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锻造工艺计算机辅助设计CAPP系统

1 前言

为了规范工艺的编制过程，并使技术入员从繁琐的简单劳动中解放出来，腾出更多的时间从事工艺改进和其它科研工作，我们开发出锻造工艺规程计算机辅助设计CAPP系统。通过此系统不仅可使锻造工艺的编制更具科学性、规范性，同时也缩短了工艺技术的准备周期。

2 系统功能

(1)本CAPP系统能辅助设计125MN、60MN、N水压机和7.5kN、4kN、1.5kN自由锻锤上的轴类(包括光轴、多台阶轴等)、圈类、筒类、块类、板类、饼类及蘑茹类等六类锻件的锻造工艺。

(2)输入零件尺寸后，按照锻出条件和省料原则确定锻件形状。

(3)根据零件尺寸和重量，自动确定锻造设备。

(4)自动设计机加工标准卡头，按试棒类别自动设计性能、金相、低倍等试棒。对有特殊卡头和特殊试棒要求的可由工艺入员输入数据时进行加放。

(5)轴类、筒类、饼类、块类锻件中有凹档或凸台时，按照省料原则，优化形成台阶；对带台圆饼类锻件自动优选漏盘，确定锻件开头和类别。

(6)自动选择冲子、芯棒、马杠等工具。

(7)按照凸肩法兰锻件尺寸设计需用胎模的尺寸。

(8)按照零件尺寸和形状自动确定粗加工留量(包括热处理留量和焊接留量)、锻造留量及公差。

(9)锻关于3D打印细胞培养支架的商业化前景件形状确定后，可在屏幕上显示锻件图。

(10)按照本厂所用钢锭规格，计算出每锭锻件数、余料、材料利用率和锻造比等数据，在屏幕上列表显示，供工艺员择优选用。

(11)自动确定火次及工序，画出变形过程图，或依次给出火次说明。

(12印花烘道)按照材质、坯料规格和锻件尺寸自动确定锻造温度范围、加热规范、锻后冷却规范和锻后热处理规范。

(13)显示锻件数据，打印锻造工艺卡片。利用打印机将锻件图绘在打印出的锻造工艺卡片上。

(14)对输入的原始数据可以显示、修改或打印出数据卡片备查。可以按图号及文件号将原始数据随机存储、查询。

3 程序特点

(1)本系统采用模块结构，共分轴、圈、筒、饼、块、板六个模块，各个模块相互独立。程序按其功能分为三部分：第一部分为前置处理程序，输入原始数据和数据准备；第二部分是设计分析部分；第三部分是后置处理，结果输出。

前置处理程序：采用交互人机对话方式输人数据，每输人一项数据，屏幕都有汉字提示。对一些特征性的数据，大量采用点菜单的方式，使数据输人操作极为简单。考虑到数据输人后的检查和修改，将数据输人量压缩到最小程度。

设计分析部分是程序的主体，包含了锻锤和水压机锻件设计的全部内容，其设计顺序如图1所示。

后置处理：打印输出表格，将合金设计确定的各项数据填人相应的栏目中并绘出锻件图。

程序采用人机对话，比较直观，输人量小，自动化程度高，便于操作且易于推广。

(2)本系统几乎覆盖了全部同心轴、圈、筒、饼、块、板等锻件锻造工艺设计的全部内容，通用性强。

(3)本系统的工艺文件(各种标准)自成体系，可以修改或对换标准，便于标准的修订和程序的推广使用。

(4)本系统可以优化形成台阶、优化选择材料、合理配料以及综合利用余料，达到了减轻锻件重量、节约金属、降低成本的目的。

4 使用情况

经过两年多的调试和应用，本CAPP系统已能解决本厂60%左右的自由锻工艺。一张较复杂的轴类锻件工艺，在做好准备工艺后，从键盘输人到打印机在工艺卡上填写有关项目，并由工艺人员对希望通过创新实现产品差异化的胶粘剂生产商来讲填写好其余项目的时间约为10min左右，其效率比人工设计工艺提高4～8倍。并且使用本系统设计出的工艺统一、规范，消除了金属管过去不同的工艺员设计出的工艺不一致(甚至同一工艺员在不同的时间设计同一零件的工艺时也会不一致)的弊病。只要输人的数据正确，就基本不会产生差错，保证了工艺的质量。

通过使用发现该CAPP系统有些问题函待改进和提高。例如：怎样确定锻造设备和锻件等级尚未找出比较妥善的方案；锻造工序的确定还不够完善；非轴类对称锻件的辅助设计尚未开发；水压机自由锻的CAD和CAM集成生产系统也有待开发等。

5 结论

使用我保障工作人员的安全们目前开发的这套CAPP 系统，已能解决本厂60%左右的自由锻工艺。如能进一步完善并在锻造行业中推广，将对整个锻造行业技术水平的提高和计算机在锻造行业中的推产品包括：拉力强度实验机、万能材料实验机、硫化仪、制鞋皮革、橡胶轮胎、高份子/塑料、纸业包装、电工器材、家具/办公桌椅、纺织、运动器材、混凝土等行业所使用之洗涤槽质量检测仪器广应用产生深远的影响。(end)

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