基于三维CAD模型的加工工艺设计软件浅析

前言

    随着三维软件的普及应用，设计人员逐渐习惯于采用三维建模的方式进行绘图工作，其效率比二维软件、手工制图提高很多倍，效率不言而喻，同时这就要求下游的工艺设计也要与时俱进，尽量利用上游设计人员产生的三维模型，才是实现工艺设计变革的根本手段。

    传统工艺设计手段尽管可以采用CAPP软件进行良好的信息表达，但对于CAD成果的利用有限，尤其是三维CAD的有效利用，其落后极大地制约了企业的产品设计周期，因此当上游实现了面向三维的设计，工艺设计面向三维成为了发展趋势。

    而企业不断深化发展的信息化系统和集成平台的搭建，为三维CAPP的平台应用性和集成性也提出了新的要求，三维CAPP的发展方向应是交互可视、集成性高。

传统CAPP存在的问题

    传统的工艺编制过程是在分析和处理图样、机床和刀具等大量信息的基础上，进行加工方法、机床、刀具和加工顺序的选择或决策，并计算加工余量、工序尺寸、公差、切削参数、工时定额、绘制工序图和编制工艺文件。其中的核心部分，是工艺人员是否可以将图样当中表现的零件归入经常加工的类，如果可以，就按以往该类的加工方案建立整体的加工路线。

    一般来说，80%以上的零件可以归类。还有一部分不能归类的，或者加工经验不多，结构复杂的零件，就需要工艺人员反复思考、设计加工路线、不断改进，最终确定加工路线。在确定了加工路线后，工艺人员逐步细化工艺内容，按工种确定每个工种、每个工步要加工的内容，首先在大脑中确定每个工步要加工要去掉的部分，建立从毛坯到最终零件成形的整个加工过程，这些都是以三维的形式在脑中显现；然后，确定去掉该部分后形成的表面的粗糙度要求、尺寸精度要求和几何精度要求等；有时再说明一些加工方法和注意事项等。把这些内容再以文字、图表等形式反映到纸上，就形成了工艺文件。采用软件对零件进行工艺分析、决策最核心的难点就是确定加工先后要去掉的部分(即加工特征)，确定后再读取加工特征的属性值，就可以作为工艺设计的依据。解决了这一关键问题，三维工艺设计将成为可能。

    传统CAPP采用图文表一体化的设计思想，彻底改变了更原始的EXCEL或CAD编辑卡片的方式，提高卡片绘制效率和准确性，当与PDM系统集成应用时也可解决设计数据传递至CAPP卡片的问题，但如企业未实施PDM，则工艺数据和设计数据缺乏关联，产品图纸或模型无法直接利用，另外还容易出现以下问题：