基于KBE的大型復(fù)雜沖壓件工藝設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、以汽車覆蓋件為代表的大型復(fù)雜沖壓件廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車及其他車輛運(yùn)載工具、工程機(jī)械和金屬結(jié)構(gòu)件中。工藝設(shè)計(jì)是決定大型復(fù)雜沖壓件能否順利成形的關(guān)鍵，也是模具設(shè)計(jì)與制造的基礎(chǔ)，對(duì)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(fù)雜沖壓件工藝設(shè)計(jì)是一個(gè)十分復(fù)雜的決策和設(shè)計(jì)過程，迄今為止仍主要依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，存在著設(shè)計(jì)時(shí)間長、設(shè)計(jì)可靠性差等問題。將知識(shí)工程引入大型復(fù)雜沖壓件的工藝設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化和智能化，徹底改變憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的狀況，

2、一直是人們期待解決的重要問題。 結(jié)合國家“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃課題和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，對(duì)基于KBE的大型復(fù)雜沖壓件工藝設(shè)計(jì)的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，開發(fā)了大型復(fù)雜沖壓件計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)——PDCAPP，實(shí)現(xiàn)了工藝方案的智能決策和工序件的三維設(shè)計(jì)，提高了大型復(fù)雜沖壓件工藝設(shè)計(jì)的自動(dòng)化和智能化程度。 針對(duì)大型復(fù)雜沖壓件工藝設(shè)計(jì)過程中涉及的工藝設(shè)計(jì)知識(shí)表達(dá)、設(shè)計(jì)過程控制、信息關(guān)聯(lián)、優(yōu)化設(shè)計(jì)及仿真分析等問題，提出了大型復(fù)

3、雜沖壓件工藝設(shè)計(jì)智能主模型。該主模型將知識(shí)庫與工藝控制結(jié)構(gòu)、工藝設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)、工藝信息模型、模型關(guān)聯(lián)環(huán)境及仿真引擎相互融合，實(shí)現(xiàn)多種工藝設(shè)計(jì)知識(shí)以及相關(guān)技術(shù)的集成，形成開放的集成化設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)知識(shí)的產(chǎn)品/工藝知識(shí)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(duì)象，采用面向?qū)ο蟮幕旌现R(shí)表達(dá)模式，將零件信息、工藝設(shè)計(jì)知識(shí)和環(huán)境信息集中表達(dá)于模型中，實(shí)現(xiàn)了特征對(duì)象及其工藝知識(shí)的集

4、成，以支持工藝設(shè)計(jì)中的智能決策和信息表達(dá)與傳遞。 沖壓工藝方案設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)中的主要問題之一，作者建立了基于KBE的沖壓工藝方案設(shè)計(jì)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(shí)例推理和遺傳算法的混合決策方法，實(shí)現(xiàn)了工藝性分析和工藝方案智能設(shè)計(jì)。根據(jù)大型復(fù)雜沖壓件工藝方案設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，建立了基于模糊數(shù)學(xué)的工藝方案綜合評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)了沖壓工藝方案的定量評(píng)價(jià)。 拉延是大型復(fù)雜沖壓件成形的關(guān)鍵工序，拉延件的設(shè)計(jì)直接影響

5、沖壓件的產(chǎn)品質(zhì)量。本文研究了基于知識(shí)的拉延工序件設(shè)計(jì)方法，建立了控制線設(shè)計(jì)模型。將設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和約束條件等知識(shí)融入控制線對(duì)象中，以控制線約束截面線及由其生成的曲面，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)驅(qū)動(dòng)的拉延件設(shè)計(jì)，提高了拉延件設(shè)計(jì)的自動(dòng)化和智能化程度。針對(duì)拉延件設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)價(jià)的模糊性，本文建立了二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)模型，為優(yōu)化拉延件設(shè)計(jì)和提高其綜合設(shè)計(jì)質(zhì)量提供了合理的評(píng)價(jià)方法。 數(shù)值模擬技術(shù)已成為評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的重要手段，但其缺乏對(duì)分析結(jié)果的解釋和說明，只

6、能憑設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)來分析和判斷，造成了蘊(yùn)含其中的大量有用知識(shí)的流失。為此，作者建立了基于數(shù)值模擬和知識(shí)發(fā)現(xiàn)的拉延件自適應(yīng)設(shè)計(jì)模型，運(yùn)用數(shù)據(jù)聚類分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，從沖壓成形過程模擬結(jié)果數(shù)據(jù)集中挖掘和發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)知識(shí)，將獲得的關(guān)于拉延件幾何型面參數(shù)的知識(shí)直接驅(qū)動(dòng)拉延件設(shè)計(jì)模型，優(yōu)化拉延件的設(shè)計(jì)，這一方法為“設(shè)計(jì)—分析評(píng)價(jià)—優(yōu)化設(shè)計(jì)”的拉延件自適應(yīng)設(shè)計(jì)模式提供了支撐。 在理論研究的基礎(chǔ)上，作者在Unigraphics平臺(tái)上，利用其二