以计算机辅助为手段,本文基于某企业轴承产品开发实际流程。开展轴承 CAD/CAM 集成系统的开发研究。首先对系统结构进行了探讨 ; 其次介绍了该系统的产品开发流程 ; 最后就对系统的具体软件开发中关键技术进行了研讨。还包括用户管理、流程控制等数据,轴承 CAD/CAM 系统的数据除产品设计和工艺数据外。用户管理和流程控制是 CAD/CAM 系统实现产品发关键。其中,用户数据管理主要包括用户注册、用户权限 ( 查询、修改 ) 等管理。当某个用户被分配一定权限后,就可对数据库进行权限范围内的操作 ( 如查询产品、工艺数据及修改产品数据库、相关规范数据库等 ) 通过一定的界面 ( 如用户登入界面、查询界面、修改界面等 ) 来实现数据库的数据维护 ; 流程控制管理是首先对数据库中的不同用户指定一定角色,其次将产品开发过程划分成不同的功能单元,最后再将开发单元指定相应的角色来完成,这样在实际产品开发过程中,用户根据自己所承担的角色,便能激活相应的设计功能单元,来完成相应的产品开发工作。另外,产品库主要涉及对产品数据和工艺数据的利用,对企业的经营活动以及实现资料定额管理等具有重要的意义。当企业技术进一步发展时,可对本系统进行升级最终实现产品数据管理 ( PDM 提高企业的管理水平。滚动轴承为常用的规范件,其设计与制造具有特有的特点 : ① 轴承产品设计与工艺设计复杂,计算工作量极大,易出错,但其数学模型相对统一,设计流程规范化程度高,特别适合于应用计算机辅助设计。 ② 轴承制造为大批量流水式生产,同一种型号的产品一次投产几万套、几十万套,生产中重复环节较多,易于实现计算机辅助管理 ; ③轴承制造过程中,由于生产工序多、工艺流程复杂,且每一种工序都有严格的规定和检验记录,信息交换量大,因此特别需要计算机辅助管理。开发滚动轴轴承座承的 CAD/CAM 集成系统,对提升企业的生产技术与管理水平,缩短产品开发周期具有积极的促进作用。由于滚动轴承的加工工艺方案工厂已实现了规范化,系统采用自动工艺设计方式 14] 轴承产品开发 CAM 主要内容有工艺参数计算、工艺方案制定、设备选取、工装的选用和工艺卡片的绘制。其中工艺参数可以通过工艺规范数据库,以及结合相关计算模型获得。对于具体产品所采用加工的方案,则是根据该产品的结构和外形尺寸来进行,因此可以把规范加工方案和应用规则存储到工艺规范数据库,用于工艺方案设计。设备的选取与加工方案的选用比较类似,需要建立加工设备和选用规则库。工装和检具选用是根据加工方案以及外形尺寸来确定的所以可以建立工装的选用关系库来存储工装的选用规则。综上所述,可以通过建立公式库、规则库,以及模板库的方法,把滚动轴承的工艺设计过程信息化。配合适当的公式计算和规则解析模块,就可以实现滚动轴承工艺设计自动化。首先,设计人员要查询待设计产品是否企业己设计过,若已设计过,则需再判断原设计产品是否符合待设计产品的要求,从而决定是否重新设计。要完成这个功能,系统提供了相应的输人界面和产品数据库。输人界面可输人要设计产品的型号及精度等级。系统将输入的轴承座型号和精度等级组合,形成产品 ID 号,查询产品数据库,若产品数据库没有该产品的相关记录,则转人输入设计参数界面,开始新的产品设计 ; 若产品数据库有该产品的相关记录,则反馈该产品已存在信息,并将该产品的主要参数列表,以供产品设计人员核对,决定是否修改,若产品设计人员确定不修改,则此产品设计结束转人产品参数输出,否则转人的参数输入界面,进行产品修改设计。此阶段系统根据输入的参数、结构设计计算模型,以及调用相关的产品规范数据库的数据 ( 规范结构参数、尺寸公差、形位公差、外表粗糙度等 ) 自动进行计算需要的其它参数,计算完后转入验算阶段,系统根据产品设计人员输入的约束条件对计算后的结果进行验算,并返回验算结果,若不合格则转回参数输入界面,对产品部分参数进行修改。验算合格后,就完成产品设计计算的任务,就可将该产品的所有相关参数存入产品数据库,并输出设计结果 ( 设计说明书输出、产品图纸绘制 ) 经产品设计人员核对后,若还需对产品做局部的修改,可在系统的编辑模块进行修改,以满足特殊客户的要求。至此产品设计人员就完成了滚动轴承座产品的 CAD 任务,可转入滚动轴承产品的 CAM 任务。基于上述系统结构设计,同时考虑与企业现有产品设计及工艺设计模式的衔接。当企业工程技术人员接到一个产品开发任务后,可将 CAD/CAM 集成系统启动,首先通过系统的 CAD 模块,按图 2 流程完成产品结构设计,其次利用系统的 CAM 模块。所有产品开发工作均在集成系统内完成,从而实现了轴承座产品开发的过程集成与信息集成,提高了产品开发效率和组织管理水平。
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