文档介绍：基于特征的齿轮轴类零件工艺决策系统的研究
中国农业大学李伟张力
摘要文章探讨1基于特征的零件精度信息的描述。依据决策树的原理生成特征加工方法。由反向设计法生成特征加工链通过给定的齿轮轴类件工艺过程决策原则确定零件加工路线。
关键词特征工艺决策树工艺过程
引言
基于特征的CAPP系统为实现CAD/CAM 的信息共享奠定了基础。在CAPP系统研制中,机械加工工艺过程的设计是一个复杂的工程问题,它在很大程度上依赖于设计者的水平和经验,同时由于工艺过程设计中所涉及的信息量大,各决策功能因不同结构工件、不同精度等级而性质差异大,所以产生了不同的工艺决策方法和推理机制。齿轮轴类件的工艺特点首先是它的形面特征多,在基于特征的零件信息描述中可以把它分为主特征:内外圆柱面、圆锥面、齿轮表面等;辅助特征:键槽、小平面、花键、螺纹等。另外,齿轮轴类件加工所使用的机床多,材料及热处理种类也较多。再者,它的工艺特征如尺寸精度、形位公差、表面质量也要求较高。本文在基于特征的零件信息描述基础上,探讨了齿轮轴类件的工艺过程决策原则,并依据决策树的原理生成特征加工方法,以反向设计法形成该特征的整个加工过程即加工链。其总体结构如图1。

2 特征加工链的生成
在机械加工中,每一种零件都有几种加工工艺方法与之对应,根据生产规模、零件整体形状和轮酶尺寸、制造资源等,针对每一特征的加工精度、表面粗糙度及不同材料选择不同加工方法。这些加工方法具有一定的排列规律,呈现为一种树状结构它是一种由节点和分支构成的图,用来描述和处理“条件”和“动作”之间的关系。节点有根节点、中节点和终节点之分。它表示一次测试或一个动作,最后拟采取的动作一般放在终节点上。树的每一个节点应是一个特征的某一个加工工序,而每一分支则是一个特征有可能采取的加工方法。例如粗加工位于树根部,精加工位于树的多分支的冠部。从精加工的树冠追溯到粗加工的树根部是一个反向推理过程,每一个推理过程的结果形成了扶树根到树冠的特征加工链。如图2为外圆特征加工决策树,图3为齿轮特征加工决策树。把决策树中的某些节点作为模糊推理中的推理选择项,,然后从后向前逐步选择相应预备工序,经过各个树权节点,回溯到树的根部,最后形成该特征的加工工艺链。加工特征决策树是工艺知识的一部分,用来进行工艺推理。例如材料为20CrMnTi,精度为5级的轴齿轮,,齿数Z=33,法向模数M =, m,其加工链如下:粗车齿坯一精车外圆一滚齿一齿端面倒角一清洗一剃齿一表面热处理一磨齿一强力喷丸。
3 零件的工艺路线设计
前面讨论的是单一特征加工链的生成,。零件的工艺决策是一个复杂多元的知识积累,不同种类工件决策知识不尽相同首先要根据所确定的特征加工方法,考虑加工阶段的划分、机床设备的选择、定位基准面的确定,同时要考虑这些因素的主次与决策算法本文探讨的决策原则是以国内典型汽车制造厂变速箱厂齿轮轴类件加工特点及工艺条件为依据的,具有一定的实际应用价值。
决策原则
齿轮轴类件除具有回转体类零件的加工特征外,还具有齿轮加工特征,在大批量生产条件下考虑的决策原则如下:
(1)工序