鍛造工藝計算機輔助設計CAPP系統

1 前言
    為了規范工藝的編制過程，并使技術入員從繁瑣的簡單勞動中解放出來，騰出更多的時間從事工藝改進和其它科研工作，我們開發出鍛造工藝規程計算機輔助設計CAPP系統。通過此系統不僅可使鍛造工藝的編制更具科學性、規范性，同時也縮短了工藝技術的準備周期。
2 系統功能
(1)本CAPP系統能輔助設計125MN、60MN、12.SMN水壓機和7.5kN、4kN、1.5kN自由鍛錘上的軸類(包括光軸、多臺階軸等)、圈類、筒類、塊類、板類、餅類及蘑茹類等六類鍛件的鍛造工藝。
(2)輸入零件尺寸后，按照鍛出條件和省料原則確定鍛件形狀。
(3)根據零件尺寸和重量，自動確定鍛造設備。
(4)自動設計機加工標準卡頭，按試棒類別自動設計性能、金相、低倍等試棒。對有特殊卡頭和特殊試棒要求的可由工藝入員輸入數據時進行加放。
(5)軸類、筒類、餅類、塊類鍛件中有凹檔或凸臺時，按照省料原則，優化形成臺階；對帶臺圓餅類鍛件自動優選漏盤，確定鍛件開頭和類別。
(6)自動選擇沖子、芯棒、馬杠等工具。
(7)按照凸肩法蘭鍛件尺寸設計需用胎模的尺寸。
(8)按照零件尺寸和形狀自動確定粗加工留量(包括熱處理留量和焊接留量)、鍛造留量及公差。
(9)鍛件形狀確定后，可在屏幕上顯示鍛件圖。
(10)按照本廠所用鋼錠規格，計算出每錠鍛件數、余料、材料利用率和鍛造比等數據，在屏幕上列表顯示，供工藝員擇優選用。
(11)自動確定火次及工序，畫出變形過程圖，或依次給出火次說明。
(12)按照材質、坯料規格和鍛件尺寸自動確定鍛造溫度范圍、加熱規范、鍛后冷卻規范和鍛后熱處理規范。
(13)顯示鍛件數據，打印鍛造工藝卡片。利用打印機將鍛件圖繪在打印出的鍛造工藝卡片上。
(14)對輸入的原始數據可以顯示、修改或打印出數據卡片備查�？梢园磮D號及文件號將原始數據隨機存儲、查詢。
3 程序特點
(1)本系統采用模塊結構，共分軸、圈、筒、餅、塊、板六個模塊，各個模塊相互獨立。程序按其功能分為三部分：第一部分為前置處理程序，輸入原始數據和數據準備；第二部分是設計分析部分；第三部分是后置處理，結果輸出。
    前置處理程序：采用交互人機對話方式輸人數據，每輸人一項數據，屏幕都有漢字提示。對一些特征性的數據，大量采用點菜單的方式，使數據輸人操作極為簡單�？紤]到數據輸人后的檢查和修改，將數據輸人量壓縮到最小程度。
    設計分析部分是程序的主體，包含了鍛錘和水壓機鍛件設計的全部內容。
    后置處理：打印輸出表格，將設計確定的各項數據填人相應的欄目中并繪出鍛件圖。
    程序采用人機對話，比較直觀，輸人量小，自動化程度高，便于操作且易于推廣。
(2)本系統幾乎覆蓋了全部同心軸、圈、筒、餅、塊、板等鍛件鍛造工藝設計的全部內容，通用性強。
(3)本系統的工藝文件(各種標準)自成體系，可以修改或對換標準，便于標準的修訂和程序的推廣使用。
(4)本系統可以優化形成臺階、優化選擇材料、合理配料以及綜合利用余料，達到了減輕鍛件重量、節約金屬、降低成本的目的。
4 使用情況
    經過兩年多的調試和應用，本CAPP系統已能解決本廠60%左右的自由鍛工藝。一張較復雜的軸類鍛件工藝，在做好準備工藝后，從鍵盤輸人到打印機在工藝卡上填寫有關項目，并由工藝人員填寫好其余項目的時間約為10min左右，其效率比人工設計工藝提高4～8倍。并且使用本系統設計出的工藝統一、規范，消除了過去不同的工藝員設計出的工藝不一致(甚至同一工藝員在不同的時間設計同一零件的工藝時也會不一致)的弊病。只要輸人的數據正確，就基本不會產生差錯，保證了工藝的質量。
    通過使用發現該CAPP系統有些問題函待改進和提高。例如：怎樣確定鍛造設備和鍛件等級尚未找出比較妥善的方案；鍛造工序的確定還不夠完善；非軸類對稱鍛件的輔助設計尚未開發；水壓機自由鍛的CAD和CAM集成生產系統也有待開發等。
5 結論
    使用我們目前開發的這套CAPP 系統，已能解決本廠60%左右的自由鍛工藝。如能進一步完善并在鍛造行業中推廣，將對整個鍛造行業技術水平的提高和計算機在鍛造行業中的推廣應用產生深遠的影響。