第八章 计算机辅助工艺设计与先进制造技术

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 计算机辅助工艺设计,与先进制造技术,第二节,第一节,计算机辅助工艺设计技术及应用,先进制造技术的应用及分类,第一节 计算机辅助工艺设计技术及应用,一、基本概念及意义,计算机辅助工艺设计技术,(Computer AidedProcess Planning，,缩写,CAPP),是指将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一种技术。计算机辅助工艺设计是通过向计算机输入被加工零件的几何信息,(,如结构、形状、尺寸等,),和工艺信息,(,如加工要求、材料、热处理、批量等,)，,由计算机辅助工艺设计人员进行工艺规

2、程设计并自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。,1),可以将工艺设计人员从大量繁重的重复性的手工劳动中解放出来,，,使他们能将主要精力投入新产品的开发、工艺装备的改进及新工艺的研究等具有创造性的工作中。,2),可以大大缩短工艺设计周期,，,保证工艺设计的质量,，,提高产品在市场上的竞争能力。,3),可以提高企业工艺设计的标准化,，,并有利于工艺设计的最优化工作。,4),能够适应当前日趋自动化的现代制造环节的需要,，,并为实现计算机集成制造系统创造必要的技术基础。,计算机辅助工艺设计的重要意义主要体现,：,二、计算机辅助工艺设计系统的体系结构,计算机辅助工艺设计,(CAPP),系统由

3、,控制模块,、,零件信息输入模块,、,工艺规程设计模块,、,工序决策模块,、,工步决策模块,、,NC,加工指令生成模块,、,工艺文件管理,和,输出模块,、,加工过程动态仿真,、,工艺数据库,和,知识库,等基本模块组成。,计算机辅助工艺设计,(CAPP),系统的体系结构,1.,控制模块,(,人机交互界面,),2.,零件信息输入模块,3.,工艺规程设计模块,4.,工序决策模块,5.,工步决策模块,6.NC,加工指令生成模块,7.,工艺文件管理或输出模块,8.,加工过程动态仿真,9.,工艺数据库和知识库,三、,CAPP,的基本原理及作用,(1),分析及了解零件的结构、形状和技术要求以及生产纲领。,(

4、2),查阅工艺设计手册或根据工艺基本知识进行工艺决策,，,确定加工方法和工艺路线。,(3),查阅企业工艺标准手册,，,具体确定机床、切削用量、工装及工时定额。,(4),按企业的工艺规程格式填写并形成正式的工艺规程。,计算机辅助工艺设计的,基本原理,是基于工艺规程的人工设计过程及需要解决的问题而提出的。,1.,人工编制工艺过程的组成阶段,2.CAPP,的基本原理,CAPP,系统进行工艺规程设计的流程图,第一,，,将零件的特征信息以代码或数据的形式输入计算机,，,并建立起零件信息的数据库,；,第二,，,把工艺人员编制工艺的经验、工艺知识和逻辑思想以工艺决策规则的形式输入计算机,，,建立起工艺决策规

5、则库,(,工艺知识库,)；,第三,，,把制造资源、工艺参数以适当的形式输入计算机,，,建立起制造资源和工艺参数库,；,第四,，,通过程序设计充分利用计算机的计算、逻辑分析、判断、存储以及查询、编辑等功能来自动生成工艺规程。,(1),工艺设计所需信息的描述和代码化,(,特征信息标志和工艺知识,),。,(2),工艺设计所需信息的数据结构形式的合理制定。,(3),程序设计,(,包括人机界面、推理程序、打印及输出程序等,),。,3.CAPP,的作用,CAPP,主要解决的问题,：,CAPP,的应用。,第二节,第一节,计算机辅助工艺设计技术及应用,先进制造技术的应用及分类,第二节 先进制造技术的应用及分类

6、,一、先进制造技术的应用,高速列车,大型客机,借助激光测头扫描工艺品,数控高速曲轴外圆磨床,激光数字化仪,1.,计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助工程,(CAD/CAM/CAE),先进制造技术的应用主要可以归纳为,：,Pro/ENGINEER,软件的集成制造技术,2.,快速原型制造,(RPM,),RPM,技术的基本原理,三维打印机,用三维打印机打印出的实体,发动机机体,3.,精密成形与加工,4.,热加工工艺模拟优化技术,5.,激光加工技术,电动机转子轴颈的修复及激光熔覆,6.,数控技术,五轴联动加工中心,7.,现场总线技术,美国哈斯公司加工中心生产线,微型机械加工技术是指制作微型机械装

7、置的微细加工技术。微细加工的出现和发展是与大规模集成电路密切相关的,，,集成电路要求在微小面积的半导体上能容纳更多的电子元件,，,以形成功能复杂而完善的电路。,8.,微型机械,微型超精密加工机床,9.,计算机集成制造,(CIM),10.,制造分散网络化模式,制造分散网络化模式,二、先进制造技术的分类,1.,先进制造工艺技术,ATI,高端显卡,R250,芯片,DIC45/5,轴精密高速轮廓加工机床,2.,制造自动化技术,制造自动化,是指用机电设备及工具取代或放大人的体力,，,甚至取代和延伸人的部分智力,，,自动完成特定的作业,，,包括物料的存储、运输、加工、装配和检验等各个生产环节的自动化。,典

8、型的柔性制造系统,柔性制造系统的框图,某品牌汽车自动化生产线,3.,先进生产制造模式,先进生产制造模式,面向企业生产全过程,，,是将先进的信息技术与生产技术相结合的一种新思想和新哲理,，,其,功能,覆盖企业的生产预测、产品设计开发、加工及装配、信息与资源管理直至产品营销和售后服务的各项生产活动,，,是制造业的综合自动化的新模式。,包括,计算机集成制造,、,并行工程,、,精益生产,、,敏捷制造,、,智能制造系统,等先进的生产组织管理模式和控制方法。,(1),计算机集成制造,(CIM),计算机集成制造,是指将企业所有的人员、功能、信息和组织等诸方面集成为一个整体的生产方式。,计算机集成制造结构图,

9、(2),并行工程,(CE),并行工程,是一种对产品及其相关过程,(,包括制造过程和支持过程,),进行并行的、一体化设计的工作模式。,并行工程工作方式,(3),精益生产,(LP),某飞机工业公司实行精益生产的现场,精益生产,是指通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求关系等方面的变革,，,使生产系统能快速适应用户需求的不断变化,，,并精简生产过程中一切无用的、多余的或不增加附加值的环节,，,以达到产品生命周期内的各方面最佳效果。,(4),敏捷制造,(AM),虚拟仿真汽车,敏捷制造,是快速调整企业,，,增强市场应变能力,，,在“竞争,合作,协同”机制下可对市场做出灵活反应的一种生产制造模式。,(5),智能制造系统,(IMS),智能制造系统是由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统,，,它能模拟人类专家的智能活动,，,进行分析、推理和决策,，,取代或延伸了人的部分脑力劳动,，,发展了人类专家的制造智能。,自己所在的地区先进制造生产模式用到了哪几种,?,