基于產(chǎn)品工作原理的變型設(shè)計技術(shù)研究.pdf

1、產(chǎn)品變型設(shè)計是企業(yè)系列化設(shè)計的主要手段，通過變型設(shè)計可以改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、縮短設(shè)計周期，使企業(yè)更加具有競爭力。傳統(tǒng)變型設(shè)計以幾何形狀和尺寸為主要研究對象，導(dǎo)致了變型設(shè)計范圍小，而且無法實(shí)現(xiàn)拓?fù)潢P(guān)系的變化，實(shí)際上變型設(shè)計是在保持原理方案不變前提下進(jìn)行的，傳統(tǒng)方法難以保證這一點(diǎn)。本文嘗試把原理方案引入到變型設(shè)計過程中，以功能表面和變型設(shè)計語義為手段，對原理方案進(jìn)行表達(dá)，在此基礎(chǔ)上分別對裝配級和零件級變型設(shè)計進(jìn)行研究，以水平定向鉆機(jī)為實(shí)例對上述理

2、論進(jìn)行了驗(yàn)證，并對其中的模塊進(jìn)行了變型設(shè)計系統(tǒng)的開發(fā)。全文主要從以下幾個方面進(jìn)行研究： 1. 分析了變型設(shè)計過程，指出變型設(shè)計應(yīng)該在行為域和結(jié)構(gòu)域之間進(jìn)行，行為域?qū)Y(jié)構(gòu)域應(yīng)起到制約和驅(qū)動作用，由此提出了基于產(chǎn)品工作原理的變型設(shè)計理論。該理論將變型設(shè)計分為原理方案表達(dá)、裝配級變型設(shè)計和零件級變型設(shè)計三個層次，以功能表面為語義節(jié)點(diǎn)，利用方案語義對原理方案進(jìn)行表達(dá)，其結(jié)果行為結(jié)構(gòu)由裝配語義繼承，在此基礎(chǔ)上對裝配結(jié)構(gòu)進(jìn)行變型設(shè)計，完成裝

3、配級變型，同時將需變型的零件傳遞給關(guān)聯(lián)語義，實(shí)現(xiàn)零件級變型設(shè)計； 2．給出了方案語義的主要內(nèi)容，分析了原理方案的主要構(gòu)成，分為執(zhí)行、傳動、定位三部分，其中以執(zhí)行和傳動部分為重點(diǎn)，詳細(xì)研究了行為變換及行為關(guān)系約束。在此基礎(chǔ)上采用BNF語言和方案語義對行為結(jié)構(gòu)進(jìn)行表達(dá)。在綜合分析水平定向鉆原理方案的基礎(chǔ)上，從語義描述、BNF語言及語義網(wǎng)絡(luò)三個角度對鉆機(jī)進(jìn)行完整的行為結(jié)構(gòu)表達(dá)； 3．通過定義和分析裝配語義，確定其主要構(gòu)成：連接

4、裝配語義、定位裝配語義、運(yùn)動裝配語義。以鉆機(jī)的模塊為例，借助裝配語義說明如何實(shí)現(xiàn)行為結(jié)構(gòu)到裝配結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化。針對轉(zhuǎn)化后的裝配結(jié)構(gòu)，分析了變型設(shè)計的主要內(nèi)容，并提出了變型運(yùn)算和產(chǎn)品控制模型實(shí)現(xiàn)裝配結(jié)構(gòu)變型，以整機(jī)為實(shí)例建立了三維模型，實(shí)現(xiàn)裝配級的變型設(shè)計； 4. 建立了零件的關(guān)聯(lián)語義模型，對零件內(nèi)部元素之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行分析，給出了功能表面的主要變型參數(shù)。深入研究零件級變型設(shè)計的主要技術(shù)：全相關(guān)參數(shù)化技術(shù)、知識熔接技術(shù)、事物特性表技術(shù)，

5、并將它們運(yùn)用到三維建模過程中，實(shí)現(xiàn)零件級變型設(shè)計； 5.開發(fā)了鉆機(jī)中關(guān)鍵模塊動力頭的變型設(shè)計系統(tǒng)，對裝配級和零件級變型理論和技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，該系統(tǒng)以控制模型為骨架，以全相關(guān)參數(shù)化技術(shù)、知識熔接技術(shù)、事物特性表技術(shù)為技術(shù)支撐，將設(shè)計中用到的知識及經(jīng)驗(yàn)融入系統(tǒng)中，并應(yīng)用到中、大機(jī)型的設(shè)計中，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速變型設(shè)計提供了方便； 基于產(chǎn)品工作原理的變型設(shè)計不僅能夠?qū)崿F(xiàn)尺寸的變化，更能夠?qū)崿F(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，使企業(yè)的產(chǎn)品更具有靈活創(chuàng)新