内燃机零部件CAPP系统的开发与实现

发布于:2021-09-20 00:25:10

范淑果   韩彦军   李忠林   韩丽萍 : 内燃机零部件 CAPP 系统的开发与实现 表1 槽号
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10. 6 10. 10 10. 13 10. 20 10. 22 10. 25 10. 29 2. 9 2. 6 2. 6 2. 1 2. 1 2. 2 2. 8 3. 0 2. 1 3. 0 3. 0 1. 9 2. 6 2. 7 2. 8 3. 1 2. 6 1. 8 2. 9 3. 0 2. 6 2. 5 2. 2 2. 1 2. 1 2. 2

降酸

2. 6 2. 8 2. 5 2. 3 2. 2 2. 3

2. 4 3. 0 3. 0 2. 7 2. 7 2. 4 2. 8 2. 8 3. 0 3. 0 2. 0

2. 4 3. 0 3. 3

2# 3# 4
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果 ,但实际压力不足从根本上无法克服锈蚀及氧化 皮所带来的影响 。另外喷砂后的防锈随意性很大 , 防锈液配比不固定 。 根据以上的调查分析 , 我们认为产生针孔的主 要原因是产品锈蚀和镀铬溶液成分的有效控制 , 这 几种不同原因造成的针眼现象具有不同的规律性 , 应根据具体现象分析原因 , 区别对待 。如何消除过 程中的锈蚀 ,很好的保证溶液成分稳定和在工艺范 围内是我们今后的工作重点 。

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8#
#

2. 8 3. 3 3. 1 3. 0

10 # 11 # 12 #

3  针对发现的问题 , 我们制定了以下

措施
1  对于锈蚀严重的工件 ,进行除锈处理后再进

3  通过对十几天的废品统计 ,发现在溶液状况

相同时不同的操作者产生的废品数量有明显不同 。 如 10 月 7 日 12 # C Y105 一道针孔 72 片 , 其他三位 操作者均未出现针孔废品 。10 月 14 日 1 # 一操作 者加工俄罗斯 130 油环 ,产生整槽针孔 ,其他操作者 未出 现 一 片 针 孔 。10 月 16 日 5 # 另 一 操 作 者 C Y4100 油环产生整槽针孔 , 其他操作者未出现一 片针孔 。由此可见 , 操作者的操作手法起着一定的 作用 。 在做以上调查时 ,我们发现其他方面的问题 ,如 喷砂机工作时压力为 0. 25 ~ 0. 3M Pa , 要求应达到 0. 4M Pa ,操作者虽通过增加喷砂次数来保证喷砂效

行镀铬加工 。 2  加强工序间防锈和工序间防锈液的管理 ,此 项工作指定专人进行 。
3  对工人进行培训 ,强调工艺纪律执行的严肃

性和重要性以及意义 。 4  对铬酐进厂进行严格的检验 ,确保所有指标 符合要求 。 通过努力 ,随后的针孔废品情况有了明显改观 。

4  结论
由此看来 , 影响镀铬质量的原因很多 。在镀铬 加工过程中 ,只有关注每一个工作细节 ,才能生产出 高质量的产品 。

内燃机零部件 CA PP 系统的开发与实现
Research on CAPP system f or Internal Combustion Engine Parts
范淑果1   韩彦军2   李忠林3   韩丽萍3
( 1. 河北师范大学 ; 2. 石家庄铁道学院 ; 3. 石家庄金刚内燃机零部件集团有限公司)

〔 摘要〕 在我国制造领域 ,目前许多企业在工艺设计中仍采用传统的手工方法进行 ,这已成为企 业引入和采用先进制造手段的一个瓶颈 。为了解决这一问题 ,本文开发了一个适用于内燃机零部 件的计算机辅助工艺设计系统 。该系统以内燃机活塞为研究对象 ,从企业的实际情况出发 ,采用变 异式和交互式两种方法实现工艺设计 ,并且已进行了使用 ,效果显著 。 〔 关键词〕 计算机辅助工艺设计   变异式   交互式 Abstract : In our count ry , process planning is still done by operator in t raditional way in many en2 terprises. It has become a neck2bottle to t he progress of our manufact uring field. As a result , a CAPP system for internal combustion engine part s is developed to meet t he need. In t his paper , a practice CAPP system for piston part s is implemented , and it has been success used. In t he system , t he inter2 active and variant ways are given to help designer to do process planning respectively. Key words : Computer Aided Process Planning ; variant ; interactive
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                       燃 机 配 件                  内 2005 年第 3 期 28

1  系统分析
*几年来 , 随着计算机技术在机械领域的广泛 应用 , 出现了许多成熟的 CAD 系统和企业管理系 统 ,但由于工艺设计和企业联系的紧密性 , 用户对
CAPP 系统的专用性和操作方便性不断提出更高的

Database Connectivity 开放式数据库互联) 技术 。系

要求 。从内燃机零部件行业角度来讲 , 特别是以多 品种 、 变批量为主要特征的生产方式的转变 ,更希望 有一个适合的 CAPP 系统 , 以适应各种先进的生产 模式对工艺设计自动化的需求 。 本文研究 CAPP 系统中的关键技术 , 所以应达 到以下技术目标 : ( 1) 适应性 。在系统安装运行以后 ,不同的企业 可以根据实际生产的背景和拥有制造资源的情况 , 对 CAPP 所需的数据能进行必要的修改和扩充 。数 据的表达方法以及用以实现一定要求的功能都能够 根据应用环境的变化而动态地重新选择 、 组织和构 造。
(2) 实用性 。实用性是系统的重要特点之一 。

类似于手工工艺表格的用户界面可以直观 、 方便地 实现产品信息 、 工艺信息及制造资源信息的输入与 维护 。工艺编辑和派生工具可以快速完成新产品的 工艺设计 。 ( 3) 柔性工艺设计和协同决策 。充分利用制造 工艺和制造资源功能的柔性 , 对同一设计对象生成 多种可选工艺方案 , 以便在与其它相关过程协同决 策时有选择的余地 。 ( 4) 动态工艺设计 。适应制造资源的动态变化 , 产生更符合实际和更加优化的工艺方案 , 更加准确 *兰凵杓 。 ( 5) 人机协同开放式工艺设计 。提供充分和友 好的人工参与决策的机会 , 以充分发挥人和机器各 自的优势 ,使决策结果更准确和实用 。 此外 ,CAPP 系统应能充分考虑到质量 、 成本和 效率 ,有较快的速度 ,使用方便高效 。

2  系统的体系结构
内燃机零部件 CAPP 系统是针对石家庄金刚内 燃机零部件集团有限公司的生产条件 , 以内燃机活 塞类零件为研究对象 , 运用基于特征的零件信息描 述技术和成组技术的工艺设计系统 。系统可对内燃 机零件进行工艺设计 。 系统在 Windows 环境下采用 Powerbuider6. 5 作为程序设计语言 , 并以 AutoCAD2000 为支撑环 境 。数据库与系统之间的接口使用 ODBC ( Open

统采用的是多文档编辑方式 。 系统主要包括零件信息输入与维护 、 工艺设计 、 工艺设计过程管理 、 工艺规程浏览与输出 、 工艺数据 管理 、 用户管理等模块 。各模块的主要功能如下 : 1  零件信息输入与维护模块 通过输入接口输入零部件产品的主要信息 。输 入的零部件信息主要包括 : ( 1) 总体信息 。如产品机型 、 零件图号 、 材料等 。 这些信息是工艺文件的总控信息 , 也是该零部件的 标识信息 。 (2) 分类信息 。主要用于零部件的分类编码 。 该分类编码可以实现在工艺派生时快速查询到与新 零件具有相似工艺的原型零部件 。 ( 3) 特征信息 。通过零件的分层特征描述 ,实现 对零部件特征信息的描述和存储 。 零件信息输入与维护模块可实现零部件数据的 查询 、 、 修改 删除等操作 。 2  工艺设计模块 工艺设计模块包括交互式和变异式 CAPP 两种 形式 。 ( 1) 交互式 CAPP 子模块 。系统提供一个交互 输入工序内容和工步内容的窗口 。工艺人员可以很 方便地添加 、 删除 、 插入 、 移动工序 。在工艺编辑过 程 ,工艺人员还可以很方便地查询各种工艺数据 ,如 设备 、 、 、 、 刀具 夹具 量具 辅具等 。 ( 2) 变异式 CAPP 子模块 。工艺规程采用分层 实现的方法 ,首先 ,利用成组技术 ,从零件整体出发 , 按族整理工艺路线 ,采用派生的方法生成工艺路线 ; 其次 ,基于加工元建立零件特征型面的加工方法 ,利 用加工元完善工序内容 : 由加工元组成工步 ,设备相 同的工步组成工序 。 系统提供了一种基于人机协同机制的工序简图 设计方法 。工艺人员首先使 AU TOCAD2000 处于 激活状态 ,然后在 AU TOCAD2000 环境中绘制工序 图 ,返回到系统后工序简图即可自动刷新 ,并填充于 机械加工工序卡中 , 实现机械加工工序卡的图文合 并输出 。 3  工艺设计过程管理模块 对工艺设计模块的输出结果进行工艺卡片编 号、 校对 、 审核 、 标准化 、 会签和批准 , 形成有效的工 艺文件 。

4  工艺规程输出模块
使用时可按类进行检索 、 、 。主要输出 浏览 打印
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内容包括 : 机械加工工艺过程卡 、 机械加工工序卡 、 机械加工检验卡 、 工艺文件目录 。 5  工艺数据管理模块 工艺数据管理模块包括设备库 、 刀具库 、 量具 库、 夹具库等制造资源数据库和标准工艺路线数据 、 加工元数据库管理等 。如设备库用于存储机床的型 号、 技术参数、 管理和使用状态等 ,工艺人员在进行设 备选择时可以直接查询设备数据库。模块可以对制 造资源库中的加工设备进行插入、 删除、 修改等操作。 标准工艺路线数据管理子模块主要实现典型零 部件成组工艺路线信息的查询 、 修改 、 删除 、 添加等 编辑与维护操作 。各类信息的输入及维护操作均以 符合工艺人员*惯的表格的形式同用户进行交互 , 操作方便 ,输入快捷 。加工元数据管理子模块实现 对加工元信息的维护 。
6  用户管理模块

在输入零件信息后 ,系统对零件进行编码 ,然后 根据零件编码进行工艺设计 。 3. 1   总控界面 用户登录之后 , 将显示 CAPP 系统的总控模块 界面 ,如图 2 所示 。总控模块负责系统的总体调度 。 系统根据权限自动设置登录用户允许使用的模块 , 通过总控模块选择由哪一个模块进行工作 。从界面 上可以看出 ,图示登录用户 “零件信息输入模块” 与 “数据维护模块” 处于不可用状态 。

图2  系统的总控界面

系统提供用户管理模块 , 用于对系统使用人员 及其使用权限进行管理 ,并对用户历史记录浏览 、 查 询。

3. 2   零件信息输入过程

零件信息输入是计算机辅助工艺设计的基础 。 零件信息输入的步骤是 : 检索零件信息 、 输入管理信 息与分类信息 、 按方位面输入基本特征信息和辅助 特征信息 。 系统采用交互式信息输入 。零件管理特征信息 与分类信息输入界面如图 3 所示 。系统依据分类信 息自动进行编码 。单击 “特征信息输入”按钮 ,进入 基本实体特征信息输入界面 。零件基本实体特征信 息输入界面如图 4 所示 。用户可以按提示输入与零 件相关的各类信息 。

3  系统的工作过程与运行界面
系统的设计是在软件工程的哲理指导下进行 的 。系统工作流程图如图 1 所示 。

图3  零件管理特征信息与分类信息输入界面

3. 3   变异式工艺设计

在变异式工艺设计过程 ,依次点击 “导入特征信 息” 工艺路线派生” 工步生成” 工步排序” “ 、 、 “ 、 “ 按 钮 ,系统将生成相应的工艺规程 。工艺路线派生与
图1  内燃机零部件 CAPP 系统工作流程图

工序工步的生成界面如图 5 所示 。
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图7  工序简图设*缑 图4  零件基本实体特征信息输入界面

卡的图文合并输出 。 3. 5   工艺规程浏览与输出 经批准的工艺文件就可以进行输出 。工艺文件 输出界面如图 8 所示 。工艺文件输出包括工艺过程 卡、 机械加工工序卡 、 工艺装备一览表 、 机械加工检 验卡的输出 。由于工艺文件都有自己的企业标准 , 工艺文件格式也有很大差别 。系统按照金刚集团规 定的格式输出工艺文件 。为用户使用方便 , 系统提 供显示输出和打印输出两种工具 。

图5  工艺路线派生与工序工步的生成界面

3. 4   交互式工艺设计

交互式工艺编辑窗口如图 6 所示 。在工艺编辑 窗口中 ,工艺人员可以很方便地修改 、 、 、 添加 删除 插 入和移动工序 。此外系统将工艺数据的查询集成到 编辑窗口中 ,工艺人员可以很方便地查询到各种工 艺数据 ,如设备 、 、 夹具 刀具等 。在编辑工艺的同时 , 用户可以在 “工艺过程卡” 机械加工工序卡” 、 “ 等卡 片之间方便地进行切换 。工序简图设*缑嫒缤 7 所示 。切换到工序简图设计状态 ,点击激活按扭 ,系 统使 AU TOCAD2000 处于激活状态 ; 返回到系统后 工序图即可自动刷新 ,并填充于工序卡中 ,实现工序

图8  工艺文件输出界面

4  结论
本文以实用性为指导 , 研究了内燃机零部件计 算机辅助工艺设计系统 CAPP 系统 。总结系统的开 发过程 ,有以下结论和体会 : ( 1) 建立一个系统要有针对性 。在有针对性的 前提下 ,使系统具有较好的适应性 、 灵活性和可重构 性。 ( 2) 系统将变异式工艺设计 、 交互式工艺设计融 合到一个集成环境中 , 实现了 CAPP 的系统信息模 型、 功能模型及决策逻辑的柔性化和可重配置 ,合理
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图6  工艺编辑界面

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中汽协会车用活塞活塞环委员会 “十一? 专题规划编制小组第一次会议纪要 五”

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适度的人机决策支持机制 , 解决了系统的实用性问 题。 ( 3) 系统实现了工艺编辑与数据查询的实时交 叉 ,提高了工艺设计效率 。 (4) 系统的文件管理模块可迅速 、 准确地查询 、 输出 。系统的输出以石家庄金刚内燃机零部件集团 公司规定形式的工艺过程卡和机械加工工序卡等文 档格式输出工艺决策结果 。 ( 5) 系统按结构程序思想设计 ,实现了零件信息 输入 、 工艺决策 、 工艺文件流程管理 、 工艺结果输出 、 工艺数据管理与维护等功能 。

参考文献
1  赵汝嘉 孙波 . 计算机辅助工艺设计 ( CAPP) [ M ] . 北

京 : 机械工业出版社 ,2003.
2  江*宇 . 网络化计算机辅助设计与制造技术 [ M ] . 北

京 : 机械工业出版社 ,2004.
3  任守榘 . 现代制造系统分析与设计 [ M ] . 北京 : 科学

技术出版社 ,1999.
4  韩彦军 、 任杰 、 刘献丰 . 基于特征的内燃机活塞信息

中汽协会车用活塞活塞环委员会

“十一? 专题规划编制小组第一次会议纪要 五”
   中国汽车工业协会 ( 以下简称中汽协会) 车用活 塞活塞环委员会于 2005 年 5 月 24~26 日在福建武 夷山召开了汽车活塞活塞环 “十一? 专题规划 ( 以 五” 下简称规划) 编制小组第一次会议 。参加会议的有 南*华闽汽车配件工业有限公司 、 仪征双环活塞环 有限公司 、 山东滨州渤海活塞股份有限公司 、 武汉汽 车配件厂 、 东风活塞轴瓦有限公司 、 安庆帝伯格茨活 塞环有限公司 、 石家庄金刚内燃机零部件集团有限 公司等单位的代表共 12 人 。 由中汽协会活塞活塞环委员会秘书长陈大健传 达了今年 3 月份中国汽车工业协会在海南岛组织召 开的各委员会秘书长会议精神 。他指出中汽协会是 受国家发改委的委托组织编制规划的 , 而活塞活塞 环行业规划是汽车行业规划的一个重要组成部分 。
2005 年 4 月底在福州召开的理事会决定成立规划

编制小组 ,由南*华闽汽车配件工业有限公司的专 家担任组长 ,仪征双环活塞环有限公司和山东滨州 渤海活塞股份有限公司的专家担任副组长 , 分别负 责活塞环专题和活塞专题的编写工作 。理事会决定 编制过程不另收编制费用 , 所有经费均由参加编制 的单位支持提供 。他希望借这次机会 , 对行业的有 关信息进行比较全面的统计工作 。为了做好规划的 编制工作 ,工作小组要多进行调查研究 ,特别是一些 在国内行业中有一定知名度的企业 , 使编制出来规 划能最大限度地反映和代表汽车行业实际状态和发 展趋势 。

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描述 [J ] . 内燃机配件 ,2003 ,3 :27228.
Machine Tools. 2000.

并作了 《汽车行业 “十一? 专项 、 五” 专题发展规划》 编

制指导报告 。会上他还向与会代表介绍了我国汽车 趋势及对策等相关信息 。

工业的现状和发展趋势 、 国内外汽车工业发展现状 、 与会代表认真学*了 《汽车行业 “十一? 专 五”

项、 专题发展规划编制说明》 汽车零部件 《 、 “十一? 五”专题规划编制说明》 等有关文件 ,针对活塞活塞 环 “十一? 规划的编制问题进行了热烈的讨论 ,一 五” 议决定的编*燃苹 , 认真开展工作 。本次武夷 山会议作出如下决定 :

致通过了工作小组的划分 , 并表示会后一定按照会

配件工业有限公司总工程师陈大健担任规划编制组 长 ,中汽协会沈宁吾副秘书长担任规划编制顾问 。

特点 ,确定将规划编制小组再分为活塞和活塞环两 个规划编写工作小组 , 即活塞环和活塞规划编写工 山东滨州渤海活塞股份有限公司陈志强担任组长 , 主持各自小组的工作 。

作小组 ,分别由仪征双环活塞环有限公司陈奎彪和

是要得到所在单位领导的大力支持 , 二是要得到骨 通 ,把握进度 ,努力工作 。 ( 中国汽车工业协会 活塞活塞环委员会)
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干企业的大力支持 , 三是大家要相互配合 , 加强沟

5  P N Rao. Manufacturing Technology2Metal Cutting &

中汽协会沈宁吾副秘书长参加了 26 日的会议

1. 通过了规划编制小组名单 。由南*华闽汽车

2. 根据本委员会包含活塞和活塞环两种产品的

与会代表一致认为 ,要做好规划的编制工作 ,一


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