計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計第4章

計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計

教師：王廣林

單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院

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計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計

第1章概述第2章原始信息的描述與輸入第3章CAPP工藝路線的生成第4章工序工藝的設(shè)計第5章CAPP系統(tǒng)設(shè)計第6章CAPP系統(tǒng)開發(fā)、應(yīng)用、維護(hù)及產(chǎn)品化

第7章工具型CAPP軟件工序工藝的設(shè)計

工序工藝設(shè)計的內(nèi)容可以分為三大部分。第一部分是關(guān)于毛坯余量、工件加工余量及工步尺寸的計算。第二部分是工藝系統(tǒng)的選擇。第三部分是切削參數(shù)及定額的計算。本章重點介紹加工余量及工步尺寸的計算機(jī)算法。

工序工藝的設(shè)計

4.1加工余量的算法通常余量的確定方法有計算法和查表法兩種。手工確定余量常采用此法。根據(jù)工藝學(xué)的余量計算理論，第i工步表面最小加工余量為：式中：Ri-1——上工序加工的表面粗糙度Ti-1上工序產(chǎn)生的表面缺陷層；ρi-1——上工序形成的表面形狀及空間位置誤差；εi——本工序的安裝誤差；K——系數(shù)，單邊取1，雙邊取2。當(dāng)加工的目的是除去滲碳層、滲氮層時，最小余量按下式計算:Zimin=K(tc+l)式中tc——滲層厚度l——附加值，對滲碳取l=0.5,對滲氮取l=0.15。工序工藝的設(shè)計

圖4-1加工余量算法程序取第i個工步是去除滲碳，滲氮層？從表中選取Ri-1是鑄鐵或淬火？Ti–1=0從表中選取εiZi=2(tc+1)從表中選取Ti-1ρK=10-3kli/(0.01di+0.3)ρi-1=Zimin=2(Ri-1+Ti-1+)控制循環(huán)i=n？i=i+1Y輸出YYNNN121110987654321圖4-1所示就是一個用于計算回轉(zhuǎn)體零件加工余量的算法例子。

工序工藝的設(shè)計

4.2工步工序尺寸及其公差的確定一般情況下，當(dāng)工步余量確定后，計算工步尺寸并不困難。例如對于回轉(zhuǎn)體的外徑尺寸(直徑)來說，最后一個工步的加工尺寸即為已知的圖紙尺寸；而前一個工步的尺寸則為這個工步的尺寸(即圖紙尺寸)加上這個工步的余量。依此從后往前遞推，就可以確定出全部工步尺寸。至于工步尺寸的公差，則已在前一層次的設(shè)計中確定。但當(dāng)零件在一個方向的尺寸較多，由多個工步加工形成，而且工序基準(zhǔn)(定位基準(zhǔn)或測量基準(zhǔn))又多次轉(zhuǎn)換時，則工步尺寸的計算就變得很復(fù)雜。在手工計算中常用工藝尺寸鏈圖解跟蹤法解決。而將這一方法編寫成計算機(jī)算法程序，就能大大提高效率，避免出錯，并能作為計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計系統(tǒng)內(nèi)的一個獨立模塊。工序工藝的設(shè)計

4.2.1工藝尺寸鏈圖解跟蹤法簡介應(yīng)用這一方法的步驟如下：1.畫出工序簡圖，從各個加工面垂直向下引出相應(yīng)數(shù)量的直線，它們分別代表該表面的位置。2.自上到下排出工序及工步。3.在圖下方，相應(yīng)工序欄內(nèi)，橫向畫出工步尺寸線Ai，線的一端始于工序基準(zhǔn)，以圓點表示；另一端指向加工面，以箭頭表示。將余量畫在相應(yīng)表面的位置代表線旁“入體”的一側(cè)，并以Zi表示。

4.在圖右側(cè)如作一表。表內(nèi)先填入已知數(shù)據(jù)，其中包括工步尺寸公差、最小余量以及與設(shè)計尺寸一致的工步尺寸及其公差。如例中的A9及A10。工序工藝的設(shè)計

5.對于與工步尺寸不一致的圖紙設(shè)計尺寸Rj(為間接保證尺寸，稱為結(jié)果尺寸)，在最后一欄內(nèi)標(biāo)出。尺寸線的兩端均用圓點表示。表中所有的公差值均要以對稱偏差形式表示。6.按圖查找出所有以結(jié)果尺寸Rj為封閉環(huán)的尺寸鏈，和以余量Zi為封閉環(huán)的尺寸鏈。7.按結(jié)果尺寸的公差TRj校驗組成環(huán)公差。TAi應(yīng)滿足TRj≥∑TAi。若不滿足則應(yīng)修改各相應(yīng)工步尺寸Ai的公差。并填入“修正后”一欄內(nèi)。8.聯(lián)解全部尺寸鏈算式，求解全部工步尺寸Ai。如所示例子，10個工步尺寸除A9,A10已知外，尚有8個未知。而尺寸鏈算式有Z6，Z7，Z8，Z9，Z10，R1，R2，R3共8個，正好可以算出8個未知數(shù)。工序工藝的設(shè)計

±1/2TAi尺寸公差±1/2TZ余量公差Zimin最小余量Zim中間余量Aim名義尺寸初擬修正

I粗車±0.1±0.1±0.1±0.1±0.05±0.112.388.332.7II精車±0.05±0.05±0.02±0.05±0.05±0.015±0.0650.10.265

3.3410.3124.145III平磨±0.02±0.02±0.0850.10.18532.27IV端磨±0.02±0.01±0.015±0.01±0.03±0.0250.050.050.080.07521.06523.99V平磨±0.1±0.1±0.1450.050.19532結(jié)果尺寸±0.3±0.24±0.3531012

②①③④⑤⑥A1A2A4A5A6A7A8A9A10A3R1R2R3Z7Z8Z9Z10Z612±0.353±0.310±0.24240-0.0232±0.1工序工藝的設(shè)計

4.2.2計算機(jī)算法1.用矩陣存貯尺寸聯(lián)系圖4-5尺寸聯(lián)系矩陣DN1N2146102561031610412-10513-106151–1716-11815-119151–11016-11111200121300134600工序工藝的設(shè)計

2.查找尺寸鏈，建立尺寸鏈矩陣圖4-6尺寸鏈矩陣CA1A2A3A4A5A6A7A8A9A10000000000000000000000000000000000000000000000000000-1100-10000010001-10000000010-10000000001-100000001-11-101-11010-11001-10110-1101-1000-101-11工序尺寸工序工藝的設(shè)計

圖4-7尺寸鏈建立流程圖D(K,4)=1?D(K,2)=L?C(I,K)=1L=D(K,3)C(I,K)=-1R=D(K,3)K=1?I=I-1I=1?C(I,K)=1R=D(K,2)C(I,K)=-1L=D(K,2)D(K,3)=R?D(K,3)=L?K=K-1C(I,K)=0B結(jié)束D(K,2)=R?開始N1=10,N2=3I=N1+N2K=N1=10D(I,4)=0?L=D(I,2)R=D(I,3)K=K-1C(I,K)=0K=K-1K=K-1C(I,K)=-1C(I,K)=1D(I,5)=0?D(I,5)=D(I,4)?K=1?BK=I?C(I,K)=0YYYYYYYYNYNY123456789101112131415161718模塊I模塊IINNNNN模塊IIINNNY工序工藝的設(shè)計

3.求解工步尺寸Ai

0-1100-10000010001-10000000010-10000000001-100000001-11-101-11010-11001