基于KBE的大型復(fù)雜沖壓件工藝設(shè)計關(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、汽車及其他車輛運載工具、工程機械和金屬結(jié)構(gòu)件中。工藝設(shè)計是決定大型復(fù)雜沖壓件能否順利成形的關(guān)鍵，也是模具設(shè)計與制造的基礎(chǔ)，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(fù)雜沖壓件工藝設(shè)計是一個十分復(fù)雜的決策和設(shè)計過程，迄今為止仍主要依靠設(shè)計者的經(jīng)驗，存在著設(shè)計時間長、設(shè)計可靠性差等問題。將知識工程引入大型復(fù)雜沖壓件的工藝設(shè)計，實現(xiàn)其自動化和智能化，徹底改變憑經(jīng)驗設(shè)計的狀況，

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)計劃課題和國家自然科學(xué)基金項目，對基于KBE的大型復(fù)雜沖壓件工藝設(shè)計的若干關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，開發(fā)了大型復(fù)雜沖壓件計算機輔助工藝設(shè)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(shè)計，提高了大型復(fù)雜沖壓件工藝設(shè)計的自動化和智能化程度。 針對大型復(fù)雜沖壓件工藝設(shè)計過程中涉及的工藝設(shè)計知識表達、設(shè)計過程控制、信息關(guān)聯(lián)、優(yōu)化設(shè)計及仿真分析等問題，提出了大型復(fù)

3、雜沖壓件工藝設(shè)計智能主模型。該主模型將知識庫與工藝控制結(jié)構(gòu)、工藝設(shè)計評價、工藝信息模型、模型關(guān)聯(lián)環(huán)境及仿真引擎相互融合，實現(xiàn)多種工藝設(shè)計知識以及相關(guān)技術(shù)的集成，形成開放的集成化設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計中的智能決策和信息表達與傳遞。 沖壓工藝方案設(shè)計是工藝設(shè)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(shè)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(shè)計。根據(jù)大型復(fù)雜沖壓件工藝方案設(shè)計的特點，建立了基于模糊數(shù)學(xué)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(fù)雜沖壓件成形的關(guān)鍵工序，拉延件的設(shè)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(shè)計方法，建立了控制線設(shè)計模型。將設(shè)計準則、設(shè)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(shè)計，提高了拉延件設(shè)計的自動化和智能化程度。針對拉延件設(shè)計結(jié)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(shè)計和提高其綜合設(shè)計質(zhì)量提供了合理的評價方法。 數(shù)值模擬技術(shù)已成為評價設(shè)計的重要手段，但其缺乏對分析結(jié)果的解釋和說明，只

6、能憑設(shè)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(yīng)設(shè)計模型，運用數(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)計知識，將獲得的關(guān)于拉延件幾何型面參數(shù)的知識直接驅(qū)動拉延件設(shè)計模型，優(yōu)化拉延件的設(shè)計，這一方法為“設(shè)計—分析評價—優(yōu)化設(shè)計”的拉延件自適應(yīng)設(shè)計模式提供了支撐。 在理論研究的基礎(chǔ)上，作者在Unigraphics平臺上，利用其二