基于几何特征推理的轴类零件加工工艺生成方法与系统研究

摘要

CAPP是连接CAD与CAM的桥梁，是实现CAD/CAM集成的关键环节，长期以来得到了工程与学术界的广泛关注。但如何实现CAPP工艺设计过程的智能化和自动化一直是人们努力研究的方向，当前国内外很多专家学者都在不断尝试提出新的理论方法和思想来进一步提高CAPP系统的智能化水平。 本文在国家自然科学基金项目的支持下，以轴类零件为研究对象，将形象智能的理念引入到CAPP系统加工工艺设计的研究中。其中主要研究了根据切除体的几何形态来选择加工刀具及其切削用量的加工工艺生成方法，并开发出了相应的原型系统，验证了理论方法。 本文首先根据特征模型建立了轴类零件信息描述的数据结构，对零件信息进行了完整的描述。进而根据对整个加工过程的形象认识，提出了切除体及其模型的概念，并提取了切除体模型的几何信息，定义了切除体形状特征参数，从而对轴类零件几何特征在加工过程中所生成切除体的几何形状图形进行了归纳分析与形式化描述。在此基础上，实现了对加工刀具和切削用量的选择，以及相关加工工艺的推理。对提高CAPP系统的智能化水平而言，这一新的思想和方法是一种理论上的探索与尝试。 在原型系统开发方面，设计并建立了适用于加工工艺推理生成的工艺数据库。同时以Unigraphics为图形支撑软件，使用UG OPEN API与MFC的开发工具进行了系统开发，实现了系统中的各个功能模块。系统交互性和可视化程度较高，起到了辅助工艺人员进行工艺推理的作用，并在此基础上增加了工艺文件管理功能，提高了系统的实用性。 最后，本文通过轴类零件实例，用原型系统得到了合理的工艺结果，验证了该加工工艺生成方法的可行性和有效性。