基于KBE的大型復雜沖壓件工藝設計關鍵技術研究.pdf

1、以汽車覆蓋件為代表的大型復雜沖壓件廣泛應用于飛機、汽車及其他車輛運載工具、工程機械和金屬結構件中。工藝設計是決定大型復雜沖壓件能否順利成形的關鍵，也是模具設計與制造的基礎，對產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、生產(chǎn)效率和模具的使用壽命有直接影響。大型復雜沖壓件工藝設計是一個十分復雜的決策和設計過程，迄今為止仍主要依靠設計者的經(jīng)驗，存在著設計時間長、設計可靠性差等問題。將知識工程引入大型復雜沖壓件的工藝設計，實現(xiàn)其自動化和智能化，徹底改變憑經(jīng)驗設計的狀況，

2、一直是人們期待解決的重要問題。 結合國家“十五”科技攻關計劃課題和國家自然科學基金項目，對基于KBE的大型復雜沖壓件工藝設計的若干關鍵技術進行了研究，開發(fā)了大型復雜沖壓件計算機輔助工藝設計系統(tǒng)——PDCAPP，實現(xiàn)了工藝方案的智能決策和工序件的三維設計，提高了大型復雜沖壓件工藝設計的自動化和智能化程度。 針對大型復雜沖壓件工藝設計過程中涉及的工藝設計知識表達、設計過程控制、信息關聯(lián)、優(yōu)化設計及仿真分析等問題，提出了大型復

3、雜沖壓件工藝設計智能主模型。該主模型將知識庫與工藝控制結構、工藝設計評價、工藝信息模型、模型關聯(lián)環(huán)境及仿真引擎相互融合，實現(xiàn)多種工藝設計知識以及相關技術的集成，形成開放的集成化設計環(huán)境。 建立了基于特征的完整、全面地描述零件及其工藝設計知識的產(chǎn)品/工藝知識模型。該模型以沖壓形狀特征、沖壓工藝特征和工序特征為基本對象，采用面向?qū)ο蟮幕旌现R表達模式，將零件信息、工藝設計知識和環(huán)境信息集中表達于模型中，實現(xiàn)了特征對象及其工藝知識的集

4、成，以支持工藝設計中的智能決策和信息表達與傳遞。 沖壓工藝方案設計是工藝設計中的主要問題之一，作者建立了基于KBE的沖壓工藝方案設計多元混合推理模型，采用基于規(guī)則推理、基于模型推理、基于實例推理和遺傳算法的混合決策方法，實現(xiàn)了工藝性分析和工藝方案智能設計。根據(jù)大型復雜沖壓件工藝方案設計的特點，建立了基于模糊數(shù)學的工藝方案綜合評價模型，實現(xiàn)了沖壓工藝方案的定量評價。 拉延是大型復雜沖壓件成形的關鍵工序，拉延件的設計直接影響

5、沖壓件的產(chǎn)品質(zhì)量。本文研究了基于知識的拉延工序件設計方法，建立了控制線設計模型。將設計準則、設計經(jīng)驗和約束條件等知識融入控制線對象中，以控制線約束截面線及由其生成的曲面，實現(xiàn)了知識驅(qū)動的拉延件設計，提高了拉延件設計的自動化和智能化程度。針對拉延件設計結果評價的模糊性，本文建立了二級模糊綜合評價模型，為優(yōu)化拉延件設計和提高其綜合設計質(zhì)量提供了合理的評價方法。 數(shù)值模擬技術已成為評價設計的重要手段，但其缺乏對分析結果的解釋和說明，只

6、能憑設計者的經(jīng)驗和知識來分析和判斷，造成了蘊含其中的大量有用知識的流失。為此，作者建立了基于數(shù)值模擬和知識發(fā)現(xiàn)的拉延件自適應設計模型，運用數(shù)據(jù)聚類分析和神經(jīng)網(wǎng)絡方法，從沖壓成形過程模擬結果數(shù)據(jù)集中挖掘和發(fā)現(xiàn)設計知識，將獲得的關于拉延件幾何型面參數(shù)的知識直接驅(qū)動拉延件設計模型，優(yōu)化拉延件的設計，這一方法為“設計—分析評價—優(yōu)化設計”的拉延件自適應設計模式提供了支撐。 在理論研究的基礎上，作者在Unigraphics平臺上，利用其二