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| 大型锻件CAPP系统开发及应用研究 | |
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锻造在机加工行业中的地位十分重要，特别是大型锻件制造技术，是衡量一个国家工业实力的重要标志。工艺规程设计是机械制造生产过程中一项重要的技术准备工作，是产品从设计到制造的中心环节。长期以来，大型锻件锻造工艺规程主要依靠工艺人员手工进行编制，效率低、重复工作量大，规范性差。
随着CAD／CAM技术的不断发展，计算机辅助工艺设计(Computer Aided Process Planning，CAPP)作为两者之间的联系桥梁和纽带，是提高生产力、实现企业管理现代化的重要手段，大型锻件CAPP系统为减少工艺设计时间和设计费用，提高设计效率，降低对工艺设计人员的要求提供了一条良好途径。
从20世纪80年代开始，国内外对锻造CAPP系统开展了一系列应用开发研究，先后开发出冷锻工艺设计专家系统，钣金冲压工艺设计专家系统，模锻工艺设计系统，自由锻工艺设计系统等，为改变锻压工艺设计的落后面貌起到了积极的推动作用口。本文针对大锻件工艺设计的复杂性、特殊性，对大型锻件CAPP系统的关键技术进行了研究与分析，设计了锻造CAPP系统结构和模块功能，并分析了计算机辅助工艺设计系统在锻造工艺中的应用。
1 大型锻件CAPP系统开发关键技术研究
1．1 成组技术
成组技术是指建立在以相似性原理基础上合理组织生产技术准备和产品生产过程的一种方法，是将企业的多种产品、部件和零件，按照一定的相似性准则(如形状、结构、加工工艺等相似)分类编组，合理地组织生产各个环节的一种组织管理技术。锻造是一种通用性很强的工艺方法，他所锻出的锻件多种多样，形状各异。为了便于安排生产和编制工艺规范，需要运用成组技术对锻件进行分类。根据实际锻件的结构特点，将锻件分成了如下类别：法兰类、座类、直轴类、曲轴类、盘套类、块类、钩环类等。
锻件进行分类后，在系统软件实现时，对于同一类别锻件可采用相同的参数表达形式，以实现零件CAD信息的参数化输入。在系统中各个锻件类别都设定相应编码，系统通过这个编码来调用相应的模块代码。以实现该类锻件的工艺规程的编制。
1．2 专家系统技术
专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。专家系统通常是由知识库、推理机、知识获取部分和解释界面4个主要部分构成，其中知识库和推理机是专家系统的核心部分。大型锻件CAPP系统的建立离不开专家系统技术。大型锻件CAPP系统的知识库就是将锻造工艺手册和各种标准中的工艺信息以及工艺专家经验用数据库的形式表达出来，以被推理机随时调用。锻造CAPP系统的推理机是控制和协调整个专家系统工作的机构，它从知识库中提取基本数据，按照特定的推理策略和顺序，对这些原始数据进行加工处理，以获得最终工艺数据。
1．3 数据库技术
就锻造CAPP系统而言，数据库技术要解决的主要问题包括：如何从数据库中获取数据知识、如何对获取的数据知识进行修订、如何备份和恢复数据记录以及如何将数据信息汇总等。根据大型锻件锻造的实际情况，将数据库系统分为3个独立的子系统，即：工艺模板数据库系统、专家系统数据库系统和工艺文件数据库系统。工艺模板数据库用于存放工艺卡片模板信息，专家系统数据库存放的是各类工艺参数、判断条件等信息，工艺文件数据库用于存放工艺文件信息。
2 大型锻件CAPP系统结构
2．1 基本设计思路
锻造工艺的生成，是技术人员通过查询各种手册和标准获取基本数据信息，然后根据所掌握的经验公式及判断准则，进行分析和计算的一个复杂过程。CAPP系统的工作就是通过数据库技术将各种手册和标准转化成知识库，把技术人员长期积累的各类经验公式和判断准则，用数学的方式描述出来构成系统的推理机制。并把以上烦杂的过程通过程序的方法智能地实现。
大型锻件CAPP系统的体系结构和模块组成如图1所示。系统将实现如下的功能：产品输入与特征识别，零件工艺性分析，毛坯自动计算，工艺分析推理，工艺分析决策优化，自动化工艺卡文档生成等。
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