墙板类零件CAPP中工序尺寸的计算
2006/9/27 来源:制造技术与机床 作者:梁吉元;郁鼎文;张玉峰;周鸿亮;王先逵

    核心提示:创成式CAPP中,工序尺寸的自动计算是一个难点。目前,对墙板类零件工序尺寸计算尚无成熟算法。文章以墙板类零件的形状尺寸和定位尺寸为对象,讨论了其数据结构、类型及计算逻辑,并应用在墙板类零件创成式CAPP中。

  工序尺寸计算是CAPP系统中一项重要的功能。然而,在目前实用的CAPP系统中,这一功能不够完善。在许多相关文献中可以发现,工序尺寸计算的成熟算法主要集中于回转体零件的轴向工序尺寸,如基于尺寸联系矩阵的计算方法、基于树形图的计算方法等,而对空间三维定位工序尺寸的计算研究较少。在墙板类零件CAPP系统中,笔者将工序尺寸分为形状工序尺寸和定位工序尺寸,并在此基础上提出了一种基于一维线性链表的形状工序尺寸计算方法和基于二维非线性链表的定位工序尺寸计算方法,实现了墙板类零件CAPP中的工序尺寸计算。

    1 基于一维线性链表的形状工序尺寸的计算

    1.1 数据结构

  为使数据结构统一,本CAPP系统对形状工序尺寸和定位工序尺寸的表达采用了同一种数据结构。其C语言结构形式如下:

    struct procdimt
    /*工序尺寸数据结构名*/
  {
  featypeenum FeaTypeEnum;
  /* 特征类型     */
  char FeaID[5];
  /* 加工特征    */
  double ProcBefDimValue;
  /* 工序前尺寸  */
        ∶    ∶
  struct procdimt  * NFea;
  /* 工序尺后续链表指针*/
  struct Procdimt *LFea;
  /*工序尺寸分支链表指针*/
  struct Procdimt * BFea;
  /* 工序尺寸前续链表指针*/
    }

    1.2 形状工序尺寸计算公式

  本系统是按照人体原则,从成品到毛坯逆向计算形状尺寸。按照形状尺寸是包容和被包容两种类型,计算公式分别为:

  如果是包容尺寸,则

  工序前尺寸=工序后尺寸-加工余量

否则

  工序前尺寸=工序后尺寸+加工余量

    1.3 形状工序尺寸计算逻辑

  (1)总体初始化形状工序尺寸链表

  ①从后往前读入排序后的工序链表,取出工序号、加工方法、加工特征和特征类型,并生成形状工序尺寸初始化链表。

  ②按照加工方法和加工特征来搜索工序加工余量,并填入形状工序尺寸初始化链表的对应项中。

  ③取出特征信息中的形状尺寸、上下偏差,作为完成最后一道工序后该特征的形状工序尺寸,并将工序后尺寸标识号置为True;同时将该特征其余加工方法所对应的形状工序尺寸和相应的工序尺寸标识分别置初值-999和False。

  (2)读入经过初始化的形状工序尺寸链表。

  (3)计算工序尺寸 如果完成工序后尺寸的计算,而且工序前尺寸未计算,按照特征类型所对应的包容尺寸类型,来选择式(1)或式(2)计算工序前尺寸。

  (4)根据工序的加工精度值和精度代码计算工序尺寸的上下偏差。

  (5)用计算得出的工序前尺寸,局部初始化该特征上道工序的工序后尺寸。

  (6)IF到了链表尾THEN结束 ELSE指向链表下一结点并返回(3)。

    2 基于二维非线性链表的定位工序尺寸的计算

    2.1 定位尺寸的分类

  加工具有对称中心的特征,不影响定位尺寸的变化。因此在本CAPP系统中,不对该情况进行考虑,而只考虑与面特征相关联的定位尺寸的计算。与定位尺寸关联的面特征数目不定,所以必须按关联面特征的最大数目设计定位尺寸数据结构。而在墙板零件的实际标注中,关联的面特征数目介于2~4之间。

  如图1中所示:f1~f8为墙板中的面特征。定位尺寸L1~L4按关联特征数目可以分为三类:

  (1)与2个面特征相关联的为L4;L4关联面特征为f2和f8。

  (2)与3个面特征相关联的为L1,L2;L1关联面特征为f1、f2和f3; L2关联面特征为f2、f3和f4。

  (3)与4个面特征相关联的为L3;L3关联面特征为f4、f5、f6和f7。


图1 定位尺寸分类示意图

  由于实际标注中考虑到矢量方向性,因此在向数据结构中填写时必须按照表1规则进行(注:表中的空项不允许填写数据)。所以本系统中,关联方式被细分为四类(附表)。

    关联方式列表


    2.2 定位尺寸的计算公式

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