基于拉延模具數(shù)控加工中CAPP技術(shù)的研發(fā)與應用

王秋鵬

（西安鐵路職業(yè)技術(shù)學院，陜西西安 710014）

1 拉延模具數(shù)控加工中CAPP模板的研發(fā)

1.1 模板定義

模板技術(shù)是一種基于設(shè)計方法和事物相似性的復用技術(shù)，它的基本思想為：在一類相似事物里抽象出框架模板，任何類似事物都可作為以模板當做超類派生類型的實例，它的核心便是參數(shù)化變異和重用設(shè)計信息。

拉延模具模板化技術(shù)運用計算機的CAM技術(shù)，通過對模板的定制能把正確有效并經(jīng)過加工驗證的程序作為模板文件備用，當要加工同類零件之時，只需對模板文件進行調(diào)用便能實現(xiàn)模板的制作，從而使數(shù)控編程的效率和質(zhì)量得到最大程度上的提升。

分析和分解車身零件以及成形模具，便能發(fā)現(xiàn)覆蓋件的模具有模板化的特征。在構(gòu)建模板之時需做好如下幾方面的工作：一方面是構(gòu)建拉延模具模板的幾何模型；另一方面便是知識性對工廠設(shè)計經(jīng)驗加以轉(zhuǎn)化，以便形成相應知識模型，在知識模型和幾何模型融合之后，數(shù)控加工的模板便建立起來了。

1.2 PowerMILL軟件在拉延模具里的應用

由于PowerMILL所開放的二次開發(fā)接口與宏、模板等的功能，實現(xiàn)了數(shù)控編程的知識化。它通過提供刀具路徑的編輯工具，優(yōu)化、編輯并對刀具路徑的產(chǎn)生過程進行仿真模擬，從而使機床加工的效率得以提高。除此之外，它也會允許用戶對CAPP模板進行自定義加工，如此一來，便能使相似零件CAM編程效率得以提升。CAPP模板正是建立在PowerMILL軟件下而開發(fā)出的模具數(shù)控加工CAPP工藝模板。

1.3 拉延模具的數(shù)控加工中模板開發(fā)

CAPP技術(shù)的開發(fā)先是按照模具結(jié)構(gòu)特征加工的工藝性，通過對其加工工藝流程進行確定，并按照工藝特點，與PowerMILL軟件的加工策略相結(jié)合，按照規(guī)則讓結(jié)構(gòu)特征作為加工對象，接著再進行加工策略的選擇，并對加工工藝的參數(shù)進行定義，從而完成加工程序的創(chuàng)建過程，最后通過CAPP模板形式保存于PowerMILL軟件的加工策略里。系統(tǒng)通過將拉延模具中的所有工藝流程對應的工藝參數(shù)和加工策略通過上述形式加以保存，便完成了拉延模具模板的開發(fā)。

2 拉延模具數(shù)控加工CAPP技術(shù)的應用

2.1 應用成組技術(shù)

所謂的成組技術(shù)指的是對加工零件類型根據(jù)結(jié)構(gòu)共性或工藝共性進行分組歸類，以便使用相同工藝設(shè)備，從而使小批量零件在工序相等前提之下能集中起來進行大批量加工，然后應用進行大批量生產(chǎn)時的加工方式和設(shè)備，并結(jié)合數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和成組技術(shù)，可以迅速而準確從各類零件里將相似零件系統(tǒng)整理出來。作為設(shè)計部門可以根據(jù)零件的形狀特征將圖紙進行集中分類，用標準化的形式使零件種類得以減少，從而使設(shè)計時間得以縮短。根據(jù)零件的加工技術(shù)、尺寸、形狀的相似性，加工部門對零件進行整理分類，并組成加工組，然后各加工組再使用工夾具和專用基床，使機床的自動化專業(yè)化程度得到進一步的提升。

對典型覆蓋件模具的零件，例如拉延具里的壓邊圈、上下模等，它們的加工工藝相對來說比較成熟，甚至有些還形成了標準工藝?？偨Y(jié)和歸納典型模具的零件加工工藝，獲得此類零件的加工工藝，從而用于對該類零件機械加工進行指導。

2.2 基于實例的推理技術(shù)應用

在模具零件里非標準件結(jié)構(gòu)差異和幾何形狀差異比較大，并且加工的方式變化也很大，而且伴隨不同的車間制造資源，也會不斷的調(diào)整加工方式，讓它們之間的相似性可以更小，所以在進行工藝設(shè)計之時很難用檢索式的方法。現(xiàn)如今在國內(nèi)模具行業(yè)中尚未見到模具制造和設(shè)計的CASPP軟件，這說明這一系統(tǒng)并不完善，例如派生式的系統(tǒng)一定要有樣板文件，不能解決無相似文件零件系統(tǒng)，還有就是，專家系統(tǒng)制約著創(chuàng)成式系統(tǒng)，使得CAPP技術(shù)目前仍處在簡單應用和理論研究的階段；另外也反映出企業(yè)在CAPP上存在認識誤區(qū)，而更重要的一點是模具的工藝設(shè)計在經(jīng)驗要求方面非常高，通常情況下，一般的開發(fā)商都不能達到。

按照設(shè)計活動實際應用狀況和基本特點，在制造行業(yè)里通?？梢詫⒃O(shè)計活動分為如下三種形式：變型設(shè)計、適應性設(shè)計、創(chuàng)造性設(shè)計。但在實際設(shè)計中，變型設(shè)計大量存在，它可以使設(shè)計的質(zhì)量和速度大幅提升，同時還能對企業(yè)已有資源進行重復，讓企業(yè)可以在激烈市場競爭過程中不斷滿足用戶變化需求?，F(xiàn)如今，要快捷、有效的將變型設(shè)計問題解決掉，就需要采用建立在實例推理技術(shù)之上。拉延模具可分成若干類，并且每一類的相似性非常大。站在產(chǎn)品開發(fā)的角度，每種類型的模具都具有一定繼承性。在CAM軟件支持之下，這種繼承性和相似性經(jīng)過二次開發(fā)，使得基于實例的拉延模具在制造CAPP技術(shù)上變得可能。

基于實例的推理技術(shù)是人工智能里的一種新推理模式，在對問題進行解決之時，CBR基本的方式便是向用戶提供類似解決經(jīng)驗，對人類經(jīng)驗知識進行充分利用，通過對以前例子的調(diào)用，并與當前新問題進行比較，對實例里的求解結(jié)果或策略進行直接利用，或吸取以前失敗例子經(jīng)驗，從而避免不理想或錯誤結(jié)果的發(fā)生。

以上內(nèi)容對成組技術(shù)和CAPP技術(shù)作了大致介紹。典型覆蓋件的模具零件，例如拉延模具的壓邊圈和上下模，還有非型面的部分機械在加工工藝上相對比較成熟，有的甚至已被指定為標準，并形成標準工藝?？偨Y(jié)和歸納典型覆蓋件的模具零件加工的工藝，并以此獲得典型的加工工藝，從而用于對此類零件機械加工進行指導。所以，基于模板工藝的規(guī)劃技術(shù)和基于實例推理機制適于用在非型面機械的加工工藝中，在這個過程中建立廣泛的模板庫和實例庫便是實現(xiàn)最為關(guān)鍵的一點。盡管目前CAPP技術(shù)在一定領(lǐng)域得到了應用，但此上述兩種CAPP技術(shù)的開發(fā)難度非常大，并且開發(fā)的周期非常長，需投入大量物力和人力。

3 結(jié)語

文中就拉延模具在數(shù)控加工中CAPP技術(shù)的研發(fā)和應用作了大致的論述，以PowerMLL軟件作為開發(fā)平臺，應用CAPP技術(shù)對拉延模具的數(shù)控加工模板進行了研發(fā)，使模具規(guī)范化的制造得以實現(xiàn)，從而使NC編程的效率和質(zhì)量得以提升。通過對模具加工的工藝參數(shù)和工藝路線進行規(guī)范，以便奠定實現(xiàn)模具一體化的工程基礎(chǔ)。

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