計算機輔助工藝設計(CAP P: co m Pu ter Ai d ed Proc es s PI ~ ing ) 是利用計算機輔助完成零件（jiàn）的工藝（yì）規程設計（jì）, 其目的是獲得優（yōu）化的和標準（zhǔn）化的工藝規程（chéng）b 零件信息描述與輸人是CA PP 係統運行的基礎和依（yī）據,是係統首先要解（jiě）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（zhì）量和運行效率都具有決定性的影響。

      特征建模技術（shù）是（shì）C A D /c A PP/C AM 集成的關鍵（jiàn）技術。基於特征的產品數據模型不僅包括零件或產品（pǐn）的幾何形狀信息, 還包括產品或零件的精度信息、裝配（pèi）信息、管理信息等。

      特征（zhēng）可分為如下幾（jǐ）類川: 形狀特征、精度特征、方（fāng）位特征、輪廓特征、裝配特征等。

      特征技術分為特征前處理和後處（chù）理。特征前（qián）處理是從抽象的概念開始逐漸導出幾（jǐ）何和其它詳細信息的過程。

      特征後處理是（shì）指在具（jù）體（tǐ）參數設計時引人特征, 以盡量做到產品信息描述的完備, 它是CI MS 信（xìn）息集成的關鍵技術。它主要包括: 交互式特征定義、特征的自動識別, 特征（zhēng）造型、特征（zhēng）映射l2. ”。本文基於特征技術對（duì）箱體類零件（jiàn）的信息描述（shù）作了一（yī）些探討,.提出一（yī）種實用的描述（shù）方法。

1 方位特征描述（shù）

      箱體（tǐ）類零件形體結構複雜, 形麵參數繁多, 完整而簡明地進行零件信息（xī）描述是非常困難的（de）。本文在分析常見描述方（fāng）法（fǎ）的基礎（chǔ）上, 根據箱（xiāng）體類零件（jiàn）結構和工藝特點, 基於特征技術提出了方位特征描（miáo）述法, 以滿足箱體類零件CA PP 係統（tǒng）的要求。

      1. 1 零件各個方位基本描述單（dān）元

      箱體類（lèi）零件上需加工的形麵多且位置關係複雜, 難以清晰而（ér）方（fāng）便地描述, 因此, 簡化形麵間的複雜關係, 以獲得清晰的數據信息（xī）, 是零件信（xìn）息描述（shù）的首要任務。箱體類零件外形一般呈（chéng）多麵體, 其上需加工的（de）形麵大多分布在零件表麵上, 若把零件分解開來, 則每個方向可以單獨形成（chéng）一個（gè）“子件” , 每個（gè）“子（zǐ）件” 都有外形（xíng）輪廓和形麵內容（róng）, 因此, 方位特征描述法並不試圖從整體上描述零件（jiàn）, 而是對零件進行分解, 零件的每個方（fāng）向自成一（yī）個描述一單元。

     零件的輪廓和（hé）形麵按照所（suǒ）在（zài）的方（fāng）向進（jìn）行單獨描述（shù）, 這樣（yàng）可以保證獲取零件全部的輪廓和形麵信息, 同時也簡（jiǎn）化了不同方向上形麵的位置關係（xì）, 避免了數據結構的（de）複雜（zá）和混亂。

      在三維空間坐標係中, 任何一個立方多（duō）麵體（tǐ）各表麵（miàn）所在方（fāng）向, 按其法線所指（zhǐ）,共有ro 種情況, 圖1標出了其中最（zuì）常見的6 個（gè）方向（xiàng）。

      圖1 中, 隻: 法向指向X 軸正向; 幾: 法向指向Y 軸正向; 幾: 法向指向X 軸負向; D. : 法向指向Y 軸負向; 幾（jǐ）; 法向指向Z 軸正向; 幾: 法向指向Z 軸負向。除此之外（wài）, 還（hái）有4 個（gè）方向: 隻: 法向與X 軸相垂直, 亦即該（gāi）方向上所（suǒ）有平麵（miàn）皆與X 軸平行, 用平麵與XO Y 平麵的正向夾角記其方位角（jiǎo）; 幾: 法向（xiàng）與Y 軸相垂直, 亦即該方向上所有平麵皆與Y 軸平行, 用平麵與XO Y 平麵的正向夾角記其（qí）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（yòng）平麵與（yǔ）刁農淪平麵的正（zhèng）向夾角記其方位角;隻。: 法向與X 軸、Y 軸、z 軸皆（jiē）不垂直, 用其上平麵與Xo Y 平麵的（de）正向夾角記其方位角。

      以（yǐ）上10 個方向構成（chéng）了方（fāng）位特征描述法零件分解的基礎, 輪廓和（hé）形麵描述將按各個方向進行.

     1. 2 輪廓信息描（miáo）述

     從零件幾何參數所描述的對象來考慮, 可以把零件的設計信息（xī）分為輪廓（kuò）信息和形麵信息兩大部分（fèn）。目前（qián）絕大多數非回轉體零件的CA PP 係統在進行零件（jiàn）描述時都沒有考慮輪廓信息描述, 其中的重要原因是這些（xiē）CAP P 係統是（shì）獨立的, 沒有考慮與數控編程聯接的（de）問題（tí）, 顯然, 這種CA PP 不能體現出在（zài）C A D 和CAM之（zhī）間的橋梁作用。作為C A PP 技術的一種發展趨勢, 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（xū）包含有零件的（de）輪廓數據, 為數控編程提供必要的（de）準備信息。基於這種考（kǎo）慮, 方位特征描述決（jué）包含（hán）了零件輪廓信息描述。

      通（tōng）過對各種箱體零件輪廓進行分解後可以發（fā）現, 它們（men）都（dōu）是由（yóu）直線、圓弧及其擬合曲線所組成·, 因此（cǐ）,隻要有直線、圓弧插補功能, 就可以對零件輪廓進行（háng）描述。在（zài）方位特征描述法（fǎ）中, 輪廓描述是通過記錄零件每個（gè）方向輪（lún）廓的圓弧參數和（hé）交點參（cān）數來完成的。參數一律以圓心坐標和半徑記錄, 逆時針（zhēn）圓弧半徑為正（zhèng）,順時針（zhēn）圓弧半徑（jìng）為（wéi）負, 交點視為半（bàn）徑為零的圓弧。如（rú）圖2 所示, 若按順時針方向輸人, 則（zé）表示這一段（duàn）局部輪廓的參數為,

這種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的（de）數控代碼

      1. 3 形麵（miàn）信息描述

      零件形麵信息的描述（shù）, 是整個零件信息描述的重點。對於箱體類零件來說, 由於其形狀複雜, 空間位置關（guān）係難以描述, 因而不能象描述（shù）回轉體零件那樣詳細、準確。但對於工藝（yì）設計來說, 並不需要（yào）象C A D那樣完整、準確地描述清楚零件的幾何結構, 而隻需要描述出零件由那些加（jiā）工形麵組成及這些形麵的（de）空間位置關係即（jí）可, 這就是方位特征描述法采用基於零件特征進行形麵描述的基本出發點,。通過對箱體類零件上各種需加工的（de）形（xíng）麵進行分（fèn）析, 可以（yǐ）把（bǎ）這些形（xíng）麵歸為4 類, 即平麵、外圓柱麵、孔、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（shì）設置相應的特征參數, 通過記（jì）錄（lù）這些特征參數, 即可完成零件形麵信息的描述。

      本文采用麵（miàn）向對象（xiàng）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（lèi）來表達數據結構, 建立形麵特征參數。現舉例如下:

      該數據模型基本上表達（dá）了箱體類零件的形麵特征信息, 適合用來（lái）生成加工工藝規（guī）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（shí）現, 對規劃係統不需作大的改動, 從而提高了軟件係（xì）統（tǒng）的可維護性、可重用性和可移植性。

2 結束語

      零件信息描述（shù）與輸人所存在的缺陷（xiàn）是製（zhì）約CA PP 技術發展的一個重要因素（sù）, 這一問題對箱體類零件顯得尤為（wéi）突（tū）出（chū）, 尋找有效的描述方法並開發相應的零件（jiàn）信息輸人係統, 是CAP P 研究人（rén）員急需解決的問題（tí）。

      本文的方位特征描述法, 較好（hǎo）地解決了箱體類零件的信息描述與輸人（rén）的問題, 為工藝決策和數控編程提供了（le）完整而準確的參數, 滿足（zú）了（le）CA PP 係統對零件信息輸人的要求。