1引言

　　“拉削”加工的生產(chǎn)率、精度和表面質(zhì)量高，加工成本低，被廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)和其它一些難以加工的特型面的生產(chǎn)中。拉刀性能的優(yōu)劣，將直接影響加工效率、加工精度和表面質(zhì)量。目前，拉刀的機(jī)械加工工藝多以手工編制為主，這樣工藝設(shè)計(jì)的周期偏長(zhǎng)，無(wú)法快速響應(yīng)工藝的修改和設(shè)計(jì)，不便于工藝文件的信息化管理。因此，將計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)技術(shù)引入到拉刀的制造工藝可以提高工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量和一致性，大幅度縮短設(shè)計(jì)周期，提高工藝過程典型化程度和工裝利用率，減少了工藝文件的重復(fù)編寫，方便實(shí)現(xiàn)工藝文件輸出和計(jì)算機(jī)管理。

　　20世紀(jì)70年代初，我國(guó)CAPP在推廣應(yīng)用成組技術(shù)的基礎(chǔ)上開始，雖然起步較晚，但取得了很大的成績(jī)。由于工藝過程設(shè)計(jì)問題本身的特殊性，使其自動(dòng)化決策實(shí)現(xiàn)比較困難，無(wú)論是專家系統(tǒng)式還是傳統(tǒng)式的創(chuàng)成式系統(tǒng)，完全達(dá)到企業(yè)的需求非常困難。針對(duì)工藝手段比較單一的專業(yè)化企業(yè)，以一種結(jié)合企業(yè)工藝裝備實(shí)際的交互式提供一個(gè)工藝編制平臺(tái)的思路，開發(fā)專門化的CAPP產(chǎn)品或者在CAD軟件上增加編制工藝規(guī)程的模塊，協(xié)助或引導(dǎo)工藝人員進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，規(guī)范企業(yè)工藝行為，是解決和普及CAPP的有效途徑之一。

　　2 矩形花鍵拉刀CAPP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

　　2.1 矩形花鍵拉刀CAPP系統(tǒng)需求分析

　　成功的CAPP系統(tǒng)應(yīng)針對(duì)具體制造企業(yè)和制造環(huán)境進(jìn)行開發(fā)。矩形花鍵拉刀CAPP系統(tǒng)主要針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的矩形花鍵拉刀，零件的范圍不同，零件的復(fù)雜程度一般，因而不需要對(duì)零件進(jìn)行分類編碼。

　　本系統(tǒng)是一個(gè)交互式的計(jì)算機(jī)輔助工藝系統(tǒng)，零件工藝信息采用檢索現(xiàn)有的工藝模板進(jìn)行修改或者交互式輸入的方式獲取;工藝文件的輸出格式為solidworks的工程圖格式，可以直接打印、保存或直接調(diào)用;工藝數(shù)據(jù)內(nèi)容是嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，數(shù)據(jù)庫(kù)格式采用慨格式;工藝數(shù)據(jù)資源可以在“系統(tǒng)維護(hù)”子系統(tǒng)中直接輸入，也可以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)先錄入一部分然后在使用過程中再修改;整個(gè)系統(tǒng)是繼承工藝知識(shí)、減輕重復(fù)勞動(dòng)、減少人工計(jì)算、注重靈活性和實(shí)用性的一個(gè)交互式系統(tǒng)。

　　2.2矩形花鍵拉刀CAPP系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　矩形花鍵拉刀CAPP系統(tǒng)借助于工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、典型工藝、檢索工藝、標(biāo)準(zhǔn)表格等功能模塊，幫助工藝人員編制工藝規(guī)程、填制工藝表格，從而為工藝人員編制工藝規(guī)程提供最大限度的幫助。

　　系統(tǒng)采用體系結(jié)構(gòu)是工藝圖表+交互式填表+工藝檢索+工藝數(shù)據(jù)管理+部分自動(dòng)決策的一種結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總圖如圖1所示。

　　圖1矩形花鍵拉刀CAPP系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

　　3矩形花鍵拉刀CAPP系統(tǒng)的主要模塊和功能

　　工藝檢索、修改模塊：可以從典型工藝庫(kù)中調(diào)閱和查詢預(yù)存的工藝過程卡，或者對(duì)原來(lái)的工藝過程卡進(jìn)行修改。

　　輔助工藝設(shè)計(jì)模塊：利用由VB集成的工藝過程卡交互式填寫界面，直接調(diào)用SolidWorks中的工藝過程卡作為工程圖模板，工藝人員在填寫工藝過程卡時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)提供工廠現(xiàn)有的機(jī)床、刀具、夾具的型號(hào)參數(shù)及切削用量參數(shù)供設(shè)計(jì)人員選擇，而且VB在向過程卡模板中寫入的同時(shí)，也將這些數(shù)據(jù)寫入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣便于對(duì)工藝過程卡的瀏覽、保存和后期管理。

　　毛坯尺寸、工時(shí)定額自動(dòng)決策模塊：在設(shè)計(jì)人員的干預(yù)下，系統(tǒng)可根據(jù)零件的最終尺寸自動(dòng)計(jì)算工序尺寸和毛坯尺寸;可以自動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算輔助時(shí)間、機(jī)動(dòng)時(shí)間。

　　工藝數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)模塊：工藝設(shè)計(jì)人員可以很方便地對(duì)各種機(jī)床、刀具、夾具、量具、切削余量、工時(shí)定額等數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行添加、刪除、修改等操作。通過對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)，能方便使用者根據(jù)工廠實(shí)際和習(xí)慣修改和定制各種工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，適應(yīng)工廠的具體情況。

　　4系統(tǒng)開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)

　　(1)定制工藝過程卡和工序卡

　　本系統(tǒng)利用SolidWorks軟件提供的二次開發(fā)接口——API，結(jié)合Visual Basic語(yǔ)言和Access數(shù)據(jù)庫(kù)，采取進(jìn)程外組建程序的開發(fā)方式，定制了符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的矩形拉刀工藝過程卡和工序卡模板。通過系統(tǒng)可以直接調(diào)用空白的過程卡和工序卡進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，也可以調(diào)用存儲(chǔ)在系統(tǒng)中已設(shè)計(jì)好的過程卡和工序卡直接進(jìn)行修改和打印。

　　(2)過程卡和工序卡的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)利用VB的ActiveX技術(shù)，直接調(diào)用SolidWorks的功能模塊，利用數(shù)據(jù)庫(kù)引擎和可視化數(shù)據(jù)管理器對(duì)Access數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問，修改和存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了工藝過程卡、工序卡的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)功能和調(diào)用典型工藝庫(kù)的功能及維護(hù)工藝數(shù)據(jù)庫(kù)的功能。工藝過程卡子系統(tǒng)原理如圖2所示，工藝過程卡設(shè)計(jì)界面如圖3所示。

　　圖2過程卡子系統(tǒng)的原理

　　圖3工藝過程卡設(shè)計(jì)界面

　　(3)構(gòu)建Access工藝數(shù)據(jù)庫(kù)

　　Access數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是一款功能強(qiáng)大的桌面數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。無(wú)需編寫程序代碼，僅通過直觀的可視化的操作即可完成大部分?jǐn)?shù)據(jù)的管理工作。本系統(tǒng)利用Access構(gòu)建了機(jī)床、刀具、夾具、量具、切削余量、工時(shí)定額等大量的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)。以這些工藝數(shù)據(jù)庫(kù)為后臺(tái)支撐，方便實(shí)現(xiàn)各種工藝數(shù)據(jù)的寫入、存儲(chǔ)、調(diào)用、修改，為設(shè)計(jì)工藝時(shí)自動(dòng)提供相關(guān)工藝參數(shù)供選擇，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各模塊的有機(jī)連接。

　　(4)工時(shí)定額自動(dòng)計(jì)算和修改

　　系統(tǒng)根據(jù)工藝手冊(cè)設(shè)計(jì)了各類機(jī)床的公式定額計(jì)算子模塊，通過調(diào)用相應(yīng)的工時(shí)定額數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)可以分別對(duì)操作時(shí)間、裝夾工件時(shí)間、松卸工件時(shí)間、測(cè)量工件時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，然后自動(dòng)匯總為輔助時(shí)間;選擇切削參數(shù)后可以自動(dòng)計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間;將兩者自動(dòng)匯總就得到工時(shí)定額。以上數(shù)據(jù)也可以在清除計(jì)算結(jié)果后重新選擇參數(shù)再次計(jì)算和匯總。

　　(5)確定工序尺寸和毛坯尺寸

　　通過圖樣得到最終尺寸并填入系統(tǒng)后，在系統(tǒng)自動(dòng)提供的加工余量表確定余量后就可以自動(dòng)計(jì)算上一步的工序尺寸并將結(jié)果寫入到數(shù)據(jù)庫(kù)，以此類推，每道工序進(jìn)行一次計(jì)算，最終計(jì)算出毛坯尺寸。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　本系統(tǒng)是矩形花鍵拉刀專用的便捷實(shí)用的CAPP系統(tǒng)，能方便地完成矩形花鍵拉刀類零件的工藝過程卡和工序卡的填寫，在填寫過程中能快速地確定毛坯尺寸和工序尺寸;能幫助工藝人員快速選擇機(jī)床和相關(guān)的工藝裝備;能準(zhǔn)確地計(jì)算出工時(shí)定額;能自動(dòng)填寫格式統(tǒng)一、規(guī)范的過程卡和工序卡。

　　經(jīng)在企業(yè)實(shí)際應(yīng)用，采用本系統(tǒng)能大大提高工作效率，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，保證工藝設(shè)計(jì)的規(guī)范性和一致性;推動(dòng)了矩形花鍵拉刀工藝的標(biāo)準(zhǔn)化管理，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還能為其他專門化CAPP系統(tǒng)的開發(fā)提供新思路。