CAPP基礎(chǔ)知識(shí)

1、CAPF基礎(chǔ)知識(shí)發(fā)表時(shí)間：2011-8-29關(guān)鍵字：CAPPCAPP教程工藝設(shè)計(jì)工藝管理工藝規(guī)劃信息化調(diào)查找茬投稿收藏評(píng)論好文推薦打印社區(qū)分享工藝設(shè)計(jì)是產(chǎn)品制造過(guò)程中技術(shù)準(zhǔn)備工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)際生產(chǎn)的紐帶，是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性 很強(qiáng)而且隨制造環(huán)境變化而多變的決策過(guò)程。本文對(duì)CAPP具體基礎(chǔ)知識(shí)作了詳細(xì)介紹。工藝設(shè)計(jì)任務(wù)1 、基本概念工藝設(shè)計(jì)是產(chǎn)品制造過(guò)程中技術(shù)準(zhǔn)備工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)際生產(chǎn)的紐帶，是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)而且隨制造環(huán)境變化而多變的決策過(guò)程。2 、主要任務(wù)工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)在于：規(guī)定產(chǎn)品工藝過(guò)程、工藝操作內(nèi)容、工藝裝備（設(shè)備、工夾量輔 具）和工藝參數(shù)等。通常的產(chǎn)品工藝包

2、括：零件的機(jī)械加工工藝、鈑金件的沖壓工藝、零件 的鑄造工藝、鍛造工藝和熱處理工藝等；產(chǎn)品及其部件（包括組件和合件）等子裝配件的裝配工藝等。3 、優(yōu)良設(shè)計(jì)的意義優(yōu)良的工藝設(shè)計(jì)意義在于：1. 通過(guò)有效的工藝方法和工藝裝備保證產(chǎn)品質(zhì)量；2. 通過(guò)合理的工藝參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的工藝過(guò)程提高生產(chǎn)效率或縮短生產(chǎn)周期；3. 通過(guò)相應(yīng)的自動(dòng)化裝置降低勞動(dòng)強(qiáng)度；4. 通過(guò)最大限度地利用有限資源，減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和減低生產(chǎn)成本。工藝過(guò)程組成1 、工藝過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程中，按一定順序逐步改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀（鑄造、鍛造和快速成型等）、尺寸（機(jī)械加工）、位置（裝配）和性質(zhì)（熱處理）使其成為產(chǎn)品的這部分過(guò)程稱(chēng)為工藝過(guò)程。通常，機(jī)械加工

3、工藝過(guò)程和裝配工藝過(guò)程是機(jī)械制造企業(yè)的主要工藝過(guò)程。2 、組成單元工序一個(gè)工人（或幾個(gè)工人）在一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)一個(gè)工件（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件）連續(xù)完成的那部分工作。工序是組成工藝過(guò)程的基本單元，一般以工序作為單位，進(jìn)行工時(shí)定額估算和生產(chǎn)成本核算等。安裝使工件在加工之前，在機(jī)床（或在夾具中）占據(jù)并保持一個(gè)正確的位置。在一個(gè)工序中工件可能只安裝一次，也可能安裝幾次。工位工件安裝后，連同工裝（夾具）一起在設(shè)備上占據(jù)并保持一個(gè)正確的位置。工步加工表面（安裝表面）、切削刀具（安裝工具）、切削速度和進(jìn)給量（安裝速度）都 不變的情況下，所完成的工位內(nèi)容。走刀切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工作內(nèi)容。3 、單元

4、的聯(lián)系與約束以上的組成單元之間存在復(fù)雜的聯(lián)系和約束工藝規(guī)程制訂1 、基本概念工藝規(guī)是規(guī)定程工藝過(guò)程、內(nèi)容及其操作等要求，用以指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)的文件。工藝規(guī)程類(lèi)型按照工藝過(guò)程性質(zhì)，可以將工藝規(guī)程類(lèi)型分為機(jī)械加工工藝規(guī)程、熱處理工藝規(guī)程和裝配工藝規(guī)程等。工藝卡形式及其應(yīng)用按照工藝規(guī)程的詳細(xì)程度，可以將工藝規(guī)程卡分為綜合工藝過(guò)程卡、特定制造性質(zhì)的工藝過(guò)程卡和工序卡。綜合工藝過(guò)程卡規(guī)定零件制造或部件裝配的全部工藝過(guò)程，適合單件小批生產(chǎn)，生產(chǎn)技術(shù)（操作）水平較高場(chǎng)合；特定制造性質(zhì)的工藝過(guò)程 卡規(guī)定零件或部件的特定制造性質(zhì)工藝過(guò)程，適合小批和批量生產(chǎn)， 生產(chǎn)技術(shù)能力（操作水平）較高的場(chǎng)合（應(yīng)用面較廣）；工序卡

5、規(guī)定零件或部件的某道工序內(nèi)容，適合大批大量生 產(chǎn)（操作水平不高的熟練工），或者是單件小批和批量生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序。2 、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)原則遵循優(yōu)質(zhì)、 高產(chǎn)、低消耗的設(shè)計(jì)宗旨充分合理地利用現(xiàn)有生產(chǎn)資源不擅自降 低產(chǎn)品（或零件）的設(shè)計(jì)要求創(chuàng)造文明生產(chǎn)條件基本步驟和主要內(nèi)容設(shè)計(jì)要求分析，可制造性/可裝配性評(píng)價(jià)，工藝方案規(guī)劃，詳細(xì)工藝設(shè)計(jì)3 、制訂工藝規(guī)程的原始資料產(chǎn)品（部件）裝配圖和零件工作圖；產(chǎn)品（包括零部件）的生產(chǎn)綱領(lǐng)、投產(chǎn)批量和交貨期等；可提供的生產(chǎn)條件（包括外協(xié)或異地生產(chǎn)廠的生產(chǎn)條件）毛坯的供應(yīng)條件與制造情況等。CAPP研究背景當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展， 產(chǎn)品更新?lián)Q代頻繁，多品種、小批量的

6、生產(chǎn)模式已占主導(dǎo)地位，傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)方法已不能適應(yīng)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展需要。其主要表現(xiàn)在于：采用人工設(shè)計(jì)方式，設(shè)計(jì)任務(wù)繁瑣、重復(fù)動(dòng)作量大、工作效率低。設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，難以滿足產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期 越來(lái)越短的需求。 受工藝人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平限制，工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量難以保證。 設(shè)計(jì)手段落后，難以實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)的繼承性、規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)化和最優(yōu)化。CAPP可以顯著縮短工藝設(shè)計(jì)周期，保證工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP受到了工藝設(shè)計(jì)領(lǐng)域的高度重視。 其主要優(yōu)點(diǎn)在于：CAPP使工藝設(shè)計(jì)人員擺脫大量、繁瑣的重復(fù)勞動(dòng)，將主要精力轉(zhuǎn)向新產(chǎn) 品、新工藝、新裝備和新技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。

7、CAPP可以提高產(chǎn)品工藝的繼承性，最大限度地利用現(xiàn)有資源，降低生產(chǎn)成本。CAPP可以使沒(méi)有豐富經(jīng)驗(yàn)的工藝師設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的工藝規(guī)程，以緩解當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)工藝設(shè)計(jì)任務(wù)繁重，但缺少有經(jīng)驗(yàn)工藝設(shè)計(jì)人員的矛盾。CAPP有助于推動(dòng)企業(yè)開(kāi)展的工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和最優(yōu)化工作。CAPP是企業(yè)逐步推行CIMS應(yīng)用工程的重要基礎(chǔ)之一。CAPF工作原理通常，可以將制造企業(yè)分為五個(gè)層次，即：工廠層、車(chē)間層、單元層、工作站層和設(shè)備 層。企業(yè)的不同層次對(duì) CAPP有不同的應(yīng)用需求， 不同應(yīng)用層次對(duì) CAPP的需求是不同的， 因 此了解CAPP系統(tǒng)的基本原理、主要特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合，選擇恰當(dāng)工作原理和方法開(kāi)發(fā)CAPP系統(tǒng)是至關(guān)重要的

8、。CAPP系統(tǒng)按其工作原理可以分為以下五大類(lèi)：交互式CAPP系統(tǒng)、派生式CAPP系統(tǒng)、創(chuàng)成式 CAPP系統(tǒng)、綜合式 CAPP系統(tǒng)和CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)1、交互式CAPP系統(tǒng)交互式CAPP系統(tǒng)采用人機(jī)對(duì)話的方式基于標(biāo)準(zhǔn)工步、典型工序進(jìn) 行工藝設(shè)計(jì)，工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)人的依賴(lài)性很大。2、變異型CAPP系統(tǒng)變異型CAPP系統(tǒng)亦稱(chēng)派生式 CAPP系統(tǒng)。它是利用成組技術(shù)將工藝設(shè)計(jì)對(duì)象按其相似性 （例如，零件按其幾何形狀及工藝過(guò)程相似性；部件按其結(jié)構(gòu)功能和裝配工藝相似性等）分類(lèi)成組（簇），為每一組（簇）對(duì)象設(shè)計(jì)典型工藝，并建立典型工藝庫(kù)。 當(dāng)為具體對(duì)象設(shè)計(jì)工藝時(shí)，CAPP系統(tǒng)按零件（部件或產(chǎn)品）信息和分類(lèi)編

9、碼檢索相應(yīng)的典型工藝，并根據(jù)具體對(duì)象的結(jié)構(gòu)和工藝要求，修改典型工藝，直至滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。3、創(chuàng)成型CAPP系統(tǒng)創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)是根據(jù)工藝決策邏輯與算法進(jìn)行工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的，它是從無(wú)到有自動(dòng)生成具體對(duì)象的工藝規(guī)程。創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)工藝決策時(shí)不需人工干預(yù)，因此易于保證工藝規(guī)程的一致性。但是，由于工藝決策隨制造環(huán)境變化的多變性及復(fù)雜性等因素，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多樣的零件，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)非常困難。4、綜合式CAPP系統(tǒng)綜合式CAPP是將派生式、創(chuàng)成式和交互式CAPP的優(yōu)點(diǎn)集為一體的 系統(tǒng)。目前，國(guó)內(nèi)很多 CAPP系統(tǒng)采用這類(lèi)模式。5、CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)是一種基于人工智能技術(shù)的C

10、APP系統(tǒng)，也稱(chēng)智能型CAPP系統(tǒng)。專(zhuān)家系統(tǒng)和創(chuàng)成式 CAPP系統(tǒng)都以自動(dòng)方式生成工藝規(guī)程，其中創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)是以邏輯算法加決策表為特征的，而專(zhuān)家系統(tǒng)則以知識(shí)庫(kù)加推理機(jī)為特征的。CAPP類(lèi)型和設(shè)計(jì)方法很多，但從國(guó)內(nèi)的普遍情況來(lái)看，以派生式為基礎(chǔ)的CAPP設(shè)計(jì)方法較為適用，其主要原因是正在開(kāi)展或準(zhǔn)備推行CAPP的工廠大都為幾十年以上的老廠，產(chǎn)品種類(lèi)比較固定，發(fā)展方向明確，并在多年的生產(chǎn)中積累了一定數(shù)量的切實(shí)可行的、穩(wěn)定的產(chǎn)品工藝，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)整理和完善，可制定出派生式CAPP系統(tǒng)需要的產(chǎn)品典型工藝和確定各工藝要素的規(guī)則知識(shí)。而一味追求創(chuàng)成或?qū)＜蚁到y(tǒng)的方法，對(duì)企業(yè)積累的大量的行之有效的工藝

11、方案棄之不用，在系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)技術(shù)、開(kāi)發(fā)費(fèi)用及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的耗費(fèi)時(shí)間等諸方面 將會(huì)出現(xiàn)極大的困難，使CAPP系統(tǒng)難以見(jiàn)效、普及和推行，更難以實(shí)現(xiàn)CAPP系統(tǒng)軟件的商 品化。目前，一些開(kāi)發(fā)部門(mén)為了追求商品化軟件或軟件產(chǎn)品,在創(chuàng)成式CAPP和 CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)還不能滿足實(shí)用化要求的情況下，重點(diǎn)轉(zhuǎn)向開(kāi)發(fā)完全人機(jī)交互填寫(xiě)方式的CAPP系統(tǒng)。這類(lèi)系統(tǒng)的特點(diǎn)是提供各種窗口和Windows的增刪、修改功能，用戶直接采用填寫(xiě)（或修改已生成的工藝文件）方式進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。這種類(lèi)型的CAPP系統(tǒng)不強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和工藝技術(shù)基礎(chǔ)工作，在一定程度上可以滿足一些基礎(chǔ)工作較薄弱的企業(yè)對(duì)CAPP技術(shù)的初期需要。但是由于CAPP系統(tǒng)

12、很大程度上依賴(lài)人的作用，忽略了系統(tǒng)在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)人的引導(dǎo)、 啟發(fā)和提示作用，不僅設(shè)計(jì)步驟繁瑣，工作效率低，要求用戶具備較高的工藝設(shè)計(jì)水平，而 且難以通過(guò)實(shí)施工藝標(biāo)準(zhǔn)化工作，最大限度地利用有限制造資源，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期和降低產(chǎn)品成本。CAPP系統(tǒng)需要頻繁處理各種類(lèi)型的工藝信息，數(shù)據(jù)量大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。合理的數(shù) 據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保證系統(tǒng)準(zhǔn)確性和提高工作效率的重要條件。以填寫(xiě)方式為主的人機(jī)交互型的CAPP系統(tǒng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)大多過(guò)于簡(jiǎn)單而欠合理，沒(méi)有充分利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)點(diǎn)，造成數(shù)據(jù)重復(fù)、冗余，增加數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)銷(xiāo)和日后數(shù)據(jù)維護(hù)的負(fù)擔(dān)，降低工作速度。而且，過(guò)分 依賴(lài)使用者的工藝設(shè)計(jì)水平，產(chǎn)生的工藝數(shù)據(jù)參差

13、不齊、維護(hù)困難，難以保證工藝信息正確、 可靠,使工藝數(shù)據(jù)庫(kù)陷入混亂甚至崩潰狀態(tài)。系統(tǒng)的基本構(gòu)成盡管世界各國(guó)推出了許多面向不同對(duì)象、面向不同應(yīng)用，采用不同方式，基于不同制造環(huán)境的CAPP系統(tǒng)，但是綜合比較和分析結(jié)果表明，這些類(lèi)型繁多的 CAPP系統(tǒng)，其基本構(gòu)成是基本不變的，即包括零件信息的描述（輸入）、工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)庫(kù)、工藝自動(dòng)決策模塊等部分。應(yīng)用基礎(chǔ)明確企業(yè)應(yīng)用 CAPP系統(tǒng)的目的和需求；了解已有CAPP系統(tǒng)的特點(diǎn)，能夠?qū)ο嚓P(guān) CAPP系統(tǒng)進(jìn)行操作、測(cè)試和建議；分析已有CAPP系統(tǒng)和企業(yè)應(yīng)用需求的適合程度和不足之處。開(kāi)發(fā)維護(hù)CAPP 系統(tǒng)和其它軟件一樣遵循開(kāi)發(fā)、應(yīng)用、維護(hù)和版本更新的周期循

14、環(huán)過(guò)程。推廣應(yīng)用CAPP系統(tǒng)的重要方面和步驟是：系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者：開(kāi)發(fā)通用的CAPF開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，使CAPP系統(tǒng)向商品化和產(chǎn)品化方向發(fā)展。系統(tǒng)用戶：基于較通用的CAPP系統(tǒng)或基于CAPP開(kāi)發(fā)工具（平臺(tái)）進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。1、CAPP系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用應(yīng)該指出的是在版本更新階段，按用戶的需求，系統(tǒng)的部分功能將作重大修改或增加一些新的功能，使軟件水平提高一步。此后，軟件以將在新的水平上開(kāi)始新的一輪循環(huán)。為了使CAPP系統(tǒng)具有強(qiáng)大的生命力，開(kāi)發(fā)實(shí)用的CAPP系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循總體規(guī)劃、目標(biāo)明確、實(shí) 施和效益突出的準(zhǔn)則。 只有實(shí)用性強(qiáng)，符合用戶當(dāng)前的需求才能取得明顯的效益，從而引起工業(yè)界的重視，使進(jìn)一步推廣應(yīng)用CAPP系統(tǒng)局

15、面能打開(kāi)。但另一方面，為了適應(yīng)企業(yè)制造技術(shù)進(jìn)步給機(jī)械加工帶來(lái)影響，CAPP系統(tǒng)的適應(yīng)性也極為重要，即應(yīng)能讓用戶按系統(tǒng)指南去修改數(shù)據(jù)文件和部分工藝過(guò)程決策規(guī)則來(lái)完善CAPP系統(tǒng)，使之適應(yīng)變化。此外，CAPP系統(tǒng)還應(yīng)有一定的通用性和可擴(kuò)展性，以方便版本的更新，逐步提高系統(tǒng)的先進(jìn)水平。CAPP軟件與其它任何軟件一樣，無(wú)論在開(kāi)發(fā)過(guò)程中還是在應(yīng)用完善更新過(guò)程中，開(kāi)發(fā)單位需要用戶協(xié)作和用戶使用情況的反饋，用戶也需要開(kāi)發(fā)人員的指導(dǎo)，互通有無(wú)，共同來(lái)發(fā)展CAPP軟件，并不斷的提高水平。由于制造環(huán)境的復(fù)雜性，用戶對(duì)工藝標(biāo)準(zhǔn)化要求的差異以及對(duì)工藝優(yōu)化觀點(diǎn)上的不同，都導(dǎo)致了 CAPF產(chǎn)品的專(zhuān)用性。因此，對(duì)于CAPP

16、系統(tǒng)的用戶而言，不僅需要在開(kāi)發(fā)階段有較 多的介入（如工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和積極反饋初期使用意見(jiàn)等），而且系統(tǒng)投入正常使用后，還要承擔(dān)較多的系統(tǒng)維護(hù)工作。2、CAPP系統(tǒng)的維護(hù)CAPP系統(tǒng)維護(hù)的概念CAPP 系統(tǒng)同其它軟件一樣，在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)完畢后，為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)用，需要通過(guò)不 斷的完善和版本更新，才能滿足用戶對(duì)功能要求的增長(zhǎng)和制造環(huán)境等的變化。由于CAPP系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中專(zhuān)用性很強(qiáng)，因此CAPP系統(tǒng)維護(hù)職責(zé)中，用戶的比例相對(duì)一般軟件要大，同其它軟件包一樣， CAPP系統(tǒng)剛開(kāi)發(fā)成功時(shí)不可能很完善，必須在使用過(guò)程中，不斷發(fā)現(xiàn) 問(wèn)題加以改進(jìn)，因此用戶的反饋信息極為重要，即只有用戶與開(kāi)發(fā)人員的密切配合才能使

17、系統(tǒng)完善。正如前述，機(jī)械加工工藝受制造環(huán)境的影響很大。隨企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步（包括設(shè)備改 造更新，采用新的刀具，改進(jìn)工藝等等），企業(yè)的制造條件也將變化，這樣不僅許多加工數(shù)據(jù)要更新，甚至零件的加工過(guò)程也要改變。因此，在CAPP系統(tǒng)正常運(yùn)行階段，更新 CAPP系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)和部分工藝生成決策規(guī)則是CAPP系統(tǒng)維護(hù)的重要工作。CAPP系統(tǒng)同其它任何系統(tǒng)一樣，要不斷更新版本。版本更新，系統(tǒng)的維護(hù)工作將在更高水平面上進(jìn)行新的一輪 循環(huán)。CAPP系統(tǒng)維護(hù)工作內(nèi)容維護(hù)的具體工作內(nèi)容以及用戶和開(kāi)發(fā)人員的職責(zé)分工等隨不同系統(tǒng)而有所差別。CAPP系統(tǒng)主要維護(hù)工作內(nèi)容包括：1. CAPP 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容的更新設(shè)計(jì)得比較好的CAPP系統(tǒng)，所有數(shù)據(jù)文件應(yīng)向用戶開(kāi)放并能方便地被修改增刪。一般經(jīng)