計算機輔助工藝設計(CAP P: co m Pu ter Ai d ed Proc es s PI ~ ing ) 是利用計算（suàn）機（jī）輔助完（wán）成零件的工藝規程設計, 其目的是獲得優化的和（hé）標準化的工藝（yì）規程b 零件信息描述與輸人是CA PP 係統運（yùn）行的基礎（chǔ）和依據,是係統首先要解決的問題, 如何以適於計算機處理的方式描述零件特征信息, 對於CAP P 係統的輸出質量和運行效率都具有決定性的影響。

      特征建模（mó）技術是C A D /c A PP/C AM 集成的關鍵（jiàn）技術。基於（yú）特征的產品數（shù）據模型不僅（jǐn）包括零件（jiàn）或產品的幾何（hé）形狀信息, 還包括產品或零件的精度（dù）信息、裝配信息、管理信息（xī）等。

      特（tè）征（zhēng）可分為如下幾類川: 形狀特征、精度特征、方位特征、輪（lún）廓特征、裝配特征等（děng）。

      特征技術分為（wéi）特征前處（chù）理和後處理。特征前處理是從抽象的（de）概（gài）念開始逐漸導出幾何和其它（tā）詳（xiáng）細信息的過（guò）程。

      特征後（hòu）處理是指在具體參數設計時引人（rén）特征, 以盡量做（zuò）到產品（pǐn）信息描（miáo）述的完備, 它是CI MS 信息集成（chéng）的關鍵技術。它主（zhǔ）要包括: 交（jiāo）互式特征定義、特征的自（zì）動識別, 特征造型、特征映射l2. ”。本（běn）文基於（yú）特征技術對箱體類零件的（de）信息描述作了一些（xiē）探討,.提出一種實用的（de）描述方法。

1 方位特征描述（shù）

      箱體類零件形體結構複雜, 形麵參數繁多, 完整而簡明地進行（háng）零件信息描述是（shì）非常困難的（de）。本文在分析常見描述方法（fǎ）的基礎上, 根據箱體類零件結構和工藝特點, 基於特征技術（shù）提出了方（fāng）位特征描（miáo）述法, 以滿足（zú）箱（xiāng）體類零件（jiàn）CA PP 係統的要求。

      1. 1 零件各個方位基本（běn）描述單元

      箱（xiāng）體類零件（jiàn）上需加工（gōng）的形麵多且位置關係複雜, 難以清晰而方便地描述, 因此, 簡化形（xíng）麵間的複雜關係, 以（yǐ）獲得清晰（xī）的（de）數據信息, 是（shì）零件信息描述的首要任務。箱（xiāng）體類零件外形一般呈多麵體, 其上需加工的形麵大多分布（bù）在零件表麵上, 若把零件分解（jiě）開來（lái）, 則每個（gè）方向可以單獨形成一個“子件” , 每個“子件” 都有（yǒu）外形輪廓（kuò）和形（xíng）麵內容, 因（yīn）此, 方（fāng）位特征描述法並不（bú）試圖從整體（tǐ）上描述零件, 而是對零件進行分解, 零件的每個方向自成一個描述一單元。

     零件的輪廓和形麵按照所在的方向進行單（dān）獨描述, 這樣可以保證獲（huò）取零件全部的輪廓和形麵信息, 同時也簡化了不（bú）同方向上形麵的（de）位置關係, 避免了數據結構的複雜和（hé）混亂。

      在三維空間坐標係中, 任何一個立方多麵體各表麵所在方向, 按其法線所指,共有ro 種情況, 圖1標出了其中最常見的6 個方向（xiàng）。

      圖1 中（zhōng）, 隻: 法向指（zhǐ）向X 軸正（zhèng）向; 幾（jǐ）: 法向指向Y 軸（zhóu）正向; 幾: 法向指向X 軸負（fù）向; D. : 法向指向Y 軸負向; 幾; 法向指向Z 軸（zhóu）正向; 幾: 法向指向Z 軸（zhóu）負向。除此之外, 還有（yǒu）4 個方向: 隻: 法向與X 軸相垂直, 亦即該方向上所有平麵皆與X 軸平行, 用平麵與XO Y 平麵的正向夾角記其（qí）方（fāng）位角; 幾: 法向與Y 軸相垂直, 亦即該方向上（shàng）所有平麵皆與Y 軸平行, 用平麵與XO Y 平麵的正向夾角記其方位角; 幾:法向與Z 軸相垂直, 亦即（jí）該方向上所有平麵皆與Z 軸平行, 用平麵（miàn）與刁農淪平麵的正向夾角記其方位角;隻。: 法向與X 軸、Y 軸、z 軸皆不垂直, 用其上平麵與Xo Y 平麵的正向夾角記（jì）其方位角。

      以上10 個方向構成了方位特征描述法零件分解（jiě）的基礎（chǔ）, 輪（lún）廓和形麵描述將按各個方向進行.

     1. 2 輪廓信息描述

     從（cóng）零件幾何參（cān）數（shù）所描述的對象來考慮, 可以把零件的設計信（xìn）息分為（wéi）輪廓信息和形麵信息（xī）兩大部分。目前絕大多數非回轉體零件的CA PP 係統在進行零件描述時都沒有考慮輪廓信息（xī）描述, 其中（zhōng）的（de）重要原因是這些CAP P 係統（tǒng）是獨立的, 沒有（yǒu）考慮與（yǔ）數（shù）控編程聯接的問題（tí）, 顯然, 這種CA PP 不能體現出在C A D 和CAM之間的橋（qiáo）梁作（zuò）用。作為C A PP 技術的（de）一種發展趨勢, CA D / C A PP / C A M 一體化將（jiāng）成為必然, 這就要求CAP中必須包含有（yǒu）零件的輪廓數據, 為數控編程提供必要的準備信息。基於這種考慮, 方位特征描述決包（bāo）含了零件輪廓信息描述。

      通過對各種箱體零件輪廓進行分解後可以發現, 它們（men）都是由直線、圓弧及其（qí）擬合曲線所組成·, 因此,隻要有直線、圓（yuán）弧（hú）插補功能, 就可（kě）以（yǐ）對零件輪廓進行描述。在方位特征描述法中（zhōng）, 輪廓描（miáo）述是通（tōng）過記（jì）錄零件每個（gè）方向輪廓的圓弧參數和交點參數來完成的（de）。參數（shù）一（yī）律以圓心坐標和半徑記錄, 逆時針圓弧半徑為正,順（shùn）時針圓弧半徑為負, 交點視為半徑為零的圓弧（hú）。如圖2 所示, 若按順時針方向輸人, 則表示這一段局部輪廓的參數為,

這種（zhǒng）方法實現過程較為簡單, 所得數據很容易轉換成如下麵所示（shì）的數控代碼

      1. 3 形麵（miàn）信息描述

      零件形麵信息的描述, 是整個零件（jiàn）信息（xī）描述的重點。對於（yú）箱體類零件來說, 由於其形（xíng）狀複雜, 空間位置關係難以描述（shù）, 因而不能象描述回轉體零件那樣詳細、準確。但對於工藝設計來說, 並不需要象C A D那樣完整、準確地（dì）描述清楚零件的幾何結構, 而隻需要描述出零件由（yóu）那些加工形麵組成及這些形麵的空間位置關係即可, 這就是方位特征描述法采用基於零件特征進行形（xíng）麵描述的基本出發點,。通過對箱體類零（líng）件上各種需加工的形麵進行分析, 可以把這些形麵歸為4 類, 即平麵、外圓柱麵、孔（kǒng）、槽, 而每類（lèi）形麵又由多種典型形式（shì）所組成, 針對每種形式設（shè）置相應的特征參數, 通過（guò）記錄這些特征參數（shù）, 即可完成零件形麵信息的描述。

      本文采用麵向（xiàng）對象技術中的麵向對象分析(o o A) 和麵向對象編程(o 0 巧技術, 用c + + 中的類來表達數據結構, 建立形麵（miàn）特征（zhēng）參數（shù）。現舉例如下:

      該數據（jù）模型（xíng）基本上表達了箱體類零（líng）件的形麵特征信息, 適合用來生成加工工藝規程。對於不同的零件類型和加工環境, 可以通過增加形麵類的派生類來實現, 對規劃係統不需作大的改動, 從而提高了軟（ruǎn）件係統的（de）可維護性（xìng）、可重（chóng）用性（xìng）和可移植（zhí）性。

2 結束（shù）語

      零件信息描述與輸人所存在的（de）缺陷是製約CA PP 技術發展的一個重要因素, 這一問題對（duì）箱體類零件顯得尤為突出, 尋找有效的描述方法並開發相應的（de）零件信息輸人係統, 是CAP P 研（yán）究人員急需解（jiě）決的問題（tí）。

      本文的方（fāng）位特征描述法, 較好地解決了箱體類零件的（de）信息描述（shù）與輸（shū）人（rén）的問題, 為工藝決策和數控編程提供了完整而準確的參數, 滿足了CA PP 係統對零件信息輸人的要求。