 (Generativeapproach)进行工艺设计，基于人工智能方法，如：专家系统，开发创成式 CAPP 系统。国内外在 CAPP 方面也做了大量的研究工作，并取得很大的进展。传统的 CAPP 系统大都采用批处理方式进行， CAPP 系统的输入常常是一个零件的完整设计，即零件设计完成后，才能进行工艺设计，不能实时提供产品设计的修改反馈信息，不能及时指导产品设计。并行工程强调 CAD/ CAPP 双向 (Two-way)集成， CAD 为 CAPP 提供丰富产品信息，同时 CAPP 在设计阶段，通过基于产品功能、可制造性、可装配性
8、、工艺时间和成本，来评价各种设计特征，又为设计者提供各种设计修改的反馈信息，即 CAPP 可用来指导和改进产品设计，而且希望 CAPP 对设计的反馈信息是实时交互进行，从而尽早发现问题和解决问题，来指导产品设计，实现 CAD/ CAPP 的实时并行。但目前能指导产品设计的 CAPP 系统正盐城工学院毕业设计说明书3 处于研究的初期阶段。国内对面向并行工程的 CAPP 技术进行了初步研究，为了更具实用性和灵活性，CAPP 技术也不断向前发展，它的发展趋势如下：1.集成化。 计算机集成制造是现代制造业的发展趋势，作为集成系统中的一个单元技术，CAPP 系统集成化也是必然的发展方向。在并行工程思想的
9、指导下实现 CADCAPPCAM 的全面集成，进一步地发挥 CAPP 在整个生产活动中的信息中枢和功能调节作用，这包括：与产品设计实现双向的信息交换与传送；与生产计划调度系统实现有效集成；与质量控制系统建立内在联系。2 .工具化。 开发应用面广、适应性强的 CAPP 系统，即大力发展工具型CAPP 系统。3 .智能化。 CAPP 系统必将在获取、表达和处理各种知识的灵活性和有效性上有进一步的发展。为了能使 CAPP 系统在企业中更好地推广应用，CAPP 系统应提供更好的开发模式。传统专用型 CAPP 系统虽然针对性强，但由于开发周期长，缺乏商品化的标准模块，适应性差，已经很难适应企业的产品类型
10、、工艺方法和制造环境的发展和变化。而应用面广、适应性强的平台型 (工具式 ) CAPP 系统，已经成为开发和应用的趋势。平台型系统把系统的功能分解成一个个相对独立的工具，用户可以通过友好的用户界面根据本企业的情况输入数据和知识，针对不同的应用环境，形成面向特定的制造环境和工艺习惯的具体的系统。也可以将开发平台提供给用户，使用户可以进行系统的二次开发，在开发平台上构造符合用户需要的 CAPP 系统。从理论上讲 ,它可以适应各种应用环境，具有较好的通用性和柔性；而且由于还具有二次开发能力，能适应企业内部发生的较大的变化。1.3 课题来源及主要研究内容课题来源及主要研究内容查阅国内外系统 ,从其结构
11、的实质上看 ,基本上由加工信息输入、工艺过程生成、工艺结果输出及系统管理等几个部分组成。工艺设计是指产品（零件）的设计转换为对原材料加工成产品所需的一系列加工动作和资源需求的描述。在CIMS 环境下，CAPP 成为把对产品本身进行定义的数据转换为面向制造的数据的一个关键性环节。在 CIMS 出现之前，CAPP 作为一种孤岛式的自动化系统，其开发技术在国内外均取得很大的进展，但商业化的 CAPP 软件还为数不多。从目前国内的商品软件（OIR 系统）看，实际上主要是 GT 分析和分类工具。在国内，虽然有众多的高校、研究所和工厂在成组技术研究和 CAPP 计算机软件开发方面做了大量工作，尤其是对标准
12、化、系列化方面，其中不乏成功的，但这些系统的使用化程度仍不高。一方面，CAPP 系统需借助于人工输入零件信息，效率低；另一方面，由于 CAPP 系统是根据某一工厂制造环境而研制的，这就给 CAPP 系统的推广带来困难。上面的这一切导致了本课题研究的可行性。箱体类零件知识库及工艺模板的研究4本课题是研究箱体类零件的工艺分析及知识库的建立，该知识库主要提供CAPP 系统中箱体类零件工艺设计所需的工艺决策规划、机床、刀具、量具等信息资源。CAPP 的决策和推理都是围绕运用知识库中存储的知识进行匹配、约束等操作，从而得到新零件的工艺规程。本设计可以根据企业的工艺现状，对箱体类零件进行工艺分析（零件结构
13、特点、技术要求、材料、毛坯；定位基准的选择；特征表面加工方法的选择；工序划分与安排；热处理工序安排、机床与工艺装备的选择；典型零件的工艺路线） ，寻找工艺设计的规律，建立知识框架模型，确定工艺知识的表示结构，根据所确定的工艺结构录入知识。工艺知识的存放采用 SQL Server2000，前台开发采用 Delphi 6.0。本设计具有规范化和标准化的工艺术语、工艺知识、工艺参数等，具有友好的人机工作界面，便于用户对工艺知识的获取、管理和维护。 本设计是根据企业的工艺现状，对减速器的箱体进行工艺分析，并规范化，标准化。为了更好地了解箱体类零件的工艺过程，还进行了单级减速器用于带式运输的传动装置的设
14、计，并建立了箱体类零件知识库与工艺模板。盐城工学院毕业设计说明书5 2 减速器的设计减速器的设计2.1 传动装置总体设计的分析与计算传动装置总体设计的分析与计算设计用于带式运输机的传动装置，其滚筒转速为 90r/min，减速器的输出功率为3.4kW。运输机连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载起动。减速器小批生产，使用年限 10 年，大修期 3 年，两班制工作，运输带容许速度误差 5%。2.1.1 选择电动机选择电动机1）选择电动机类型）选择电动机类型 按以知工作要求和条件选用 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。2） 确定电动机功率确定电动机功率工作装置所需功率按式=计算 w
15、pcp式中为滑块联轴器效率，=0.98，=3.4kW。代入上式得：ccp(kW)332. 398. 04 . 3cwpp电动机的输出功率按式 kW 计算w opp 式中为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率。由式；取带传动效率=0.96，滚动轴承效率=0.995，8 级crgb2 br齿轮传动（稀油润滑）效率=0.97，则g0.960.970.995 0.98=0.902故 （kW）7 . 390. 0327. 3w opp因载荷变化不大，电动机额定功率只需略大于 即可，按电动机技术数据mpop选用电动机的额定功率为 4kW。mp3） 确定电动机转速确定电动机转速推荐的各传动机构比范围：V 带传动
16、比范围=24，单级圆柱齿轮传动比范围bi箱体类零件知识库及工艺模板的研究6=35，则总传动比范围为=2345=620，可见电动机转速的可选范围为：gi i（620）90=540180 （r/min）wnin符合这一范围的同步转速有 750 r/min、1000 r/min 和 1500 r/min 三种。为了减少电动机的重量和价格，由表选择常用的同步转速为 1000 r/min 的 Y 系列电动机Y132M 6，其满载转速=960 r/min。1wn2.1.2 计算传动装置的总传动比和分配各级传动比计算传动装置的总传动比和分配各级传动比1）传动装置总传动比）传动装置总传动比10.9790960wm nni2）分配转动装置各级传动比）分配转动装置各级传动比由式，为使 V 带传动的外廓尺寸不至过大，取传动比=3，则齿轮传gbiiibi动比56. 3367.10bgiii2.1.3
