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多孔类零件加工的工艺过程自动规划的实现

摘要 介绍了一个CAD/CAM集成下的基于AutoCAD的自动数控编程系统以及它的总体结构、工艺过程自动处理的实现。

关键词 CAD/CAM CAPP 特征 集成 当前国内关于数控加工中的点位加工系统的软件比较少，在许多工厂企业中，对于孔类零件的数控加工仍然采用手工编程，生产效率较低。尤其在加工多孔类零件，加工孔数比较多且每个孔须经几道工序的加工方可完成，并且加工带环槽的孔、螺纹孔时刀具更换次数多，手工编程极其繁琐且容易出错，加工精度差，又没有检测手段，由于人为或非人为等因素，有时会造成一批零件的报废，毛坯工件浪费很大，生产成本也显著增加。在工业生产中，多孔类零件的加工是随处可见的。因此，针对点位加工在工厂中的实际应用的现状，作者以多孔类零件的数控加工为目标，在AutoCAD实体造型的基础上构造零件几何、工艺信息完整的特征模型，钢厂利润尚可通过工艺过程处理后生成工序文件，其间可进行人工干预，并修改。最终生成刀位文件，通过后置处理，生成数控代码。作者已建立一原型系统并运行通过。1 总体结构

系统的流程如图1所示，系统由实体建模、前置处理、动态仿真、后置处理等四个模块组成。

几何建模。用AutoCAD实体造型命令构造零男装外套件的B-Rep模型，并对各类孔进行造型，引用特征的概念，把孔按特征分为几类，分别进行造型。这样在数据信息中不仅包括孔的几何信息，也包括孔的工艺信息，为CAPP提供完整的数据输入。图1 系统流程图 本系统的主要研究对象是多孔类加工，因此孔的加工方法、走刀路线等工艺安排则尤为重要。作者对各类孔进行了特征分类。

多个相同的孔(两个以上)称为点群孔。因此，多孔加工首先可分为点群孔加工和多个孔(不相同的孔)加工。按孔的倾斜角来分，可分为直孔和斜孔。按孔的特征来分，可分为盲孔、通孔、台阶孔、螺纹孔和环槽孔等。

针对不同的孔，输入的参数就不一投入3亿～5亿元建设智能工厂样。如果是点群孔，系统则提示用户输入孔的数目、任一孔的几何和精度信息，并指点各个孔的位置。对于单孔系统，生成的一个弹出式对话框如图2。图2 孔的参数输入对话框 其中“孔标号”由系统自动给出切断车刀，表示孔的标记号。用户可自行修改，但不要重复标记，以便在后面的工艺处理时识别各个孔。

前置处理。读取在实体建模模块中生成的数据文件，系统通过一定的逻辑判断和决策，交互式地生成加工工序文件，包括人工干预修改、输入加工参数、确定切削用量、选择刀具等人机对话工作。加工工序文件生成后，即可生成刀位文件，完成前置处理工作。

动态仿真。动态仿真即是把被加工零件与刀具做布尔减运算。布尔减运算采用AutoCAD 14版实体造型中的布尔运算命令。不再另行开发布尔运算器。仿真过程有三种显示方式：(1)实时仿真；(2)快速仿真；(3)单步仿真。

后置处理。将刀位数据和相应的工艺参数、切削条件、辅助信息等处理成某些特定机床系统所要求的指令和程序格式。2 工艺处理过程

本系统主要针对多孔类零件的孔类加工，因此工艺问题的处理十分重要，其中包括了加工方法选择、确定切削用量、安排走刀路线、分配加工余量等工作。

工艺处理步骤是：读取数据文件→安排走刀路线→选择加工方法→选刀，确定切削用量→生成工序文件→生成刀位文件。2.1 安排走刀路线

首先读取几何建模中生成的数据文件，然后进行人机对话。这里需要说明的是在几何建模模块中，系统对各个待加工的孔已机床顶针进快速夹头行了标记，如1，2，3…。人机对话的对话框如图3。图3 安排走刀路线的对话框 作者采用链表形式存贮锂电产业开工率逐步恢复走刀路线：