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，拉刀的機械加工工藝多以手工編制為主，這樣工藝設(shè)計的周期偏長，無法快速響應(yīng)工藝的修改和設(shè)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(shè)計技術(shù)引入到拉刀的制造工藝可以提高工藝設(shè)計的質(zhì)量和一致性，大幅度縮短設(shè)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(fù)編寫，方便實現(xiàn)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(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。由于工藝過程設(shè)計問題本身的特殊性，使其自動化決策實現(xiàn)比較困難，無論是專家系統(tǒng)式還是傳統(tǒng)式的創(chuàng)成式系統(tǒng)，完全達到企業(yè)的需求非常困難。針對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)工藝裝備實際的交互式提供一個工藝編制平臺的思路，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)工藝人員進行工藝設(shè)計，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)針對具體制造企業(yè)和制造環(huán)境進行開發(fā)。矩形花鍵拉刀CAPP系統(tǒng)主要針對標(biāo)準或非標(biāo)準的矩形花鍵拉刀，零件的范圍不同，零件的復(fù)雜程度一般，因而不需要對零件進行分類編碼。

　　本系統(tǒng)是一個交互式的計算機輔助工藝系統(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)容是嚴格按照國家有關(guān)標(biāo)準執(zhí)行，數(shù)據(jù)庫格式采用慨格式;工藝數(shù)據(jù)資源可以在“系統(tǒng)維護”子系統(tǒng)中直接輸入，也可以在設(shè)計系統(tǒng)時先錄入一部分然后在使用過程中再修改;整個系統(tǒng)是繼承工藝知識、減輕重復(fù)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(tǒng)。

　　2.2矩形花鍵拉刀CAPP系統(tǒng)的總體設(shè)計和系統(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、典型工藝、檢索工藝、標(biāo)準表格等功能模塊，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：可以從典型工藝庫中調(diào)閱和查詢預(yù)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(shè)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(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系統(tǒng)自動提供工廠現(xiàn)有的機床、刀具、夾具的型號參數(shù)及切削用量參數(shù)供設(shè)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(shù)據(jù)寫入后臺數(shù)據(jù)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(shè)計人員的干預(yù)下，系統(tǒng)可根據(jù)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(shè)計計算輔助時間、機動時間。

　　工藝數(shù)據(jù)庫維護模塊：工藝設(shè)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(shù)據(jù)庫進行添加、刪除、修改等操作。通過對數(shù)據(jù)庫的維護，能方便使用者根據(jù)工廠實際和習(xí)慣修改和定制各種工藝數(shù)據(jù)庫，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語言和Access數(shù)據(jù)庫，采取進程外組建程序的開發(fā)方式，定制了符合行業(yè)標(biāo)準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行工藝設(shè)計，也可以調(diào)用存儲在系統(tǒng)中已設(shè)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(shè)計

　　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)庫引擎和可視化數(shù)據(jù)管理器對Access數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)訪問，修改和存儲，實現(xiàn)了工藝過程卡、工序卡的計算機輔助設(shè)計功能和調(diào)用典型工藝庫的功能及維護工藝數(shù)據(jù)庫的功能。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)計界面

　　(3)構(gòu)建Access工藝數(shù)據(jù)庫

　　Access數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一款功能強大的桌面數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。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(shù)據(jù)的管理工作。本系統(tǒng)利用Access構(gòu)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(shù)據(jù)庫。以這些工藝數(shù)據(jù)庫為后臺支撐，方便實現(xiàn)各種工藝數(shù)據(jù)的寫入、存儲、調(diào)用、修改，為設(shè)計工藝時自動提供相關(guān)工藝參數(shù)供選擇，從而實現(xiàn)系統(tǒng)各模塊的有機連接。

　　(4)工時定額自動計算和修改

　　系統(tǒng)根據(jù)工藝手冊設(shè)計了各類機床的公式定額計算子模塊，通過調(diào)用相應(yīng)的工時定額數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)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(shè)計計算，然后自動匯總為輔助時間;選擇切削參數(shù)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(shù)據(jù)也可以在清除計算結(jié)果后重新選擇參數(shù)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(tǒng)后，在系統(tǒng)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(jié)果寫入到數(shù)據(jù)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(jié)語

　　本系統(tǒng)是矩形花鍵拉刀專用的便捷實用的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床和相關(guān)的工藝裝備;能準確地計算出工時定額;能自動填寫格式統(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)準備時間，保證工藝設(shè)計的規(guī)范性和一致性;推動了矩形花鍵拉刀工藝的標(biāo)準化管理，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和企業(yè)的經(jīng)濟效益。本系統(tǒng)的設(shè)計還能為其他專門化CAPP系統(tǒng)的開發(fā)提供新思路。