拉延模具数控加工中CAPP技术的研发与应用

1 拉延模具数控加工中CAPP模板的研发

1.1 模板定义

模板技术是一种基于设计方法和事物相似性的复用技术，它的基本思想为：在一类相似事物里抽象出框架模板，任何类似事物都可作为以模板当做超类派牛类型的实例，它的核心便是参数化变异和重用设计信息。

拉延模具模板化技术运用计算机的CAM技术，通过对模板的定制能把正确有效并经过加工验证的程序作为模板文件备用，当要加工同类零件之时，只需对模板文件进行调用便能实现模板的制作，从而使数控编程的效率和质量得到最大程度上的提升。

分析和分解车身零件以及成形模具，便能发现覆盖件的模具有模板化的特征。在构建模板之时需做好如下几方面的工作：一方面是构建拉延模具模板的几何模型；另一方面便是知识性对工厂设计经验加以转化，以便形成相应知识模型，在知识模型和几何模型融合之后，数控加工的模板便建立起来了。

1.2 PowerMILL软件在拉延模具里的应用

由于PowerMILL所开放的二次开发接口与宏、模板等的功能，实现了数控编程的知识化。它通过提供刀具路径的编辑工具，优化、编辑并对刀具路径的产牛过程进行仿真模拟，从而使机床加工的效率得以提高。除此之外，它也会允许用户对CAPP模板进行白定义加工，如此一来，便能使相似零件CAM编程效率得以提升。CAPP模板正是建立在PowerMILL软件下而开发出的模具数控加工CAPP工艺模板。

1.3 拉延模具的数控加工中模板开发

CAPP技术的开发先是按照模具结构特征加工的工艺性，通过对其加工工艺流程进行确定，并按照工艺特点，与PowerMILL软件的加工策略相结合，按照规则让结构特征作为加工对象，接着再进行加工策略的选择，并对加工工艺的参数进行定义，从而完成加工程序的创建过程，最后通过CAPP模板形式保存于PowerMILL软件的加工策略里。系统通过将拉延模具中的所有工艺流程对应的工艺参数和加工策略通过上述形式加以保存，便完成了拉延模具模板的开发。

2 拉延模具数控加工CAPP技术的应用

2.1 应用成组技术

所谓的成组技术指的是对加工零件类型根据结构共性或工艺共性进行分组归类，以便使用相同工艺设备，从而使小批量零件在工序相等前提之下能集中起来进行大批量加工，然后应用进行大批量生产时的加工方式和设备，并结合数据处理系统和成组技术，可以迅速而准确从各类零件里将相似零件系统整理出来。作为设计部门可以根据零件的形状特征将图纸进行集中分类，用标准化的形式使零件种类得以减少，从而使设计时问得以缩短。根据零件的加工技术、尺寸、形状的相似性，加工部门对零件进行整理分类，并组成加工组，然后各加工组再使用工夹具和专用基床，使机床的自动化专业化程度得到进一步的提升。

对典型覆盖件模具的零件，例如拉延具里的压边圈、上下模等，它们的加工工艺相对来说比较成熟，甚至有些还形成了标准工艺。总结和归纳典型模具的零件加工工艺，获得此类零件的加工工艺，从而用于对该类零件机械加工进行指导。

2.2 基于实例的推理技术应用

在模具零件里非标准件结构差异和几何形状差异比较大，并且加工的方式变化也很大，而且伴随不同的车问制造资源，也会不断的调整加工方式，让它们之间的相似性可以更小，所以在进行工艺设计之时很难用检索式的方法。现如今在国内模具行业中尚未见到模具制造和设计的CASPP软件，这说明这一系统并不完善，例如派生式的系统一定要有样板文件，不能解决无相似文件零件系统，还有就是，专家系统制约着创成式系统，使得CAPP技术目前仍处在简单应用和理论研究的阶段；另外也反映出企业在CAPP上存在认识误区，而更重要的一点是模具的工艺设计在经验要求方面非常高，通常情况下，一般的开发商都不能达到。

按照设计活动实际应用状况和基本特点，在制造行业里通常可以将设计活动分为如下三种形式：变型设计、适应性设计、创造性设计。但在实际设计中，变型设计大量存在，它可以使设计的质量和速度大幅提升，同时还能对企业已有资源进行重复，让企业可以在激烈市场竞争过程中不断满足用户变化需求。现如今，要快捷、有效的将变型设计问题解决掉，就需要采用建立在实例推理技术之上。拉延模具可分成若干类，并且每一类的相似性非常大。站在产品开发的角度，每种类型的模具都具有一定继承性。在CAM软件支持之下，这种继承性和相似性经过二次开发，使得基于实例的拉延模具在制造CAPP技术上变得可能。

基于实例的推理技术是人工智能里的一种新推理模式，在对问题进行解决之时，CBR基本的方式便是向用户提供类似解决经验，对人类经验知识进行充分利用，通过对以前例子的调用，并与当前新问题进行比较，对实例里的求解结果或策略进行直接利用，或吸取以前失败例子经验，从而避免不理想或错误结果的发生。

以上内容对成组技术和CAPP技术作了大致介绍。典型覆盖件的模具零件，例如拉延模具的压边圈和上下模，还有非型面的部分机械在加工工艺上相对比较成熟，有的甚至已被指定为标准，并形成标准工艺。总结和归纳典型覆盖件的模具零件加工的工艺，并以此获得典型的加工工艺，从而用于对此类零件机械加工进行指导。所以，基于模板工艺的规划技术和基于实例推理机制适于用在非型面机械的加工工艺中，在这个过程中建立广泛的模板库和实例库便是实现最为关键的一点。尽管目前CAPP技术在一定领域得到了应用，但此上述两种CAPP技术的开发难度非常大，并且开发的周期非常长，需投入大量物力和人力。

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