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1、计算机辅助工艺设计 CAPPCAPP系统设计系统设计1第七章第七章 CAPPCAPP系统设计系统设计7.1 CAPP7.1 CAPP系统设计步骤系统设计步骤7.2 7.2 基于派生原理的基于派生原理的CAPPCAPP系统设计系统设计7.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计7.4 7.4 箱体类零件半创成式箱体类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计7.5 CAPP7.5 CAPP系统的应用和维护系统的应用和维护27.1 CAPP7.1 CAPP系统设计步骤系统设计步骤7.1.1 7.1.1 概述概述 计算机应用软件按其程序量大小可划分为计算机应
2、用软件按其程序量大小可划分为小、中、大和特大规模几个等级。小、中、大和特大规模几个等级。 计算机发展的早期，软件开发被看作个人计算机发展的早期，软件开发被看作个人行为，随着规模的增加，出现了行为，随着规模的增加，出现了“软件危机软件危机”，表现为：质量难以保证，成本增长难以控制，表现为：质量难以保证，成本增长难以控制，开发进度难以控制和维护困难等。开发进度难以控制和维护困难等。37.1 CAPP7.1 CAPP系统设计步骤系统设计步骤 1968 1968年北约组织的一次学术讨论会上提出年北约组织的一次学术讨论会上提出“软件工程软件工程”的概念，即按工程化的原则和方的概念，即按工程化的原则和方法
3、来组织和规范软件开发过程。法来组织和规范软件开发过程。 “ “工程化工程化”的基本原则包括：的基本原则包括：分解分解：将复杂的、难操作的事物分解为较简单的、：将复杂的、难操作的事物分解为较简单的、易处理的事务，然后一一解决；易处理的事务，然后一一解决；计划计划：统筹安排要解决问题的时间、费用等，严格：统筹安排要解决问题的时间、费用等，严格按计划组织工程实施；按计划组织工程实施；规范规范：过程实施过程中，严格按照各种规范、技术：过程实施过程中，严格按照各种规范、技术文件进行。文件进行。47.1 CAPP7.1 CAPP系统设计步骤系统设计步骤软件工程的基本原则：软件工程的基本原则：划分软件生命周
4、期：在时间上进行分解，将软件开划分软件生命周期：在时间上进行分解，将软件开发过程分解为一系列的分阶段的任务；发过程分解为一系列的分阶段的任务；进行计划评审：严格按计划管理，坚持进行阶段评进行计划评审：严格按计划管理，坚持进行阶段评审；审；编制软件文档：字软件工程每一阶段都要编制完整、编制软件文档：字软件工程每一阶段都要编制完整、精确的文档。精确的文档。57.1 CAPP7.1 CAPP系统设计步骤系统设计步骤67.1 CAPP7.1 CAPP系统设计步骤系统设计步骤7.1.2 CAPP7.1.2 CAPP系统设计步骤系统设计步骤设计方法设计方法从上向下：从抽象到具体，即从用户从上向下：从抽象到
5、具体，即从用户需求到系统设计；需求到系统设计；从外向内：先设计人机界面及输出与从外向内：先设计人机界面及输出与接口，然后再设计系统内部程序结构。接口，然后再设计系统内部程序结构。设计步骤设计步骤需求分析：确定系统的设计目标，包需求分析：确定系统的设计目标，包括系统类型，工艺生成方式，工艺类型，括系统类型，工艺生成方式，工艺类型，集成方法，功能要求及其他特殊要求。集成方法，功能要求及其他特殊要求。77.1 CAPP7.1 CAPP系统设计步骤系统设计步骤工艺设计标准化：一般由用户完成，并整理成文档。工艺设计标准化：一般由用户完成，并整理成文档。总体设计总体设计系统结构设计：系统结构设计：B/SB
6、/S、C/SC/S或单机版；或单机版；针对功能需求，进行功能模块划分；针对功能需求，进行功能模块划分；绘制数据流图，设计各种数据在系统中的流向，清绘制数据流图，设计各种数据在系统中的流向，清楚的表达出模块的数据输入，及处理后的数据流向与楚的表达出模块的数据输入，及处理后的数据流向与最终输出。最终输出。详细设计详细设计对每个功能模块再进行模块划分；对每个功能模块再进行模块划分；画出各个子模块的逻辑框图；画出各个子模块的逻辑框图；按软件设计规范写出详细设计说明书；按软件设计规范写出详细设计说明书；87.1 CAPP7.1 CAPP系统设计步骤系统设计步骤硬件及软件的选择：硬件选择包括服务器、网络、
7、硬件及软件的选择：硬件选择包括服务器、网络、存储器的选择；软件选择包括开发工具、运行环境、存储器的选择；软件选择包括开发工具、运行环境、数据库等选择。数据库等选择。接口和输出设计：接口和输出设计：CAPPCAPP系统的人机界面和运行控制系统的人机界面和运行控制两个方面的设计。两个方面的设计。数据结构和数据库设计：在详细设计的基础上对个数据结构和数据库设计：在详细设计的基础上对个子模块（类）的数据结构进行设计并设计数据库。子模块（类）的数据结构进行设计并设计数据库。编制系统规格说明书编制系统规格说明书软件开发软件开发编制软件文档编制软件文档软件测试软件测试软件的使用及维护软件的使用及维护97.1
8、.3 CAPP7.1.3 CAPP系统的组成部分系统的组成部分人机交互界面工艺文件管理与输出工艺决策零件信息获取零件信息库工艺数据库知识库工 艺文件库107.2 7.2 基于派生原理的基于派生原理的CAPPCAPP系统设计系统设计7.2.1 7.2.1 派生式派生式CAPPCAPP系统的特点系统的特点基于派生原理生成工艺基于派生原理生成工艺基于局域网的基于局域网的C/SC/S结构结构7.2.2 7.2.2 系统设计开发的关键技术系统设计开发的关键技术零件的信息输入与分类编码零件的信息输入与分类编码通用数据平台下的数据管理通用数据平台下的数据管理工序图的绘制工序图的绘制117.3 7.3 回转类
9、零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计 以以GTGT代码为基础的半创成式代码为基础的半创成式CAPPCAPP系统沿用系统沿用派生式派生式CAPPCAPP的检索的检索- -编辑原理，在工艺生成和编编辑原理，在工艺生成和编辑时引入创成式的决策逻辑。辑时引入创成式的决策逻辑。7.3.1 7.3.1 零件分类编码零件分类编码 零件分类编码是系统描述零件、分类贵族零件分类编码是系统描述零件、分类贵族以及检索零件族复合工艺的基础。以及检索零件族复合工艺的基础。127.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计137.3 7.3 回转类零件半创成
10、式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计7.3.2 7.3.2 零件的分类归族零件的分类归族 制订分类标准制订分类标准7.3.3 7.3.3 复合工艺编制复合工艺编制 复合工艺的编制原则：复合工艺的编制原则：应保证零件族内任一零件都能达到图样规定的技术应保证零件族内任一零件都能达到图样规定的技术要求；要求；应使同一零件族的全部零件有统一的工艺路线；应使同一零件族的全部零件有统一的工艺路线；应符合工厂生产条件，并进行优化；应符合工厂生产条件，并进行优化；复合工艺采用的工序名称及其相关术语应规范化。复合工艺采用的工序名称及其相关术语应规范化。147.3 7.3 回转类零件半创成式回转类
11、零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计157.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计7.3.4 7.3.4 零件族的搜索和复合工艺的搜索零件族的搜索和复合工艺的搜索 零件族的搜索可以看作是把零件族矩阵与零件族的搜索可以看作是把零件族矩阵与一个给定的零件一个给定的零件GTGT码相匹配。码相匹配。167.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计177.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计7.3.5 7.3.5 零件特征表面信息描述零件特征表面信息描述 采用采用特征表面
12、描述法特征表面描述法，将回转类零件表面，将回转类零件表面分为主特征和辅助特征；分为主特征和辅助特征； 采用从左到右、先外采用从左到右、先外部后内部、先主特征后辅助特征的顺序组织零部后内部、先主特征后辅助特征的顺序组织零件特征信息。件特征信息。187.3.6 7.3.6 工艺的生成和编辑工艺的生成和编辑加工链表设计加工链表设计 根据特征表面描述法原理，将零件看出由各种特根据特征表面描述法原理，将零件看出由各种特征表明构成。每个特征表面要经过不同的加工工序达征表明构成。每个特征表面要经过不同的加工工序达到它的的加工要求。一个表面的加工工序序列可表示到它的的加工要求。一个表面的加工工序序列可表示为：
13、为： S=P S=P1 1,F,F1 1,P,P2 2,F,F2 2,P Pn n,F,Fn n 加工链加工链：根据零件特征表面的最终要求，依次选择加：根据零件特征表面的最终要求，依次选择加工特征表面的工序序列，形成该特征表明的加工链。工特征表面的工序序列，形成该特征表明的加工链。197.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计207.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计217.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计利用加工链进行工艺决策利用加工链进行工艺决策 根据生成
14、的零件特征表面加工链文件，对根据生成的零件特征表面加工链文件，对复合工艺文件的各主要工序进行匹配比较来编复合工艺文件的各主要工序进行匹配比较来编辑工艺，也就是根据输入的几何信息和工艺信辑工艺，也就是根据输入的几何信息和工艺信息，生成零件各特征表面的加工链，再根据加息，生成零件各特征表面的加工链，再根据加工链对复合工艺进行编辑。工链对复合工艺进行编辑。227.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计7.3.6 7.3.6 半创成式半创成式CAPPCAPP系统的工序设计系统的工序设计工步内容的生成和次序的编排工步内容的生成和次序的编排237.3 7.3 回转
15、类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计粗加工工步排序原则粗加工工步排序原则尽可能以最大背吃刀量进行加工，以减少走刀次数尽可能以最大背吃刀量进行加工，以减少走刀次数对外表面从直径最大或较大的台阶开始加工，以保对外表面从直径最大或较大的台阶开始加工，以保证工件的刚性证工件的刚性247.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计精加工工步排序原则精加工工步排序原则主特征工步顺序，采用轴向尺寸联系树来判断各主主特征工步顺序，采用轴向尺寸联系树来判断各主特征之间的相互关系特征之间的相互关系辅助特征按照顺序加工的原则辅助特征按照顺序加工的原则
16、257.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计267.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计277.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计287.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计工序尺寸计算工序尺寸计算方法方法：先按图纸要求，确定最终工序的尺寸及公差，：先按图纸要求，确定最终工序的尺寸及公差，再按选定的加工余量推算出前一步工序尺寸，公差则再按选定的加工余量推算出前一步工序尺寸，公差则按本工序加工方法的经济精度给出。按本工序
17、加工方法的经济精度给出。径向工序尺寸及公差的计算径向工序尺寸及公差的计算径向工序尺寸计算公式：径向工序尺寸计算公式：D D2 2=D=D11Z Z1 1式中式中D D2 2本道工序的尺寸本道工序的尺寸 D D1 1下道工序的尺寸下道工序的尺寸 Z Z1 1下道工序的余量，外圆加工取下道工序的余量，外圆加工取“+”+”号，内号，内孔加工取孔加工取“-”-”号号297.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计307.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计317.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPP
18、CAPP系统设计系统设计327.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计337.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计轴向工序尺寸及公差的计算轴向工序尺寸及公差的计算方法方法：把零件加工过程各有关工序的工序尺寸看成是：把零件加工过程各有关工序的工序尺寸看成是相联系的统一体，根据加工过程绘制各工序的工序尺相联系的统一体，根据加工过程绘制各工序的工序尺寸图表，然后按误差传递原理，由封闭环两端进行尺寸图表，然后按误差传递原理，由封闭环两端进行尺寸跟踪找出组成环，决定工序的平均加工余量和公差。寸跟踪找出组成环，决定工序的
19、平均加工余量和公差。347.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计357.3 7.3 回转类零件半创成式回转类零件半创成式CAPPCAPP系统设计系统设计工序图绘制工序图绘制交互式：在交互式：在CADCAD系统中应用零件设计结果进行交互式系统中应用零件设计结果进行交互式绘图绘图参数法参数法切削参数选择切削参数选择计算法：采用切削经验公式计算法：采用切削经验公式查表法：建立切削用量库查表法：建立切削用量库工时定额计算工时定额计算利用数学模型计算利用数学模型计算查表法查表法367.5 CAPP7.5 CAPP系统的应用和维护系统的应用和维护7.5.1 CA
20、PP7.5.1 CAPP系统开发应用过程简述系统开发应用过程简述初期开发应用初期开发应用正常使用正常使用版本更新版本更新377.5 CAPP7.5 CAPP系统的应用和维护系统的应用和维护7.5.2 CAPP7.5.2 CAPP系统的维护系统的维护概念：在概念：在CAPPCAPP系统开发完成之后，为了保证连系统开发完成之后，为了保证连续正常运用，满足用户对功能要求的增长和制续正常运用，满足用户对功能要求的增长和制造环境的变化，不断完善及更新版本的过程。造环境的变化，不断完善及更新版本的过程。CAPPCAPP系统维护工作内容系统维护工作内容CAPPCAPP、系统数据库内容的更新、系统数据库内容的更新工艺决策规则的修改工艺决策规则的修改系统功能增加和版本更新系统功能增加和版本更新系统运行情况信息的收集和反馈系统运行情况信息的收集和反馈387.5 CAPP7.5 CAPP系统的应用和维护系统的应用和维护39
