《基于知识的覆盖件工艺型面设计系统的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于知识的覆盖件工艺型面设计系统的研究（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 I摘 要 覆盖件拉延模工艺型面的设计是覆盖件拉延模设计的中心环节也是影响覆盖件产品开发的重要因素覆盖件产品的绝大多数形状都是通过一道拉深工序成形而拉深过程可以看成是坯料不断贴模的过程因而与坯料接触的模具工艺型面成为决定覆盖件能否顺利成形的关键因素 本文探讨了基于知识工程设计的基本设计过程特点和关键技术阐述了基于知识的工艺型面设计的相关理论在分析了覆盖件冲压制品与其模具设计之间的相互制约关系之后提出了覆盖件工艺型面设计的智能化设计思想从而达到工艺型面设计的优化在已有设计经验和规则的基础上将知识工程技术与三维造型软件相结合通过三维造型软件和设计规则之间的反复循环实现了产品功能信息在设计各阶段各部
2、分之间的传递指导和控制 压料面设计是覆盖件拉延模工艺型面设计的关键内容因此作者提出了几种压料面类型和生成压料面外轮廓线的直线法截面线法边界线投影法以及三种构造压料面曲面的方法并在 UG 平台上开发了压料面的智能优化设计模块该模块的基本意义就是结合 FASTAMP 软件对生成的压料面进行弹塑性分析并对设计结果进行检验和修改达到优化设计结合零件本身以及所设计的压料面可生成工艺补充面的截面线以此为基础提出了实现工艺补充部分与覆盖件本体以及压料面之间的光顺连接方法并开发了相应的基于知识的参数化设计模块实现了工艺型面设计从冲压方向的确定到压料面设计工艺截面线的设计以及工艺补充面设计的一体化 关键词覆盖件
3、 拉延模 工艺型面 压料面 知识工程 智能化设计 IIABSTRACT The design of panel drawing die surface is the key process of panel drawing die, and it is also the key factor on the development of panel products. Most of the shapes of panel products are formed by one drawing process, which can be considered as a continuous con
4、tacting process of sheet metal and die. Therefore, the contacting surface, that is, the die surface serves the determining factor of auto panels final form. The basic process, features and key technology of the design based on knowledge engineering were discussed in this paper. The theories related
5、to intelligent die surface design were introduced in this thesis. After the analysis of panel and its relation with die design process, the author proposes an intelligent approach for panel die surface design, and realizes the optimization of it. Depending on the existent experiences and rules, the
6、author realizes the distribution, guidance and control of products function information at every design step by combining the KBE with 3D modeling software. The binder design is a important content of panel drawing die surface design, so several types of binder, three methods (line, section, edge) w
7、hich create the outer contour lines and three corresponding methods to create binder were proposed. The author develops the module of binder design based on the UG software platform which can realize the intellectual design. Combined with the FASTAMP software, the design results could be analyzed an
8、d optimized until it reach a best condition. Still, a method which ensures slinking smoothly between the addendum and part was proposed and the corresponding design module of sectional line design was developed. This module realizes the function of panel drawing die surface design which integrative
9、press direction with binder design, die section design and addendum design. Key words: panel drawing die die surface binder knowledge engineering intelligent design 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果尽我所知除文中已经标明引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承
10、担 学位论文作者签名 日期 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版允许论文被查阅和借阅本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文 保密在_ _ _ _ _ 年解密后适用本授权书 本论文属于 不保密 请在以上方框内打 学位论文作者签名 指导教师签名 日期 年 月 日 日期 年 月 日11 绪论 1.1 课题的来源目的意义 本课题来源先锋模具有限公司开发汽车覆盖件模具 CAD 系统研究中关于冲压工艺设计的一
11、部分 当今世界工业发达国家都将汽车工业作为国民经济的支柱产业之一为占有市场几乎每年都有款式新颖质量优良性能先进装饰舒适的新车型面市当前由于汽车需求量的迅速增加汽车工业面临突飞猛进的发展随着 CAD/CAM 技术在汽车领域中的应用汽车制造技术有了很大程度的提高但工艺设计还处在较低的技术水平上成为汽车制造技术发展的瓶颈尤其是车身设计和制造技术与世界先进水平相比还存在着相当大的差距在全球经济一体化的大背景下以及我国加入世贸组织和世界汽车工业的发展都对我国的汽车工业提出了更高的发展要求利用现代科技发展提供的信息技术先进的制造思想来提高我国汽车工业的制造水平特别是汽车覆盖件的工艺设计水平有着重要意义汽车
12、工业的发展形势要求我们尽快攻克汽车覆盖件模具设计制造的核心技术形成汽车覆盖件模具的自主开发能力和足够的生产能力推动我国汽车工业和模具工业的发展 覆盖件冲压工艺设计确定了覆盖件冲压成形的工艺过程 并为冲压模具设计提供了依据是车身模具设计制造的关键环节冲压工艺设计的质量和速度直接影响冲压生产的质量和效率因而冲压工艺设计在车身覆盖件乃至整车的设计和制造中具有至关重要的作用工艺型面的设计在拉延模的设计当中起着能否成功的把产品拉延成型的关键作用是汽车覆盖件设计中一个重要的环节本课题是在冲压成形理论规则经验和先进制造技术的基础上借助计算机辅助设计技术智能化技术和优化方法等来完成冲压工艺智能化设计中的压料面
13、设计模块以期在汽车覆盖件工艺设计时自动实现压料面的优化设计并结合有限元软件对生成的压料面进行分析从而进一步优化生成的压料面型面以压料面为基础进一步生成工艺补充面实现了从冲压方向的2确定到压料面设计截面线的设计以及工艺补充面设计的一体化覆盖件工艺设计软件的应用将大大提高工艺设计的质量缩短开发周期和减少开发成本 1.2 覆盖件工艺型面设计系统的产生背景和发展现状 1.2.1 CAPP系统产生的背景 CAPP(Computer Aided Process Planning )是计算机辅助工艺规程设计的简称通常指机械产品零件制造过程的计算机辅助设计与文档编制1 工艺设计是生产技术准备工作的第一步 也是
14、连接产品设计与产品制造之间的桥梁工艺规程是进行工装设计制造和决定零件加工方法与加工路线的主要依据它对组织生产保证产品质量提高劳动生产率降低成本缩短生产周期及改善劳动条件等都有着直接的影响因此是生产中的关键环节 传统的工艺设计主要是手工设计手工设计工艺规程存在以下的几个方面的问题 ? 工艺人员的设计经验有限 个人习惯的不同 技术水平的差异等等导致设计工艺规程一致性差质量不易稳定难于达到优化目标也不便于工艺规程的标准化 ? 手工设计工艺规程的设计效率低存在大量的重复劳动主要表现在每个零件往往需要单独制定一个工艺规程不能利用成组技术的优势工艺设计的重复导致了工装设备的设计和制造的重复每个工艺规程都要
15、靠手工编写花费大量的时间在书写工艺表格上 ? 手工设计工艺规程不便于计算机对工艺技术文件进行统一的管理和维护 ? 手工设计工艺规程不便于将工艺专家的经验和知识集中起来加以充分利用 ? 由于新工艺新技术的飞速发展社会需求趋向多样化市场的激烈竞争又迫使产品更新周期日益缩短从而使产品向多品种少批量方向发展使制造系统逐渐从刚性高效率的大批量生产模式向柔性高效率多品种小批量生产模式转变这就要求将计算机贯穿于产品策划设计工艺规划制造与管理的全过程明显的传统的手工工艺设计方法已不能满足上述要求 3高速发展的计算机技术为工艺设计的自动化奠定了基础计算机能够有效地管理大量数据进行快速准确的计算各种形式的比较和选
16、择进行自动绘图自动编制表格文件并提供了便利的编辑手段这些优势正是工艺设计所需要的因此计算机辅助工艺规程设计随着计算机技术的发展应运而生CAPP 系统不但能利用工艺人员的经验知识和各种工艺数据进行科学的决策自动生成工艺规程还能自动计算工序尺寸绘制工序图选择切削参数并对工艺设计结果进行优化等从而设计出一致性良好的高质量的工艺规程也使得工艺设计与 CADCAM 及至 MIS 等系统的集成成为可能同时由于计算机中存储的信息可以反复利用从而大大提高了工艺设计的效率 1.2.2 CAPP系统的发展现状 世界上最早研究 CAPP 的国家是挪威开始于 1966 年2并于 1969 年正式推出世界上第一个CAPP系统AUTOPROS 于1973年正式推出商品化AUTOPROS系统3美国是在 60 年代末 70 年代初开始研究 CAPP 的并于 1976 年由 CAM-I 公司推出颇具有影响力的 C
