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1、上海交通大学硕士学位论文 摘 要 基于特征识别的多孔型模具数控加工过程优化基于特征识别的多孔型模具数控加工过程优化 摘摘 要要 CAM 技术是改造传统模具生产方式的关键技术 其在数控加工环节还存在操作繁琐集成能力弱工艺和加工参数的确定缺乏优化等问题本文利用特征识别技术对多孔型模具数控加工过程进行了优化研究开发了基于 UG 平台的 CAM 模块 采用特征识别和附加信息输入的方法 从 CAD 模型中识别出可为数控加工直接使用的加工特征 实现了对多孔型模具 CAD 模型制造特征的提取与重建增强了 CAD/CAM 的集成能力在数控工艺方面根据提取的制造信息利用加工经验和工艺规则实现了自动选择刀具及加工
2、方式提出了基于特征的路径优化思想并对孔群加工路径及工步排序进行了优化研究在数控加工参数选择方面建立了更符合加工实际的模糊优化模型提出了模糊可靠度准则通过合理选择约束边界宽余量提高了模糊优化的可靠性采用均值截集法进行模糊模型的转化求解通过设定同类别隶属度函数值的均值大于给定截集水平值较好的保留了模型的模糊性算例表明基于可靠度的模糊优化解更具有优越性 基于以上研究内容在 UG 平台上实现了系统功能开发该系统不仅具有较好的半智能化功能同时具有数控加工优化功能可有效的提高多孔型模具数控加工的生产效率 关键词多孔型模具数控加工特征提取工艺优化参数选择模糊优化 上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT
3、OPTIMIZATION OF NC MANUFACTURING PROCESS OF MULTI-HOLE DIE BASED ON FEATURE CAPTURE ABSTRACT CAM technology was a key technology of improving traditional mould manufacturing level. To improve the efficiency and the extent of integration, research in NC manufacturing process was conducted by using th
4、e feature capture technology, and a multi-hole die CAM system based on UG was developed. Manufacturing features were acquired from CAD model by recognizing features and inputting additional information which enhanced the integration of CAD/CAM. In the aspect of NC processing, according to the proces
5、sing experience and rules, automatic selection of tools and processing methods was achieved based on the acquired manufacturing information. A feature- based method was put forward for the optimization of the processing path and the arrangement of processing steps in multi-hole die manufacturing. In
6、 the aspect of parameters determination, a fuzzy optimization model, which was represented more reasonable decisions in the practical manufacturing environment, was established. Reliability rule was put forward, and the security of optimization was strengthened by selecting reasonable excess capacit
7、y of restriction conditions. Average-Cut-Method which demanded the average of membership function values exceeded the given level was used to solve the fuzzy model. And the fuzzy characteristic of model during the 上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT solving process was maintained. An example was presented to prov
8、e the validity of the proposed method. A CAM system was developed on UG platform according to the research above. This system can effectively improve the efficiency of multi-hole die production by providing semi-intelligent functions and NC processing optimization. KEY WORDS: multi-hole die, NC, fea
9、ture capture, process planning optimization, parameter determination, fuzzy optimization 上海交通大学上海交通大学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注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作品成果 对本文的研究做出重要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担 学位论文作者签名张新明张新明 日期 2006 年 02 月 23 日 上海交通大学上海交通大学
10、学位论文版权使用授权书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同意学校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 本人授权上海交通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 保密保密在 年解密后适用本授权书 本学位论文属于 不保密不保密 请在以上方框内打 学位论文作者签名 张新明张新明 指导教师签名崔振山崔振山 日期 2006 年 02 月 23 日 日期 2006 年 02 月 23 日 上海交通大学硕士学位论文 第一章 绪论 1 第一章第一章 绪论绪论 模具工
11、业是影响产品开发的重要环节模具开发能力的强弱水平的高低直接影响着新产品的开发和旧产品的更新换代关系着整个制造业产品质量和经济效益的提高为了赢得竞争一场以发展先进制造技术为特征的新的制造业革命 正在世界范围内蓬勃展开 引入先进制造技术以改造传统的模具工业已成共识 1.1 模具工业的地位与现状 1.1 模具工业的地位与现状 模具设计和制造是机械制造业中最活跃的支柱产业之一 制造业的发展离不开模具技术的进步据统计在现代化工业生产中约 60-90%的工业产品需要使用模具生产许多新产品的开发和生产在很大程度上都依赖于模具生产特别是汽车电子航空等行业尤为突出而作为制造业基础的机械行业据国际生产技术协会预测
12、到 21 世纪机械制造工业零件粗加工的 75%和精加工的 50%都将依靠模具完成因此模具工业已成为国民经济的重要基础工业1 纵观世界经济的发展经济发展较快时产品畅销自然要求模具能跟上而经济发展滞缓时产品不畅销企业必然想方设法开发新产品这同样会给模具带来强劲需求因此国内外行家都称现代模具工业是不衰的工业世界上许多国家特别是一些工业发达国家都十分重视模具技术的开发模具工业发展的关键是模具技术的进步模具技术又涉及多学科的交叉模具作为一种高附加值产品和技术密集型产品 其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一 模具市场的需求有其自身的特点大多数模具的制造是用户在开发新产品过程中所需要的
13、新产品的开发定型产品质量的保证产品的批量化生产都离不开模具目前世界模具市场仍供不应求近几年来世界模具市场总量一直为 600650 亿美元左右其中美国日本法国瑞士等国一年出口模具约占本国模具总产量的 1/3 我国模具工业起步晚底子薄与工业发达国家相比有很大的差距近年来在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下我国模具工业发展迅速但从总体上看我国模具生产中自产自用占主导地位商品化模具仅为 1/3 左右国内模具生产仍供不应求特别是精密大型复杂长寿命模具仍主要依赖进口当前我国模具工业的发展正面临着新的机遇和挑战一方面由于企业规模小而分散造成技术含量低缺乏应有的开发能力和市场竞争能力并可
14、能进一步拉大与世界先进水平的差距另一方面随着我国国民经济的飞速发展和世界制造业中心向中国的转移我国模具需求正以每年 1520%速度增长因此我国模具工业要上海交通大学硕士学位论文 第一章 绪论 2 想迎头赶上必须走高起点高科技的发展道路发展模具数字化制造技术刻不容缓 1.2 模具数字化制造技术1.2 模具数字化制造技术 经济的发展对模具制造业提出了许多新的需求 在当前产品竞争激烈的情况下 大部分模具企业都是按产品订单来组织生产 产品型号变化快 要求模具设计速度快 制造周期短 质量好成本低这就要求模具制造企业必须具有快速响应手段才能满足日益变化的市场需求要满足市场竞争对模具制造的要求模具制造业必须
15、依靠信息技术不断提高生产技术水平通过信息技术在模具制造业的广泛集成应用 提高模具制造业的整体生产能力和水平 促使模具的设计数字化 制造数字化 管理数字化 装备数字化 并促进实现模具制造的标准化和专业化 CAD/CAM计算机辅助设计与制造技术是数字制造的关键支撑技术2 1.2.1 模具制造中的模具制造中的 CAM 技术技术 CAD/CAM 技术是改造传统模具生产方式的关键技术它以计算机软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具 使技术人员能借助于计算机对模具结构 成形工艺 数控加工等进行设计 CAD/CAM 的发展可以追溯到上世纪 40 年代第一代计算机问世的年代50 多年来计算机技术的发展可以说是天翻地覆的同样的CAD/CAM 技术的发展也是日新月异的3模具制造领域应用 CAD/CAM 技术比较早 它的历史可以追溯到 CAD/CAM 技术诞生的那一天 CAD/CAM技术在模具生产中的应用如下图图 1-1 CAD产品图产品图数据数据CAD模具设计模具设计实验验证实验验证实型铸造件实型铸造件辅修研配辅修研配CAM
