超硬材料工具CAD/CAPP集成系统关键技术研究

论文摘要

现代机械制造业中,超硬材料工具的种类和使用量都在大幅增加。为了适应快速增长的市场需求,超硬材料工具制造企业需要一套简单实用的CAD/CAPP集成系统来提高设计、生产效率和企业信息化水平。虽然市场上有一些商品化的CAD系统和CAPP系统,但这些系统相互独立、集成度低、实用性差,不能满足企业的需要。在这种形势下,以满足超硬材料工具制造企业的信息化建设为目标,研究超硬材料工具CAD/CAPP集成系统具有重要的意义。本文分析了目前CAD技术和CAPP技术的类型、特点和发展现状,并对CAD和CAPP系统集成作了较为详细的分析。在此基础上,结合郑州新亚锐奇超硬工具有限公司产品的工艺结构特点及目前的技术基础,提出了超硬材料工具CAD/CAPP集成系统的设计方法。重点阐述了超硬材料工具CAD/CAPP集成系统的工作原理、组织结构和模块功能。本文以超硬镗刀为例,分析了零件的结构特征、功能特征和制造特征,研究了特征编码规则,构造了零件特征编码;应用产生式算法,实现了超硬材料镗刀的自动化设计和自动绘图;应用基于实例的工艺设计方法和基于零件特征编码的工艺实例索引方法,实现了零件加工工艺的自动化设计;以零件特征编码为纽带,应用动态数据库技术,实现了由CAD模块向CAPP模块自动传递零件特征信息,从而达到了CAD/CAPP集成的要求;创建了超硬镗刀刀体几何参数数据库、特征编码数据库、工艺实例数据库、工艺模板库、工艺文档资料库;根据系统各项功能需要,开发了系统的操作界面;研究了工艺文件的输出方法,设计了相应的工艺卡片格式,成功地实现了工艺文件的自动生成、编辑、存储和打印输出;构建了超硬材料工具CAD/CAPP集成系统的总体框架,完成了超硬镗刀CAD/CAPP集成系统的开发。本文阐述的方法不仅可以用于超硬材料工具的设计和制造,还可以用于其它零件的设计和制造。对于开发系列化产品的CAD/CAPP集成系统,具有普遍意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的研究背景
• 1.1.1 超硬材料工具
• 1.1.2 国内超硬刀具制造业现状
• 1.2 问题的研究现状
• 1.2.1 CAD技术
• 1.2.2 CAPP技术
• 1.2.3 CAD/CAPP集成技术的研究现状
• 1.2.4 CAD/CAPP集成技术的发展趋势
• 1.2.5 CAD/CAPP集成技术研究中存在的问题
• 1.2.6 超硬刀具制造业中CAD/CAPP技术研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 1.3.1 课题来源及意义
• 1.3.2 课题研究的主要内容
• 2 系统的原理与功能模块
• 2.1 系统的总体设计
• 2.1.1 系统结构及模块组成
• 2.1.2 系统的工作过程
• 2.2 系统的CAD模块
• 2.2.1 系统CAD模块的结构
• 2.2.2 超硬镗刀的设计计算
• 2.2.3 零件图的自动绘制
• 2.3 系统的CAPP模块
• 2.3.1 系统CAPP模块的结构
• 2.3.2 CAPP模块的工作流程
• 2.3.3 提取工艺实例的方法
• 2.3.4 工艺文件输出方法
• 3 系统的数据管理
• 3.1 零件信息编码
• 3.1.1 编码原则
• 3.1.2 编码方法
• 3.1.3 超硬镗刀的特征编码
• 3.2 系统资源数据库
• 3.2.1 资源数据库的组成
• 3.2.2 资源数据库管理
• 4 系统的集成
• 4.1 CAD/CAPP系统的集成方法
• 4.1.1 集成方法简介
• 4.1.2 本系统的集成方法
• 4.2 CAD模块与数据库的信息交换
• 4.2.1 CAD模块对刀体几何参数数据库的调用
• 4.2.2 动态数据库
• 4.3 CAPP模块与数据库的信息交换
• 4.3.1 CAPP模块对动态数据库的调用
• 4.3.2 CAPP模块对工艺实例数据库的调用
• 5 系统运行示例
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果