基于VC++的軋輥制造工藝CAPP系統開發

陶元芳， 賈春艷

（太原科技大學機械學院，太原030024）

基于VC++的軋輥制造工藝CAPP系統開發

陶元芳， 賈春艷

（太原科技大學機械學院，太原030024）

以制造軋輥的生產工藝為研究對象，利用計算機輔助工藝規程設計技術，實現自動編制制造軋輥的生產工藝。選用VC++6.0軟件開發工具，對軋輥的生產工藝過程進行編制，使其自動生成毛坯圖、機械工藝卡片、工藝設計說明書，實現對制造軋輥的計算機輔助工藝過程設計，形成軋輥制造CAPP系統。

CAPP；VC++；軋輥

0 引言

軋輥是軋鋼機上的重要零件，利用一對或一組軋輥滾動時產生的壓力來軋碾鋼材。它主要承受軋制時的動靜載荷、磨損和溫度變化的影響。一旦采用不合理的制造方法，將會因制造中產生過大的殘余應力而斷裂。合理設計軋輥的制造工藝以及減少設計中的事務性工作，對提高軋輥工藝編制效率、控制產品質量是非常重要的。

1 軋輥制造工藝CAPP系統

傳統的軋輥制造工藝是由工藝師手工查詢數據資料根據經驗設計安排，這就使工藝設計過程事務繁瑣，并且受到了工藝師經驗的限制，導致編制工藝的效率低，產品的質量得不到保證。為解決上述問題，采用計算機輔助工藝規程設計（CAPP：computer aided process planning），借助計算機軟硬件和支撐環境，利用計算機進行數值計算、邏輯判斷和推理等功能來建立包括工藝卡片、工藝內容及工藝規程在內的計算機輔助系統［4］。同時與人工智能相結合充分利用工藝專家的經驗和知識，從實際出發提供備選的工藝方案。利用VC++可視化程度高的優點，為軋輥制造工藝CAPP系統提供了簡明方便的人機交互式平臺。

不考慮傳統軋輥制造原有的環境和模式就去構建具體的CAPP模式是不合理的，所以需要將軋輥制造工藝CAPP系統的功能分解成一個個相對獨立的工具，用戶根據軋輥具體情況輸入數據和知識，通過VC++形成特定的制造和管理環境的軋輥制造工藝CAPP系統，提高通用性。

現階段隨著軋輥制造過程信息化的不斷深入，傳統制造工藝各環節之間的信息卻得不到有效的交流，很大一部分信息需要重新輸入，這是降低生產軋輥工作效率的主要原因。這時，軋輥制造工藝CAPP系統在整個信息交流中要起到橋梁的作用。VC++軟件開發平臺給不同的軟件留有接口，通過接口實現對各種軟件的操作，大大提升了軋輥制造CAPP系統的集成性。

2 軋輥工藝設計CAPP系統開發的總體功能結構

為了實現自動選擇加工工藝和計算加工切削用量，系統包括材料的選擇、數據的輸入，通過幾項選擇和可視化界面數據的輸入，可以實現人機交互式CAPP系統，并得到AutoCAD繪制的毛坯圖、Word輸出的機械加工工序卡片和工藝設計說明書文檔，系統功能結構如圖1所示［2］。

3 軋輥制造CAPP系統功能介紹

圖1 軋輥制造CAPP系統功能結構

3.1 信息的輸入與整合

VC++具有可視化程度高的特點［1］，數據的輸入可以實現人機交互式輸入，圖2是名稱數據輸入對話框。需要輸入的信息包括產品名稱及型號、零件名稱、零件材料、零件基本尺寸。

圖2 名稱數據輸入對話框

輸入產品名稱及型號，注明零件所應用什么型號的產品，這里所用的是輸入方式，當企業實際應用時，還可以把這里設計成選擇方式，程序中規定各選項的保存路徑，這樣該區域輸入的數據將會給整個計算各結果的輸出做好標記和歸類，可以方便保存和查找。

輸入零件名稱，將為整個工藝設計進行命名。選擇零件材料，材料的種類可根據企業制造要求的實際情況進行完善。

以上3個選項輸入好后，點擊下一步，進行軋輥基本尺寸的輸入，如圖3。軋輥基本尺寸的輸入包括工作段和軸承段的長度，端面直徑，外圓粗糙度，端面粗糙度。這些數據以軋輥JC128*082*15*R2.2-C為例，設定了初值。當改變初值時，編輯框內的粗略圖會隨著數據而變化。

零件基本尺寸輸入完成后，點擊下一步。設計程序時，將計算所用到的知識和邏輯算法編入程序，這樣輸入的數據會在程序內部進行計算、圓整，得到毛坯的有關數據和機械加工工藝順序以及切削用量。并且得到簡略的工藝安排，如圖4所示。

圖3 軋輥基本尺寸輸入對話框

圖4 工藝設計控制面板對話框

3.2 毛坯圖的生成

圖5 生成毛坯圖示意圖

毛坯圖的生成是利用參數繪圖實現的，采用命令文件作為參數繪圖接口，控制AutoCAD軟件自動出圖，極大地提高設計效率。本例中輸入的數據經過計算作為繪圖函數參數，點擊“毛坯圖CAD”，系統自動運行AutoCAD，繪制零件毛坯圖，如圖5。

3.3 機械加工工序卡片的生成

機械加工工序卡片的生成是利用模板法生成參數化計算書。輸入的數據經過計算和工藝順序的排序作為生成機械加工工序卡片函數的參數，點擊“工藝卡片”，系統自動運行 Word，并調用編程時編制的模板，生成機械加工工序卡片，如圖6。

圖6 生成機械加工工序卡片

3.4 工藝說明書的生成

工藝說明書的生成是利用VC++生成純文本文件。輸入的數據經過工藝順序的排序，切削用量的計算作為生成工藝說明書函數的參數，點擊“工藝說明書”，系統根據函數自動生成純文本文件的工藝說明書，把工藝設計過程和切削用量計算結果都保存下來，以便核對，如圖7。

圖7 生成工藝說明書示意圖

4 結語

軋輥制造工藝CAPP系統集成了操作簡便、運行速度快、可視化程度高的優點，方便了制造軋輥工藝編制中各環節的交流和規范化，減少了重復輸入這種事務性的工作，使軋輥工藝編制效率大為提高，并且更有效地保證軋輥質量。因此開發軋輥CAPP系統的技術路線是可行的，可供開發其他CAPP系統參考。

［1］ 陶元芳.機械工程軟件技術基礎［M］.北京：機械工業出版社，2010.

［2］ 陶元芳.機械CAD應用技術［M］.北京：機械工業出版社，2012.

［3］ 艾興，肖詩綱.切削用量手冊［M］.北京：機械工業出版社，1985.

［4］ 陶元芳，王芳，陳琴芬.C語言命令文件式參數繪圖函數集［J］.太原重型機械學院學報，2002，23（2）：107-112.

［5］ 陶元芳，衛良保.VC++命令文件式參數繪圖類庫［J］.太原重型機械學院學報，2003，24（4）：284－289.

［6］ 陶元芳，張長利，苗苗.實現文檔自動化的幾種方法［J］.機械工程與自動化，2009，157：193－195.

［7］ 董黎敏，朱世和，徐燕申，等.CAPP的發展及研究現狀［J］.天津理工學院學報，2004，20（2）：43-45.

（編輯立 明）

Development of CAPP System for Manufacturing Process of Steel Rollers Based on VC++

TAO Yuanfang,JIA Chunyan
（College of Mech,Taiyuan University of Science and Technology,Taiyuan 030024,China）

Selecting the roller manufacturing as the research object,combined with computer aided process design and technology,an automated composition of roller manufacturing is therefore programmed.Based on VC++6.0 software development tool,the roller manufacturing processes are programmed with an automatic generation of blank drawing, mechanical process flowchart,technical design manual,and the computer aided process of roller manufacturing is designed.In this way,CAPP system of roller manufacturing is constructed.

CAPP;VC++;steel rollers

TP 391.7

A

1002－2333（2014）05－0105－03

陶元芳（1957—），男，教授，主要研究方向為機械CAD。

2014-02-19