CAPP系统中回转件径向工序尺寸的计算机解算

    工序尺寸的计算既是机械加工工艺设计中必不可少的环节，也是CAPP系统中的一个重要模块。有研究指出：国内已开发针对各种零件的CAPP系统，有一个共同点就是过多地把精力放在了工艺决策的问题上，且多数是仅为用户提供一个整理工艺路线的框架。目前，任绍川等人对基于动态向量标记法和图解追迹法解算工序尺寸进行了研究，工序基本尺寸的计算引入了易于程序实现的高斯列主元消去法。张学友等人在对轴类零件实用CAPP系统进行研究与开发时指出：根据用户输入的参数化特征信息可以自动绘制零件图，然后根据工序余量进行工序尺寸的反推。近年来，CAPP系统中工序尺寸的计算多采用“由后往前”的推算法，即先按零件图样尺寸的要求确定最终工序的尺寸及公差，再按选定的加工余量推算出以前的工序尺寸，公差则是按本工序加工方法的经济精度来给出的。

    本文中所讨论的回转类零件径向工序尺寸的解算亦采用“由后往前”的推算法，该模块采用VISUAL FOXPRO编制计算机程序，解决回转类零件的径向工序尺寸及其公差的计算问题。获取零件相关尺寸信息及加工信息后自动确定回转件的径向工序尺寸及公差，并将信息储存起来以供CAPP系统中的其他模块使用。

1 径向工序尺寸及公差计算

    1.1 径向工序尺寸及公差计算流程

    在传统的人工计算中，需要已知零件加工表面的设计要求尺寸及其加工工序，从而对其各工序尺寸进行计算。在CAPP系统中，首先需从零件原始图样信息模块中提取加工尺寸，然后从CAPP系统自动生成的有关工艺加工过程中提取表面加工工序作为计算的已知条件。系统按顺序对表面编号从1号开始依次读取表面最终加工工序尺寸，查询加工余量、精度等级数据库，由后往前依次计算各中间工序尺寸，直至反推到表面的第一道工序，循环结束；所有表面查找完毕后根据零件原始输入毛坯信息是否为棒料来判断是否需要修正加工余量，最后进行加工余量校核，判断是否调整余量值，系统计算结束。CAPP系统中回转类零件径向工序尺寸及公差的计算流程如图1所示。

    图1 径向工序尺寸计算流程

    1.2 实例分析

    本文以图2所示零件的外圆径向尺寸计算为例进行分析。图2所示为一典型的阶梯轴，其中共有5个外圆面。本模块从零件原始图样信息模块中读取外圆面的设计要求尺寸，从CAPP系统生成的工艺过程文件中读取各外圆面的径向加工工序链。

    图2 阶梯轴零件图