CN103268390B - 带有图形功能的计算机辅助工艺设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有图形功能的计算机辅助工艺设计方法，属于制造自动化技术领域。本方法融合可视化的工艺图形绘制与计算机辅助工艺设计，以工艺知识库为核心，根据零件工艺参数，结合工艺知识库中的工艺知识，在知识推理与图形分解机制的支持下，动态决策零件的加工工艺路线及每道工序，同时自动绘制加工路线中各工序的工艺图，最终生成一本完整的工艺规程；有效的解决工艺编制中的问题，将工艺人员从大量的重复劳动中解脱出来，缩短了生产周期，提高了劳动效率。

Description

带有图形功能的计算机辅助工艺设计方法

技术领域

本发明涉及一种制造系统的工艺设计问题，特别涉及一种带有图形功能的计算机辅助工艺设计方法，属于制造自动化技术领域。

背景技术

计算机辅助工艺设计（ComputerAidedProcessPlan,CAPP）是利用计算机技术辅助工艺人员设计零件从毛坯到成品的制造方法，是将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一种技术。CAPP根据产品设计数据，通过人机交互处理或者是由计算机自动地生成产品加工方法和工艺规程。CAPP系统上与计算机辅助设计（ComputerAidedDesign,CAD）相接，下与计算机辅助制造（ComputerAidedManufacturing,CAM）相连，是连接设计与制造之间的桥梁。

CAPP在企业生产自动化中占有重要地位，因为，设计信息只有通过工艺设计才能生成制造信息，设计只有通过工艺设计才能与制造实现功能和信息的集成。单纯利用计算机辅助工艺设计软件，不能很好的完成工艺规程的设计，总结起来，有以下4个问题：

（1）大量重复劳动

在企业的实际生产中，很多同类零件的工艺规程存在大量的相似内容，然而，由于缺少工艺知识复用的手段和机制，即使面对相似程度很高的两种零件，工艺人员也要逐道工序的分别编制它们的工艺，不但导致大量的重复劳动，也限制了好的工艺知识的积累和推广。

（2）绘图繁琐

上述工艺设计中的重复劳动问题也同样存在于绘图过程中。每本工艺都有大量的图形，繁琐而细致的图形均需工艺人员逐一绘制完成。这给工艺人员带来了很大的工作量，严重降低了工艺编制的效率。

（3）缺乏有效规范

在工艺图绘制方面虽然有统一的标准，但是仍然有一些地方缺乏规范，由于每个工艺人员的工作习惯不同，在工艺编制过程中对于同一个对象可能采取了不同的表示方法，这样就给阅读工艺的工人带来了困扰。

（4）容易造成疏漏

大量繁琐重复的工作容易让人产生疏漏，在实际工作中一次工艺设计通常需要多次审核才能完成，有时甚至在审核后仍存在疏漏。

以上4个问题会导致生产效率降低。如何快速准确的制定工艺规程，使生产效率提升，是目前的一个研究热点。

目前，对CAD/CAPP/CAM集成的研究，多见于将CAD产生的数据通过某种技术手段自动传送到CAPP（计算机辅助工艺设计）中，但是在CAPP中集成图形功能的研究，还尚未发现。

发明内容

本发明的目的是为解决单纯利用计算机辅助工艺设计软件效率较低的问题，提出一种带有图形功能的计算机辅助工艺设计方法，以减少工艺人员的工作量，降低工艺图绘制的繁琐程度。

本发明方法的设计原理为：融合可视化的工艺图形绘制与计算机辅助工艺设计，以工艺知识库为核心，根据零件工艺参数，结合工艺知识库中的工艺知识，在知识推理与图形分解机制的支持下，动态决策零件的加工工艺路线及每道工序，同时自动绘制加工路线中各工序的工艺图，最终生成一本完整的工艺规程。

所述工艺规程为指导施工的技术文件，包括：零件加工的工艺路线；加工路线中所有工序的工序卡片；工艺装备表。

一种带有图形功能的计算机辅助工艺设计方法，具体包括如下步骤：

步骤1，对于不同类别及类型的零件，分别收集其加工信息，整理并分为13类，再分别以不同的形式存储到计算机的工艺知识库中，建立工艺知识库。

对于分类后同一类别和类型零件，所述工艺知识库中的13类信息在工艺知识库中存储的形式为：

1）零件特征列表：由零件的类别和类型确定，包含所有的零件特征。

2）零件加工路线：按照零件具有的特征进行区分，建立零件特征与加工路线的对应关系。

3）加工路线的工序：根据加工路线，建立零件加工路线与加工路线包含的工序的对应关系。

4）工序卡片类型：按照工序的加工性质区分各道工序的卡片类型，将其作为工序属性。

5）卡片类型的结构：以工序的卡片类型为索引，确定所有卡片类型的结构，包括卡片的布局方式、卡片中表格的结构。卡片中的表格包括当前加工工序的公司、分厂、车间信息，零件的基本信息，工序名称及编号，加工该工序的设备信息、工艺装备，审核表格，页码表格。其中零件的基本信息包括零件所属的类别、类型、名称、代号、专业类别、加工车间及毛坯信息。毛坯信息包括毛坯的材料牌号、种类、尺寸、质量、每制件数、基数、硬度及制件单位。

6）设备基本信息列表：包括所有设备的类型、名称、型号、所在车间、加工方式、加工范围、加工精度。

7）工序的可用加工设备列表：根据工序的加工方式，以及加工该工序的设备需具有的加工范围、加工精度，比对设备基本信息列表，确定各工序的可用加工设备，作为工序的一个属性。

8）零件特征变化：包括零件特征的加工情况、特征的尺寸标注值、规格的变化情况；根据工序的加工属性，以工序名称为索引，建立工序和该工序加工所引起零件特征变化的映射关系。

所述规格包括零件各特征的形位公差及粗糙度。

9）零件加工余量变化：对于零件加工过程中的每一道工序，通过收集整理加工余量的资料，确定加工余量变化的经验公式，以工序名称为索引，存储加工余量变化的经验公式及公式中的参数，具体包括特征的尺寸标注值、规格要求的变化，是对工序加工所引起的零件特征变化的量化。

10）工序标记及标记位置列表：以工序的加工设备和加工方式为索引，根据工序的加工设备和加工方式确定工序包含的标记及标记所在位置。标记位置能有多个。

11）工序技术要求及注释列表：根据工序的加工要求，以工序名称为索引，建立每道工序固有的技术要求及注释列表。

12）工艺装备信息：以图号为索引，包括工艺装备的类型、名称、图号、加工范围、加工精度。

13）工序的工艺装备：以工序名称为索引，根据工序的加工性质，建立每道工序与其需使用的工艺装备图号的映射关系。

所述零件为需要加工产品的统称。所述工序为零件加工过程中的一次加工。所述工序卡片用来描述工序加工，包括表格和工艺图。

步骤2，根据实际被加工零件，获取制定工艺规程所需的零件工艺参数。

步骤2.1，获取工序卡片表格中的部分内容

根据实际被加工零件，填充工艺知识库中工序卡片的表格内容中加工该零件的公司、分厂、车间，零件的基本信息。

步骤2.2，获取零件的特征

根据步骤2.1获得的零件基本信息中零件所属类别和类型，查找步骤1建立的工艺知识库中的零件特征列表，从中选取被加工零件包含的多个特征。

步骤2.3，获取零件每个特征对应的尺寸标注值、规格要求

根据步骤2.2确定的零件特征，查找工艺知识库中存储的零件特征变化，获取被加工零件每个特征对应的尺寸标注值、规格要求，作为工艺参数。

步骤3，动态决策零件的加工路线及其包含的工序

查找工艺知识库中零件加工路线、加工路线的工序，根据步骤2获取的零件的类别、类型以及几何特征，动态决策待加工零件的加工路线及零件加工路线包含的工序，并按顺序为工序编号。

步骤4，根据步骤3中得到的零件加工路线、包含的工序，及步骤2获取的零件工艺参数，查找计算机存储的工艺知识库，利用计算机辅助推导得到每一道工序的加工信息。每一道工序的加工信息具体包括以下6个方面：

1）对应的工序卡片类型。

2）可用加工设备及其基本信息。

3）零件特征变化。根据知识库中关于零件加工余量的变化信息，从零件的成品状态向前推理，得到每道工序加工引起的特征变化值。所述特征变化值包括特征的标注值，形位公差值及粗糙度要求。

4）标记及标记位置。

5）技术要求及注释。包含两部分内容：一是在知识库中确定的固有技术要求及注释；二是额外的技术要求及注释，通过让用户输入的方式获得。

6）加工中所需工艺装备。

步骤5，分别编制每一道工序的工序卡片，具体编制方法为：

步骤5.1，绘制工序卡片中表格部分的内容

结合步骤2至步骤4获得的被加工零件的实际信息，绘制并填充工序卡片表格。

步骤5.2，绘制工序卡片中的工艺图

所述工艺图为零件经过当前工序加工后所具有的特征及尺寸标注值、规格、标记、技术要求及注释。

工艺图的绘制包括如下步骤：

步骤5.2.1，建立工艺图模型

根据步骤2获取的零件工艺参数，以及步骤4中获取的每一道工序的加工信息，建立每道工序中零件的工艺图模型。

步骤5.2.2，将工艺图模型分解为图形特征

将给定的一张工艺图模型分解为以下图形特征：工艺图的主图、工艺图的附图、尺寸标注值、规格、标记、技术要求、注释。

其中，工艺图的主图根据不同的零件类型，根据步骤2.2所选择的零件特征，分解为若干主图特征；

工艺图的附图按照步骤2.2中选择的零件特征进行分解，作为主图的补充，是主图中某一特征的局部放大图或是从另一个角度查看零件所得到的图形；

尺寸标注值指工艺图中每一个特征的尺寸标注，与各个特征紧密联系在一起，通过对工艺图主图及附图的拆分，区别出不同的标注，确定各个标注的位置，并按照标注的类型从零件中心向两端的顺序进行编号；

规格是指工艺图中对零件的形位公差和粗糙度的要求，与各个特征紧密联系在一起的，通过对工艺图主图及附图的拆分，区别出不同的规格，确定其位置，并按规格名称的缩写进行编号；

标记是指零件加工过程中的基准要素，工艺图中的装卡标记，定位标记及附图标记，标记是与当前工序的加工设备相关的，通过步骤1中建立的工艺知识库，结合当前工序的加工设备确定标记的类型与位置；

在确定了图形模型的除技术要求和注释的特征位置后，在绘图区域的空白部分填写技术要求和注释，技术要求与注释均采用纯文本矩形框的形式。

步骤5.2.3，将图形特征分解为计算机能绘制的基本图形元素

将步骤5.2.2中涉及的所有图形特征分解为计算机能绘制的基本图形元素，所述图形元素包括：点；直线；圆弧；矩形；多边形；多项式曲线；贝塞尔曲线；文本。

步骤5.2.4，绘制基本图形元素，完成工艺图的绘制

采用计算机绘制所有基本图形元素，形成各个图形特征，并组合为可视化多维图形，最终形成工艺图。

步骤6，统计工序卡片，生成工艺装备表

统计并汇总步骤4得到的每一道工序使用的工艺装备，生成工艺装备表，并在每张工序卡片的表格内容中填入页码信息。至此，完成了工艺规程的编制。

有益效果

本发明方法为一套带有图形功能的计算机辅助工艺设计方法，包括工艺知识库的建立，零件工艺参数的获取，零件加工路线的动态决策，零件加工中每道工序加工信息的推理，带有工艺图的工序卡片的计算机辅助编制及工艺装备表的生成。本方法可以有效的解决工艺编制中的问题，将工艺人员从大量的重复劳动中解脱出来，缩短了生产周期，提高了劳动效率，解放了生产力。

附图说明

图1为一种带有图形功能的计算机辅助工艺设计方法的原理图；

图2为具体实施方式中行星齿轮磨两端面工序的特征参数输入参照图；

图3为具体实施方式中行星齿轮磨两端面工序的特征参数输入数值图；

图4为具体实施方式中行星齿轮的工艺图模型和分解方式示意图；

图5为具体实施方式中行星齿轮磨两端面工序的工序卡片。

具体实施方式

以下，将以一类渗碳淬火行星齿轮（以下简称“一类行星齿轮”）工艺规程的编制为例，结合附图，说明本发明的具体实施方案。需要声明的是，本发明的方法不仅适用于此类行星齿轮，也适用于所有可用计算机辅助进行工艺设计的零件、部件或成品。

本发明的重点和创新点有两方面：一是工艺知识库的建立，二是在计算机辅助工艺设计中加入工艺图绘制功能，因此在具体实施方案中，将着重说明这两方面的内容。

下面将根据发明内容，对一类行星齿轮的带有图形功能的计算机辅助工艺设计方法进行阐述，具体包括如下步骤：

步骤1，建立一类行星齿轮工艺知识库

对于一类行星齿轮，收集其加工信息，整理并分为13类，再分别以不同的形式存储到计算机的工艺知识库中，建立一类行星齿轮工艺知识库。

所述一类行星齿轮工艺知识库中的13类信息存储的形式为：

1）零件特征列表，包含以下特征：内孔、内孔槽、端面、外圆、倒角、圆角、减重槽、减重孔、齿。

2）零件加工路线：按照零件具有的特征进行区分，建立零件特征与加工路线的对应关系，将对应关系存储到知识库中。

在一类行星齿轮中，根据齿的模数的不同、零件加工精度的不同、零件特征的有无等条件可以确定若干条零件的加工路线，顺序为其编号并以列表形式存储在知识库中。

3）加工路线包含的工序：由加工路线确定，建立零件加工路线与加工工序的对应关系，具体体现在加工路线名称与包含的工序列表的对应关系上，将这种关系存储到知识库中。

4）工序的卡片类型：按照工序的加工性质区分各道工序的卡片类型并进行编号，如车工工序使用“工序卡片（二）”类型，检验工序使用“工艺图+工序卡片（一）”组合的类型，工序的卡片类型作为工序的属性存储在知识库中。

5）所有卡片类型的结构：以工序的卡片类型为索引，确定所有卡片类型的结构，包括卡片的布局方式、卡片中表格的结构。

例如“工序卡片（二）”是由卡片表格、工艺图、工序加工的设备、加工过程中使用的工艺装备组成的，而“工艺图”仅包含卡片表格和工艺图，“工序卡片（一）”包含卡片表格、工序加工的设备、加工过程中使用的工艺装备、工步内容等组成。

6）设备的基本信息：按照所有设备的类型、名称、型号、所在车间、加工方式、加工范围、加工精度区分并以列表方式存储在知识库中。

例如在一类行星齿轮的加工中，钻床可分为立式钻床和摇臂钻床，两种钻床又分别有不同的型号，不同型号的钻床具有不同的名称，其所在车间、加工方式、加工范围与精度均存在差异，把这些钻床以列表的形式存储在知识库中。

7）工序的可用加工设备：根据工序的加工方式，加工该工序的设备应具有的加工范围、加工精度，比对知识库中的设备基本信息，确定工序的可用加工设备，作为工序的一个属性，以列表的形式存储到知识库中。

例如在钻孔工序中，可以根据钻孔时需要的加工方式及孔的尺寸范围、精度，比对知识库中钻床的信息，选择可以加工钻孔工序的钻床，并以列表方式存储到知识库中。

8）工序加工所引起的零件特征变化：包括零件特征的加工情况、特征的尺寸标注值、规格的变化情况；根据工序的加工特性，建立工序和该工序所引起零件特征变化的映射关系，以工序名称为索引存储到知识库中。

例如钻孔工序会使零件特征发生了改变，使其具有了减重孔，随之而来就有了减重孔的尺寸标注值、规格要求等，以上说明了钻孔工序与其所引起的零件特征变化的映射关系，将这种关系存储到工艺知识库中。

9）零件加工余量的变化：是对工序加工所引起的零件特征变化的量化，包括特征的尺寸标注值、规格要求的变化。

例如在钻孔工序中，要计算减重孔的尺寸标注值和规格要求，就要收集资料并确定尺寸标注值和规格要求的加工余量变化公式，这个公式及其相关参数存储到知识库中，以便后续推理使用。

10）工序包含的标记及标记的位置：根据工序的加工设备和加工方式可确定工序包含的标记及标记可在的位置。

例如在钻孔工序中，装卡、定位标记的有无和位置是由工序的加工设备及加工方式确定的。使用立式钻床和摇臂钻床时，由于设备的加工方式不同，有立式加工和卧式加工之分，因此装卡、定位标记的位置会有所不同，因此需要在知识库中记录钻孔工序中可包含的标记及标记可能的所有位置，以便后续推理确定实际应有标记及其位置。

11）工序的技术要求及注释：根据工序的加工要求，以工序名称为索引，建立每道工序固有的技术要求及注释列表，存储到知识库中。

例如在磨两端面时，要求两端面余量均匀，这个技术要求就是磨两端面所固有的，需要在这一步中存储到知识库中。

12）工艺装备的基本信息：按工艺装备的类型、名称、图号、加工范围、加工精度区分，并以图号为索引存储在知识库中。

例如用来加工齿形的工艺装备有滚刀和插齿刀，这两类工艺装备的类型和名称不同，而对于其中一类工艺装备，又可以按照加工范围、加工精度区分每一个工艺装备，并为其编制唯一的图号，以图号为索引将工艺装备的基本信息存储到知识库中。

13）工序的工艺装备：根据工序的加工性质可确定该工序应使用的工艺装备，以工序名称为索引，建立每道工序与其使用的工艺装备的图号的映射关系，并将映射关系存储到知识库中。

例如在加工齿形时，根据齿的形状结构可以选择使用滚刀或者插齿刀，而根据齿的尺寸，数量等信息可以确定哪些滚刀或者插齿刀是可用的，也就是确定可用工装的图号，将工序名称与图号的映射关系存储到知识库中。

步骤2，获取制定工艺规程所需的零件工艺参数

本实施例中，对行星齿轮进行计算机辅助设计，按以下步骤分别获取其工艺参数。

步骤2.1，获取工序卡片表格中的部分内容

填充工艺知识库中工序卡片表格内容中加工该零件的公司为“公司示例”，分厂为“分厂示例”，车间为“车间示例”，零件的基本信息包括以下内容：

零件的类别为“齿轮”，类型为“行星齿轮”，名称为“示例行星齿轮”，代号为“SHILI”，专业类别为“机加”，加工车间为“车间示例”，毛坯信息包括：毛坯的材料牌号为“毛坯材料牌号示例”，毛坯的种类为“锻件”，毛坯尺寸为“100×100”，毛坯的质量为“20Kg”，每制件数为“8”，基数为“1”，硬度为“HB≤285”，制件单位为“毛坯制件单位示例”。

步骤2.2，获取零件的特征

由于在2.1中，获取的零件所属类别为“齿轮”，类型为“行星齿轮”，因此根据在步骤1中建立的一类行星齿轮工艺知识库的零件特征列表，选择示例行星齿轮包含的特征，这些特征有：内孔、内孔槽、端面1、外圆1、内孔倒角、倒角1、齿。

步骤2.3，获取零件每个特征对应的尺寸标注值、规格要求

根据图2所示的示例行星齿轮特征参数输入参照图，分别在图中的标号位置填充数值，具体数值如图3所示。

图2所示的示例行星齿轮特征参数输入参照图，包含了工艺图的主图、剖面图、尺寸标注值及规格要求。其中主图即图形的整体部分，包括内孔、内孔槽、端面1、外圆1、内孔倒角、倒角1、齿；剖面图为齿的剖面图，位置在主图中以“A--A”标记出，并按照1:1比例绘制在图形右下角；尺寸标注值包含了径向尺寸、轴向尺寸、倒角尺寸，径向尺寸包括径向尺寸A（JA）、径向尺寸B（JB）、径向尺寸F（JF）、径向尺寸G(JG)，轴向尺寸包括轴向尺寸A（ZA）、轴向尺寸C（ZC）、轴向尺寸D（ZD）、轴向尺寸E（ZE）、轴向尺寸J（ZJ）、轴向尺寸K（ZK），倒角尺寸包括倒角尺寸A（DA）、倒角尺寸B（DB）、倒角尺寸I(DI)、倒角尺寸J(DJ)；规格要求包含了形位公差及粗糙度，其中行为公差包含端面跳动A（DMTDA）、端面跳动B（DMTDB）、分度圆跳动（FDYTD）、外圆跳动（WYTD）、内孔圆柱度（YZD），粗糙度包括端面A粗糙度（DMA）、端面B粗糙度（DMB）、内孔粗糙度（NK）、外圆粗糙度（WY）、分度圆粗糙度（FDY）、剖面A粗糙度（PMA）、剖面B粗糙度（PMB）、其余粗糙度（QY）。

这里需要说明的是图2中的ZE尺寸在图3中没有标注，这是由于尺寸链约束可以根据ZA-ZD确定ZE，因此无需输入ZE。图3在JG的下面多出了一个基准要素A的标记，这表示DMTDA、DMTDB、FDYTD、WYTD均以JG所在的内孔为基准。

步骤3，动态决策零件的加工路线及其包含的工序

查找步骤1建立的行星齿轮工艺知识库，根据步骤2获取的零件类别、类型及几何特征，决策加工零件的加工路线并按顺序为工序编号。对于示例行星齿轮，得到的加工路线为：0锻造，5粗车1，10粗车2，15精车1，20精车2，25车外圆，30J车工工序检验，35去毛刺，40粗滚齿，45精滚齿，50倒齿角、去毛刺，55J热前检验，60热处理，65磨两端面，70退磁，75做标记，80粗磨内孔，85磨外圆，90精磨内孔，95粗磨齿，100精磨齿，105清理零件，110J最后检验，交库。

步骤4，根据步骤3得到的零件加工路线、包含的工序，及步骤2获取的零件工艺参数，查找计算机存储的工艺知识库，得到每一道工序的加工信息，包括以下6个方面。此处以第65号工序，磨两端面为例进行说明。

1）对应的工序卡片类型：为“工序卡片（二）”。

2）可用的加工设备：包括“平面磨床，型号1”、“平面磨床，型号2”、“平面磨床，型号2”。本例中选择了“平面磨床，型号1”。

3）零件特征变化：根据知识库中关于零件加工余量的变化信息，从零件成品状态向前推理可知此工序中变化的特征对应的参数标号分别为ZA、ZJ、DMA、DMB，对应的数值分别为 DMA=0.8，DMB=0.8。

4）标记及标记位置：在端面1左侧有定位标志，在端面1右侧有二次定位标志。

5）技术要求及注释：此工序不包含固有的技术要求及注释，不包含用户输入的额外的技术要求，包含用户输入的额外的注释，内容为“两端面余量均匀”。

6）加工总所需的工艺装备：此工序不含加工中所需工艺装备。但在第80工序粗磨内孔中，包含“检验心轴”等工艺装备，另外在其他工序中也包含相关工艺装备。

步骤5，分别编制每一道工序的工序卡片，具体编制方法为：

步骤5.1，绘制工序卡片中表格部分的内容

结合步骤2至步骤4获得的被加工零件的实际信息，绘制并填充工序卡片表格。

步骤5.2，绘制工序卡片中的工艺图

所述工艺图表示零件经过当前工序加工后所具有的特征及尺寸标注值、规格、标记、技术要求及注释。图4为一类行星齿轮工艺图模型分解方式示意图。

工艺图的绘制包括如下步骤：

步骤5.2.1，建立工艺图模型

对于一类行星齿轮，用户在新建工艺规程时选择零件的几何特征，这些特征包括零件是否有内孔槽、减重槽和减重孔并且确定了零件端面、外圆的数量以及圆角和倒角的位置和数量等。根据这些参数，系统可以建立工艺图的模型。

以第65号工序，磨两端面为例，其工艺图模型包含主图、标注、规格、标记、说明文字。

步骤5.2.2，将工艺图模型分解为图形特征

为了便于说明，我们在这里将图形特征分为两个层面：抽象特征和实例特征。

抽象特征是为了说明和理解方便，对实例特征进行的分类，并不具有实际意义。抽象特征包括工艺图的主图、工艺图的附图、尺寸标注值、规格、标记、说明文字。在一类行星齿轮中，工艺图的附图包含局部放大图和剖面图。

特征实例对应说明内容中的图形特征，是具有实际意义的。为了说明和理解方便，按照抽象特征依次进行说明：

1）工艺图的主图、工艺图的附图包含以下特征：内孔、内孔槽、端面、外圆、倒角、圆角、减重槽、减重孔、齿；

2）尺寸标注值按照所属特征的不同进行区分，并按照以下方式分类：径向尺寸、轴向尺寸、倒角尺寸、圆角尺寸；

3)规格按照所属特征的不同进行区分，并按以下方式分类：形位公差、粗糙度；

4)标记分解为：基准要素、装卡标志、定位标志、端面标记；

5)说明文字分为：技术要求、注释。

以第65号工序，磨两端面为例，其工艺图模型可按以下规则进行分解：主图可以分解为内孔、内孔槽、端面1、内孔倒角、倒角1、齿；标注可分解为径向尺寸、轴向尺寸；规格可分解为粗糙度；标记可分解为定位标志；说明文字可分解为注释。其中径向尺寸包含图2所示的JA，轴向尺寸包含图2所示的ZJ，粗糙度包含图2所示的DMA、DMB，定位标志包含定位、二次定位。

步骤5.2.3，将图形特征分解为计算机能绘制的基本图形元素

将步骤5.2.2中涉及的所有图形特征分解为计算机能绘制的基本图形元素，所述图形元素包括：点；直线；圆弧；矩形；多边形；多项式曲线；贝塞尔曲线；文本。

所有的图形特征都是由基本图形特征元素组成的。这些图形元素包括：点；直线；圆弧；矩形；多边形；多项式曲线；贝塞尔曲线；文本。

以磨两端面的工艺图中的内孔为例，内孔是由一个矩形组成的，可分解为一个矩形。类似的，通过分析，系统可以将所有的图形特征分解为计算机可绘制的基本图形元素。

步骤5.2.4，绘制基本图形元素，完成工艺图的绘制

采用计算机绘制所有基本图形元素，形成图形特征，并组合为可视化多维图形，最终形成工艺图。

系统通过对基本图形元素的绘制，完成了图形特征的绘制，对这些图形特征进行组合，就形成了一张行星齿轮的工艺图。

第65号工序，磨两端面的工序卡片如图5所示。

步骤6，统计工序卡片，生成工艺装备表

统计并汇总步骤4得到的每一道工序使用的工艺装备，生成工艺装备表，并在每张工序卡片的表格内容中填入页码信息。至此，完成了工艺规程的编制。

应该理解的是，本实施方式只是本发明实施的具体实例，不应该是本发明保护范围的限制。在不脱离本发明的精神与范围的情况下，对上述内容进行等效的修改或变更均应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种带有图形功能的计算机辅助工艺设计方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1，对于不同类别及类型的零件，分别收集其加工信息，整理并将同一类别和类型零件加工信息分为13类，再分别以不同的形式存储到计算机的工艺知识库中，建立工艺知识库；

所述13类信息在工艺知识库中存储的形式为：

1)零件特征列表：由零件的类别和类型确定，包含所有的零件特征；

2)零件加工路线：按照零件具有的特征进行区分，建立零件特征与加工路线的对应关系；

3)加工路线的工序：根据加工路线，建立零件加工路线与加工路线包含的工序的对应关系；

4)工序卡片类型：按照工序的加工性质区分各道工序的卡片类型，将其作为工序属性；

5)卡片类型的结构：以工序的卡片类型为索引，确定所有卡片类型的结构，包括卡片的布局方式、卡片中表格的结构；卡片中的表格包括当前加工工序的公司、分厂、车间信息，零件的基本信息，工序名称及编号，加工该工序的设备信息、工艺装备，审核表格，页码表格；其中零件的基本信息包括零件所属的类别、类型、名称、代号、专业类别、加工车间及毛坯信息；毛坯信息包括毛坯的材料牌号、种类、尺寸、质量、每制件数、基数、硬度及制件单位；

6)设备基本信息列表：包括所有设备的类型、名称、型号、所在车间、加工方式、加工范围、加工精度；

7)工序的可用加工设备列表：根据工序的加工方式，以及加工该工序的设备需具有的加工范围、加工精度，比对设备基本信息列表，确定各工序的可用加工设备，作为工序的一个属性；

8)零件特征变化：包括零件特征的加工情况、特征的尺寸标注值、规格的变化情况；根据工序的加工属性，以工序名称为索引，建立工序和该工序加工所引起零件特征变化的映射关系；

所述规格包括零件各特征的形位公差及粗糙度；

9)零件加工余量变化：对于零件加工过程中的每一道工序，通过收集整理加工余量的资料，确定加工余量变化的经验公式，以工序名称为索引，存储加工余量变化的经验公式及公式中的参数，具体包括特征的尺寸标注值、规格要求的变化；

10)工序标记及标记位置列表：以工序的加工设备和加工方式为索引，根据工序的加工设备和加工方式确定工序包含的标记及标记所在位置；

11)工序技术要求及注释列表：以工序名称为索引，建立每道工序固有的加工技术要求及注释列表；

12)工艺装备信息：以图号为索引，包括工艺装备的类型、名称、图号、加工范围、加工精度；

13)工序的工艺装备：以工序名称为索引，建立每道工序与其需使用的工艺装备图号的映射关系；

所述零件为需要加工产品的统称；所述工序为零件加工过程中的一次加工；所述工序卡片用来描述工序加工，包括表格和工艺图；

步骤2，根据实际被加工零件，获取制定工艺规程所需的零件工艺参数；

步骤2.1，获取工序卡片表格中的部分内容

填充工艺知识库中工序卡片的表格内容中实际被加工零件的公司、分厂、车间，零件的基本信息；

步骤2.2，获取零件的特征

根据步骤2.1获得的零件基本信息中零件所属类别和类型，查找步骤1建立的工艺知识库中的零件特征列表，从中选取被加工零件包含的特征；

步骤2.3，获取零件每个特征对应的尺寸标注值、规格要求

根据步骤2.2确定的零件特征，查找工艺知识库中存储的零件特征变化，获取被加工零件每个特征对应的尺寸标注值、规格要求，作为工艺参数；

步骤3，动态决策零件的加工路线及其包含的工序

查找工艺知识库中零件加工路线、加工路线的工序，根据步骤2获取的零件的类别、类型以及几何特征，动态决策待加工零件的加工路线及零件加工路线包含的工序，并按顺序为工序编号；

步骤4，根据步骤3中得到的零件加工路线、包含的工序，及步骤2获取的零件工艺参数，查找计算机存储的工艺知识库，利用计算机辅助推导得到每一道工序的加工信息；每一道工序的加工信息具体包括以下6个方面：

1)对应的工序卡片类型；

2)可用加工设备及其基本信息；

3)零件特征变化；

4)标记及标记位置；

5)技术要求及注释；

6)加工中所需工艺装备；

步骤5，分别编制每一道工序的工序卡片，具体编制方法为：

步骤5.1，结合步骤2至步骤4获得的被加工零件的实际信息，绘制并填充工序卡片表格；

步骤5.2，绘制工序卡片中的工艺图

所述工艺图为零件经过当前工序加工后所具有的特征及尺寸标注值、规格、标记、技术要求及注释；

工艺图的绘制包括如下步骤：

步骤5.2.1，根据步骤2获取的零件工艺参数，以及步骤4中获取的每一道工序的加工信息，建立每道工序中零件的工艺图模型；

步骤5.2.2，将工艺图模型分解为图形特征

将给定的一张工艺图模型分解为以下图形特征：工艺图的主图、工艺图的附图、尺寸标注值、规格、标记、技术要求、注释；

其中，工艺图的主图根据不同的零件类型，根据步骤2.2所选择的零件特征，分解为对应的主图特征；

工艺图的附图按照步骤2.2中选择的零件特征进行分解，作为主图的补充，是主图中某一特征的局部放大图或是从另一个角度查看零件所得到的图形；

尺寸标注值指工艺图中每一个特征的尺寸标注，与各个特征紧密联系在一起，通过对工艺图主图及附图的拆分，区别出不同的标注，确定各个标注的位置，并按照标注的类型从零件中心向两端的顺序进行编号；

规格是指工艺图中对零件的形位公差和粗糙度的要求，与各个特征紧密联系在一起的，通过对工艺图主图及附图的拆分，区别出不同的规格，确定其位置，并按规格名称的缩写进行编号；

标记是指零件加工过程中的基准要素，工艺图中的装卡标记，定位标记及附图标记，标记是与当前工序的加工设备相关的，通过步骤1中建立的工艺知识库，结合当前工序的加工设备确定标记的类型与位置；

在确定了图形模型的除技术要求和注释的特征位置后，在绘图区域的空白部分填写技术要求和注释，技术要求与注释均采用纯文本矩形框的形式；

步骤5.2.3，将步骤5.2.2中涉及的所有图形特征分解为计算机能绘制的基本图形元素；

步骤5.2.4，采用计算机绘制所有基本图形元素，形成各个图形特征，并组合为可视化多维图形，最终形成工艺图；

步骤6，统计并汇总步骤4得到的每一道工序使用的工艺装备，生成工艺装备表，并在每张工序卡片的表格内容中填入页码信息；至此，完成了工艺规程的编制。

2.根据权利要求1所述的带有图形功能的计算机辅助工艺设计方法，其特征在于：步骤4中每道工序的零件特征变化获取方法为：根据知识库中关于零件加工余量的变化信息，从零件的成品状态向前推理，得到每道工序加工引起的特征变化值；所述特征变化值包括特征的标注值，形位公差值及粗糙度要求。

3.根据权利要求1所述的带有图形功能的计算机辅助工艺设计方法，其特征在于：步骤4中每道工序的技术要求及注释包含两部分内容：一是在知识库中确定的固有技术要求及注释；二是用户输入的额外的技术要求及注释。

4.根据权利要求1所述的带有图形功能的计算机辅助工艺设计方法，其特征在于：所述图形元素包括：点；直线；圆弧；矩形；多边形；多项式曲线；贝塞尔曲线；文本。