CAPP在特种车后桥主减速器壳体工艺设计中的应用

李晓芳

（山东工业职业学院，山东 淄博 256414）

0 引言

工艺设计作为机械制造生产过程中重要的技术准备工作，在实际生产中将产品设计与制造车间紧密地联系在一起，其特点是经验性强且多变。而目前市场上的机械产品品种多、批量小，因此传统的工艺设计方法无法适应行业发展的要求。在此情况下，计算机辅助工艺设计就应运而生了。某特种车后桥主减速器壳体形状复杂，孔系繁多，属于典型的箱体类零件，本文通过对基于NX的CAPP系统的研究，论述了CAPP在减速器壳体工艺设计中的应用。

1 CAPP概述

计算机辅助工艺设计（Computer Aided Process Planning，CAPP），是借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等功能来制定零件机械加工工艺过程。借助于CAPP系统，可解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。

CAPP是一种重要的生产准备工作，需要先向计算机输入被加工零件的各项信息，如图形信息、材料信息、热处理信息和生产批量等，然后再由计算机进行工程分析和设计后自动输出零件的工序内容、工艺路线等工艺文件。

2 CAPP系统的总体框架

CAPP系统的总体框架如图1所示。CAPP系统基本的构成模块包括零件信息输入模块、加工过程动态仿真、工艺过程设计模块、工序决策模块、工步决策模块、控制模块、NC加工指令生成模块和输出模块。

系统功能模块实现的具体步骤为：①创建被加工零件的三维模型；②开发与NX系统无缝衔接的信息输入界面；③创建数据库，如工艺资源库、产品信息库、标准参数库、工艺动态数据库；④建立基于产品结构树的数据库管理系统；⑤用特征回退的办法生成各工步间的模型，动态生成零件的工序图。

图1 CAPP系统基本构成框图

3 CAPP在特种车后桥主减速器壳体工艺设计中的应用

以某特种车后桥主减速器壳体为例，此特种车后桥主减速器壳体工艺设计过程如下：

（1）首先用NX建立产品的三维模型，然后打开“工艺规划”菜单项基本信息输入对话框，输入相应信息，如图2所示。为了实现用户菜单调用功能，需编程，步骤如下：①在NX安装目录下建立一个以3DCAPP命名的文件夹；②在文件夹3DCAPP下建立两个文件夹，分别命名为Startup和Application；③用记事本打开文件ugii＿env.dat，添加以下内容“UGII＿USER＿DIR＝UGS＼NX5.0＼3DCAPP”，然后保存关闭；④在Startup文件夹中新建一个记事本文件，在文件中输入编程的内容，之后将文件名更改为3DCAPP.men；⑤打开文件custom＿dirs.dat，在文件的最后一行输入“C：＼Program Files＼UGS＼NX 6.0＼3DCAPP”。

图2 “工艺规划”菜单界面

（2）打开工艺路线设计对话框进行工艺路线设计。具体方法是：首先创建出产品的模型及毛坯，建立工艺结构树和工艺路线编辑器，描述工艺过程；然后创建一个文件夹，将所有工艺文件都存放在该文件夹的目录下，并将工序模型添加到各文件中。利用Windows应用程序的类在Visual Studio.NET环境下创建复杂的应用程序界面，如图3所示。

图3 工艺路线设计

（3）在NX加工环境下进行加工设置，在操作导航器中显示机床视图，重新定位夹具、工件、毛坯和刀具等，调入已生成刀轨的特种车后桥下箱盖，进行加工仿真。

（4）建立知识库并对其进行维护，这里的知识库包括刀具库、刀具切削参数库、刀柄库、夹具库等。NX自身提供了一部分刀具可供选用，但这无法满足加工的需求，所以我们需要建立一个存放刀具几何结构参数的刀具库，以便直接调用。

（5）零件模型经各模块设置处理后，最终以超文本链接语言html格式输出网页。进行参数设置后，点击工序按钮，显示出加工零件的工序卡，如图4所示。

图4 加工零件的工序卡

4 结束语

制造业信息化的飞速发展，使CAPP成为工艺设计的主流。通过CAPP在某特种车后桥主减速器壳体工艺设计中的应用可以看出，CAPP能将产品的设计信息转化为生产管理信息。将大量繁琐的基础数据整理进入数据库，这样设计师就可以将更多的精力投入到新产品的设计上，从而缩短设计周期，使新产品可以更快地投放市场，也为企业增加了竞争优势。但是不可否认，CAPP的应用还只是刚刚起步，有很多地方还需要继续完善。

［1］ 董黎敏，朱世和，徐燕申，等.CAPP的发展及应用现状［J］.天津理工学院学报，2004（6）：43－45.

［2］ 唐新姿.基于C／S结构的CAPP数据库系统研究与开发［D］.湘潭：湘潭大学，2006：25－31.

［3］ 李重庆.基于UG的3D－CAPP系统装配工艺设计模块的设计及研究［D］.北京：北京邮电大学，2006：19－20.

［4］ 余廷，于红霞，周雄辉.CAD／CAPP环境下基于三维模型的工序简图的生成［J］.现代制造工程，2002（12）：21－23.

［5］ 杨蒙，丁来军.基于PDM的3DCAPP系统研究与实践［J］.CAD／CAM 与制造业信息化，2004（21）：101－104.

［6］ 孙波，赵汝嘉.计算机辅助工艺设计［M］.北京：化学工业出版社，2008.