1引言

　　“拉削”加工的生產率、精度和表面質量高，加工成本低，被廣泛應用于大批量生產和其它一些難以加工的特型面的生產中。拉刀性能的優劣，將直接影響加工效率、加工精度和表面質量。目前，拉刀的機械加工工藝多以手工編制為主，這樣工藝設計的周期偏長，無法快速響應工藝的修改和設計，不便于工藝文件的信息化管理。因此，將計算機輔助工藝設計技術引入到拉刀的制造工藝可以提高工藝設計的質量和一致性，大幅度縮短設計周期，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編寫，方便實現工藝文件輸出和計算機管理。

　　20世紀70年代初，我國CAPP在推廣應用成組技術的基礎上開始，雖然起步較晚，但取得了很大的成績。由于工藝過程設計問題本身的特殊性，使其自動化決策實現比較困難，無論是專家系統式還是傳統式的創成式系統，完全達到企業的需求非常困難。針對工藝手段比較單一的專業化企業，以一種結合企業工藝裝備實際的交互式提供一個工藝編制平臺的思路，開發專門化的CAPP產品或者在CAD軟件上增加編制工藝規程的模塊，協助或引導工藝人員進行工藝設計，規范企業工藝行為，是解決和普及CAPP的有效途徑之一。

　　2 矩形花鍵拉刀CAPP系統的設計思路

　　2.1 矩形花鍵拉刀CAPP系統需求分析

　　成功的CAPP系統應針對具體制造企業和制造環境進行開發。矩形花鍵拉刀CAPP系統主要針對標準或非標準的矩形花鍵拉刀，零件的范圍不同，零件的復雜程度一般，因而不需要對零件進行分類編碼。

　　本系統是一個交互式的計算機輔助工藝系統，零件工藝信息采用檢索現有的工藝模板進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、保存或直接調用;工藝數據內容是嚴格按照國家有關標準執行，數據庫格式采用慨格式;工藝數據資源可以在“系統維護”子系統中直接輸入，也可以在設計系統時先錄入一部分然后在使用過程中再修改;整個系統是繼承工藝知識、減輕重復勞動、減少人工計算、注重靈活性和實用性的一個交互式系統。

　　2.2矩形花鍵拉刀CAPP系統的總體設計和系統結構

　　矩形花鍵拉刀CAPP系統借助于工藝數據庫、典型工藝、檢索工藝、標準表格等功能模塊，幫助工藝人員編制工藝規程、填制工藝表格，從而為工藝人員編制工藝規程提供最大限度的幫助。

　　系統采用體系結構是工藝圖表+交互式填表+工藝檢索+工藝數據管理+部分自動決策的一種結構。系統結構總圖如圖1所示。

　　圖1矩形花鍵拉刀CAPP系統的體系結構

　　3矩形花鍵拉刀CAPP系統的主要模塊和功能

　　工藝檢索、修改模塊：可以從典型工藝庫中調閱和查詢預存的工藝過程卡，或者對原來的工藝過程卡進行修改。

　　輔助工藝設計模塊：利用由VB集成的工藝過程卡交互式填寫界面，直接調用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系統自動提供工廠現有的機床、刀具、夾具的型號參數及切削用量參數供設計人員選擇，而且VB在向過程卡模板中寫入的同時，也將這些數據寫入后臺數據庫，這樣便于對工藝過程卡的瀏覽、保存和后期管理。

　　毛坯尺寸、工時定額自動決策模塊：在設計人員的干預下，系統可根據零件的最終尺寸自動計算工序尺寸和毛坯尺寸;可以自動設計計算輔助時間、機動時間。

　　工藝數據庫維護模塊：工藝設計人員可以很方便地對各種機床、刀具、夾具、量具、切削余量、工時定額等數據庫進行添加、刪除、修改等操作。通過對數據庫的維護，能方便使用者根據工廠實際和習慣修改和定制各種工藝數據庫，適應工廠的具體情況。

　　4系統開發中的關鍵技術

　　(1)定制工藝過程卡和工序卡

　　本系統利用SolidWorks軟件提供的二次開發接口——API，結合Visual Basic語言和Access數據庫，采取進程外組建程序的開發方式，定制了符合行業標準的矩形拉刀工藝過程卡和工序卡模板。通過系統可以直接調用空白的過程卡和工序卡進行工藝設計，也可以調用存儲在系統中已設計好的過程卡和工序卡直接進行修改和打印。

　　(2)過程卡和工序卡的計算機輔助設計

　　本系統利用VB的ActiveX技術，直接調用SolidWorks的功能模塊，利用數據庫引擎和可視化數據管理器對Access數據庫系統進行數據訪問，修改和存儲，實現了工藝過程卡、工序卡的計算機輔助設計功能和調用典型工藝庫的功能及維護工藝數據庫的功能。工藝過程卡子系統原理如圖2所示，工藝過程卡設計界面如圖3所示。

　　圖2過程卡子系統的原理

　　圖3工藝過程卡設計界面

　　(3)構建Access工藝數據庫

　　Access數據庫系統是一款功能強大的桌面數據庫管理系統。無需編寫程序代碼，僅通過直觀的可視化的操作即可完成大部分數據的管理工作。本系統利用Access構建了機床、刀具、夾具、量具、切削余量、工時定額等大量的工藝數據庫。以這些工藝數據庫為后臺支撐，方便實現各種工藝數據的寫入、存儲、調用、修改，為設計工藝時自動提供相關工藝參數供選擇，從而實現系統各模塊的有機連接。

　　(4)工時定額自動計算和修改

　　系統根據工藝手冊設計了各類機床的公式定額計算子模塊，通過調用相應的工時定額數據庫，系統可以分別對操作時間、裝夾工件時間、松卸工件時間、測量工件時間進行設計計算，然后自動匯總為輔助時間;選擇切削參數后可以自動計算機動時間;將兩者自動匯總就得到工時定額。以上數據也可以在清除計算結果后重新選擇參數再次計算和匯總。

　　(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后，在系統自動提供的加工余量表確定余量后就可以自動計算上一步的工序尺寸并將結果寫入到數據庫，以此類推，每道工序進行一次計算，最終計算出毛坯尺寸。

　　5結語

　　本系統是矩形花鍵拉刀專用的便捷實用的CAPP系統，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床和相關的工藝裝備;能準確地計算出工時定額;能自動填寫格式統一、規范的過程卡和工序卡。

　　經在企業實際應用，采用本系統能大大提高工作效率，縮短生產準備時間，保證工藝設計的規范性和一致性;推動了矩形花鍵拉刀工藝的標準化管理，提高了產品的質量和企業的經濟效益。本系統的設計還能為其他專門化CAPP系統的開發提供新思路。