一、行业介绍
汽车行业作为我国重点产品、快速发展的产业，近些年发展迅速，而作为汽车零部件——汽车轴承行业，发展也较快，特别是在2009-2010年间，出现爆发式大幅增涨。汽车改进、更新换代较快，以每辆车约50套轴承，每套轴承2个套圈，每个套圈锻压、车削、热处理、磨削4个大工序计算，每辆车的轴承工序就有400个。汽车轴承加工精度高，技术密集型行业，随着汽车工业的发展，整车和主机厂对轴承性能的要求日益提高，因此轴承生产企业的工艺技术水平和技术储备要求较高，企业只有通过提高工艺技术水平和不断的研发新技术、新工艺，才能适应激烈的市场竞争，目前国内有轴承企业几千家，谁能撑握先机，谁就能撑握市场的主动权。
二、企业介绍和实施背景
襄阳汽车轴承股份有限公司（简称：襄轴）作为国内最大的汽车轴承生产企业，始建于1968年，可生产12类2000多个品种，现已形成重型、中型、轻型、微型、轿车等各种车型可整车配套的轴承体系。襄轴以每年200个以上的速度推出新品，这就对现场工艺技术人员提出了更高的要求，即要求急时、有效的解决现场问题，又要快速、准确的编制各种工艺文件。
襄轴作为一个有着四十多年历史的大型国有企业，产品设计能力和工艺能力强、技术人员经验丰富，这就需要大量知识经验整理成数据、公式，使这些知识经验能更有效的传承。过去主要是通过文字资料，如形成企业自己的标准、设计方法等，但这些资料大部分都是纸质形式存在，在数据量大、工作节奏快的今天，已不能满足工作的需要，有些经验并未形成统一的公式或方法，会出现同一类形的产品，工艺设计上有差异，不利于快速设计、生产，不利于通用化、节约成本。
轴承工艺的特点：
1、轴承工艺长、工艺总类多，需要公式计算、查找资料、绘制图形，工艺编制的工作量大、重复劳动多。
2、轴承零件结构和工序路线相似或相同，通过少量工序内容的变化或输入参数变化，即可生成新的工艺。
3、轴承工艺计算方法成熟，设计经验丰富，大部分可以整理成计算机语言，部分工艺人员已使用了excel用于部分计算，但也仅限于计算，并且是个人单机使用，无法及时共享。
以车工工艺为例，一个工艺人员编制一个轴承的车工工艺，需要3个小时左右，大量的时间都用于查找资料、工艺尺寸的计算、重复制图上。
因此，我们将CAPP引入企业放到了日程上来。
图1 手工编制工艺文件流程
三、CAPP介绍及选型
CAPP（computer aided process planning）：计算机辅助工艺过程设计），是利用计算机来进行零件加工工艺过程的制订，把毛坯加工成工程图纸上所要求的零件。它是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（形状、尺寸等）和工艺信息（材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。
选型CAPP初，我们提出了一些要求：1、可以形成自己的知识库，便于查找、维护；2、在传统CAPP的基础上，需增加参数化设计，将一些设计方法融入到参数化CAPP应用中，减少技术人员的工作强度、提高效率和设计准确性；3、参数化应用要便于使用，不仅是工艺技术人员使用方便，配置人员也需上手容易；4、可集成在现有的PDM中进行管理。
通过多方的选型，襄轴选定了使用开目公司软件产品，在普通CAPP的基础上，增加了参数化设计，进行轴承的参数化CAPP应用。
开目CAPP优点：
1、基于参数表和过程图的可视化表示方法。
2、智能化与工艺人员主动决策相结合。
3、可实现工艺知识积累，在实用中提高企业的工艺管理水平。
四、实施情况
襄轴的参数化CAPP实施主要分为以下几个步骤：
1、成立项目组，包括软件持术人员、配置人员、最终使用的工艺人员等，展开多部门跨领域的合作；
2、业务调研，了解当前的业务流程、整理资料、公式；
3、在调研的基础上形成技术解决方案；
4、基础数据库的建立、适应CAPP底图表格的制定等准备工作（见图2、图3）；
图2 底图配置界面，制定统一的工艺模版本
图3 数据库的建立
5、参数化配置、软件测试，该过程持续时间长，工作量大，需多次反复进行，襄轴经过了近一年配置、调试（见图4～图7）。
图4 参数定界面，可配置参数类型、计算公式、查找数据库
图5 VISO的配置界面，用于配置参数化流程，并可调动AUTO CAD图形
图6 工艺属性的定义，可将底图模版本、参数化定义、VISO流程集成使用
图7 试的窗口界面，用于检验流程、参数、公式等配置是否正确
6、软件测试完成后，实际使用工艺人员，进行最终验证，襄轴工艺人员的使用测试经过三轮，提出了大量的修改意见，包括计算正确性、人性化设计、界面设计等。
五、应用情况
现已完成了圆锥滚子轴承的外圈和外圈的全套工艺文件，包括锻压、车削、热处理、磨削。可生成圆锥滚子轴承套圈从下料到成品的所有工艺文件，包括锻压作业指导书、车削作业指导书、热处理作业指导书、磨工作业指导书、磨工检验指导书、车削量具明细表等等，共计十余个类型，减少计算、制图、查表等人为干预80%以上，整体提高了效率3倍以上。以车削工艺文件为例，可由原来的3个小时，缩短为目前的1个小时左右，节省了大量时间。（图8～图11，参数生成的文件示例）
图8 参数化生成“锻压作业指导书”（示例）
图9 参数化生成“车削作业指导书”（示例）
图10 参数化生成“热处理作业指导书”（示例）
图11 参数化生成“磨工作业指导书”（示例）
对于参数化生成的文件，可以进行手动二次编辑，可以进行删除行、插入行、复制、粘贴等类似于EXCEL的编辑界面（图12、图13）。
图12 文字区的编辑界面（示例）
图13 调动AUTO CAD，对图形编辑（示例）
参数化CAPP已与PDM集成，直接通过PDM调用参数化CAPP，生成的工艺文件直接导入PDM系统，走签审流程（图14）。
图14 参数化与PDM的集成管理（示例）
六、实施参数化CAPP应注意的事项
1、实施参数化CAPP，需要做好企业的前期标准、通用化工作，包括工装夹具的标准化、通用化，包括设计方法的标准化等，这是一个很重要的基础性工作。
2、参数化CAPP的实施属于跨行业的一个项目，项目组成员需有软件背知识的人员、工艺技术人员、软件工具改进人员等，特别是软件配置人员必须要有工艺技术员的背景或能与工艺技术人员无障碍交流。
3、参数化配置过程，更像一个软件编程的过程，只是这个过程可视化界面强，因此前期策划很重要，包括整体的配置布局、参数定义规则、参数类形设置、计算公式步骤和查数据库的方法。
七、结论
1、建立了包括轴承工艺路线中的关键参数、工艺资源、工艺方法等的工艺知识库，为实现CAPP参数化奠定了基础；
2、建立了基于流程图的典型工艺模板，实现了产品的快速变型工艺设计，显著提高了工艺设计的准确度和效率；
3、建立轴承企业的工艺知识库及工艺知识积累机制，满足了工艺知识的积累与传承要求，大幅提高了产品的系列化和标准化水平，降低了生产成本；
4、基于通用工艺建模工具，形成了由企业自主完成产品工艺的知识化、标准化、模块化的参数化CAPP实现的成功模式，满足了企业对系统的自主扩展需求，有利于行业推广应用。
综上，通过参数CAPP工具，企业人员可以自己配置、修改参数化工艺文件。参数化CAPP系统对于系列化、标准化的汽车零部件生产企业，提高工艺编制的准确、效率，提升企业技术管理水平有着十分重要的意义。
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本文标题：参数化CAPP在汽车零部件行业的深化应用
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