計（jì）算機輔助工藝（yì）設計(CAP P: co m Pu ter Ai d ed Proc es s PI ~ ing ) 是利用計算（suàn）機輔助完成零件的工藝規程設計, 其目的是（shì）獲得優化的和標準化的工（gōng）藝規程b 零件信息描述與輸人是CA PP 係統運行的基礎和依據,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（líng）件特征信息, 對（duì）於CAP P 係統的輸出質（zhì）量和運行效（xiào）率都具有決定性的影響。

      特征建模技術是C A D /c A PP/C AM 集成的關鍵技術。基於特征的產品數據模型不僅包（bāo）括零件或產品的幾何形狀信（xìn）息, 還包括（kuò）產品或零件的精度信息、裝配信息、管理信息等。

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

      特征技術分為特（tè）征前處理和後（hòu）處理。特征前處理是從抽象的概念開始（shǐ）逐漸導出幾何和其它詳細信息的過程（chéng）。

      特征後處理是指在具（jù）體參數設計時引人特征, 以盡量做到產品信息描述的完備, 它（tā）是CI MS 信息集成的關鍵技術。它主要包括: 交互式特征定義、特征的自動識（shí）別, 特征造型、特（tè）征映射l2. ”。本文基於特征技術對箱體類零件的信息描述作（zuò）了一些探（tàn）討,.提出一種實用的描述（shù）方法。

1 方位特（tè）征描述

      箱體（tǐ）類零件形體結（jié）構複雜, 形麵參數（shù）繁多, 完整而簡明地進行零件信息描述是非常困難的。本文在分析（xī）常見描述方法的基礎上, 根（gēn）據箱體類零件結構和（hé）工藝特點, 基於特征技術提出了方位（wèi）特征描（miáo）述法, 以（yǐ）滿足箱體類零件CA PP 係統的（de）要求。

      1. 1 零件各個方位基本描（miáo）述單元

      箱體類零件（jiàn）上需（xū）加工的（de）形麵多（duō）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, 以獲得清晰的數據信息（xī）, 是零件信息描述的首要任務。箱（xiāng）體類零件外形一般（bān）呈多麵體, 其上需加工的形麵（miàn）大多分布在零（líng）件表麵上, 若把零件分解開來, 則每個方（fāng）向（xiàng）可以單（dān）獨形成一個“子件” , 每個“子件” 都有外形輪廓和形麵內容, 因此, 方位特征描述法並不試圖從整體上描（miáo）述零件, 而是對零件進行分解, 零（líng）件的每個方向自（zì）成一個描述一單元。

     零件（jiàn）的輪廓和形麵按照所在（zài）的方向進行單獨描述, 這樣可以保證獲取零件全部的輪（lún）廓和形麵信息, 同時也簡化了不同方向上形麵（miàn）的位置關係（xì）, 避免了數據結構的複雜和混亂。

      在三（sān）維空間坐標係中（zhōng）, 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（tú）1標出了其中最常見的6 個方向。

      圖1 中, 隻: 法向（xiàng）指向（xiàng）X 軸正向; 幾: 法向指向Y 軸（zhóu）正向; 幾: 法向指向X 軸負向; D. : 法向（xiàng）指向Y 軸負向（xiàng）; 幾; 法向指向Z 軸正（zhèng）向; 幾: 法向指向Z 軸負向。除此之外, 還（hái）有4 個方向: 隻: 法向與X 軸相垂直（zhí）, 亦即該方向上所有平（píng）麵皆與X 軸平行, 用平麵與XO Y 平麵的正向夾角記其方位角; 幾: 法（fǎ）向與Y 軸相（xiàng）垂（chuí）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方位角; 幾:法向與Z 軸相垂直, 亦即該方（fāng）向上所有平麵皆與Z 軸（zhóu）平行, 用平麵與（yǔ）刁農淪平麵的正向夾（jiá）角（jiǎo）記其方位角;隻。: 法向（xiàng）與X 軸、Y 軸、z 軸（zhóu）皆不垂直, 用其上平麵與Xo Y 平麵的正向夾角記其方位角。

      以上10 個方向（xiàng）構（gòu）成了方位特征描述法零（líng）件（jiàn）分解的基礎（chǔ）, 輪廓和形麵描述將按各個方向進（jìn）行.

     1. 2 輪廓信息描述

     從零件幾何參數所描述的對象來考慮, 可以（yǐ）把零件的設計信息分為輪廓信息和形（xíng）麵信息兩大部分。目（mù）前絕大多數非回轉體零件的CA PP 係統在進行零（líng）件描述時都沒有考慮輪廓信息描述, 其中的重要原因是這些CAP P 係統是獨立（lì）的, 沒（méi）有考（kǎo）慮與數控編程聯接的（de）問題, 顯然, 這種CA PP 不能（néng）體現出在C A D 和CAM之間的橋梁（liáng）作用。作為（wéi）C A PP 技術的一種發展趨勢, CA D / C A PP / C A M 一體化將成為必然, 這就要求CAP中必須包含有零件的輪廓數據, 為數控編程（chéng）提供必要的準備信息。基於這種考慮, 方（fāng）位特征描述決包含了零件輪廓信息描述。

      通過對各種箱體零件輪廓進（jìn）行（háng）分解後可以（yǐ）發現, 它們都是由直線、圓弧及其擬合曲線所組成·, 因（yīn）此,隻要有直線、圓弧插補功（gōng）能, 就可以對零件輪廓進行描（miáo）述（shù）。在方位特征描述法中, 輪廓描述是通過記錄零件每個方向輪廓的圓弧參數和交點參數來（lái）完成的。參數一（yī）律（lǜ）以圓心坐（zuò）標和半徑記錄, 逆時針圓弧半徑為正（zhèng）,順時針圓弧半徑為負, 交點視為半徑為零的圓弧。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,

這種方法實現過程較為簡單, 所得數據很（hěn）容易轉換成（chéng）如下麵所示的數控代碼

      1. 3 形麵信息描述

      零件形麵信息的（de）描（miáo）述, 是整個零件（jiàn）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（wèi）置（zhì）關（guān）係難以描述（shù）, 因而不能（néng）象描述回轉體零件那樣詳細、準（zhǔn）確。但對於工藝設計來說, 並不需要象C A D那樣完整、準確地描（miáo）述清楚零件的幾（jǐ）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（zhè）就（jiù）是方（fāng）位特征描述法采用基於（yú）零件特征進行形麵描述（shù）的基本出（chū）發點（diǎn）,。通過對箱體類零件上各種（zhǒng）需加工的（de）形（xíng）麵進行分析, 可以把這些形麵歸為4 類, 即平麵、外圓柱麵、孔、槽, 而每類形麵又由（yóu）多種典型形式所組成, 針對每種形式設（shè）置相應的特征參數（shù）, 通過記錄（lù）這些特征參數, 即（jí）可完成零件形麵信息的描述。

      本文采用麵向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（lái）表達數據結（jié）構, 建立形麵特征參數。現舉例如下:

      該數據（jù）模型基本（běn）上表達了箱體類零件的形麵特征信息, 適合用來生成加（jiā）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（lái）實現（xiàn）, 對（duì）規劃係統不需作大的改動, 從而提高了軟件（jiàn）係統的可維護性、可重用（yòng）性和可移植性。

2 結束（shù）語

      零件信息描述與（yǔ）輸人所存在的缺陷是製約CA PP 技術發展的一個重要因素, 這一問題對箱體類零件顯得尤為突出, 尋找有效的描述方法並開發（fā）相（xiàng）應的零件信息輸人（rén）係統, 是CAP P 研究人員急需解決的問題。

      本文的方位特（tè）征描（miáo）述法, 較（jiào）好地（dì）解決（jué）了箱體類零件的信息描述與（yǔ）輸人的問題, 為工藝決策和數控編程提供了（le）完（wán）整而準確的參數, 滿足了CA PP 係統對零件信息輸人（rén）的（de）要求。