KBE关键技术及其在现代模具智能设计中的应用

系统论述了人工智能在工程领域应用的新形式———基于知识的工程KBE (Knowledge -BasedEngineering)技术产生的背景、KBE技术的内涵、KBE关键技术 (即知识获取、知识表示、知识推理和知识管理 )、KBE系统的结构和实施KBE技术的意义 ,并以汽车覆盖件冲压工艺设计为例 ,给出了KBE技术实现的具体实例。

注塑产品与模具协同设计任务规划算法研究

协同设计支持多功能小组兆同参与一个产品的设计过程,在产品开发的初始阶段,合理的任务规划将有利于协同设计的顺利进行,从而提高设计效率与质量。对协同设计任务规划系统开发的关键技术进行研究,采用模糊设计结构矩阵描述设计子任务的耦合关系,提出了新的模糊排序算法指导设计过程的分解与重组;基于综合能力、兴趣和时间约束分配设计任务,并根据协同设计过程的并行度与耦合度测定,提出了新的协同设计任务调度的时间分配策略。最后以注塑产品及模具协同设计为对象进行了验证。

汽车覆盖件冲压工艺/模具计算机辅助技术的发展现状

系统全面地论述了汽车覆盖件冲压模具数字化技术CAD/CAM /CAPP的发展现状 ,总结了目前存在的问题 。

高强度钢板拉深模具结构有限元分析与试验研究

高强度钢板在汽车车身结构中的广泛应用,对冲压成形工艺和模具的设计带来了诸多问题和挑战。文章针对高强度钢板DP600的拉深成形过程,基于LS-Dyna和MSC.Marc有限元软件,采用动力算法和静力算法相结合的方法,对拉深模具结构在冲压过程中的应力应变状态进行了有限元分析,得到了模具结构上任意位置应力和应变随冲压行程的变化规律。同时,利用自主开发的冲压模具结构应力应变状态的试验测量系统,在MTS试验机上完成了相应的冲压拉深实验和模具变形测量。实验测量结果与数值计算结果吻合较好。提出的研究方法对进一步开展高强度钢冲压模具的受力分析和设计优化提供了保证。

模具敏捷制造技术研究与系统开发

论述了网络化、数字化环境下模具敏捷制造的系统框架与运行机制;开发了模具敏捷制造管理信息系统,基于网络实时采集各种模具生产资源,并对组建虚拟企业的生产资源进行优化配置、对协同工作的生产任务进行规划、对敏捷制造过程进行管理和监控;在已有C3P系统的基础上,通过CAPP、MRPII/ERP等关键系统的开发与系统集成,建立数字化制造系统,支持优化设计、制订生产计划和实施数字化制造;通过敏捷制造管理信息系统和数字化制造系统的有机结合,实现模具敏捷制造,显著提高了大型、复杂模具生产的快速响应速度。

基于板料成形数值模拟的冲压模具结构分析方法

针对结构复杂的大型汽车冲压件成形模具,提出一种基于板料成形数值模拟的冲压模具结构分析方法。先通过板料成形数值模拟获得变形板料对模具的作用力,然后在模具结构分析时,将此作用力施加到模具上以代替板料对模具的作用,从而简化模具结构分析模型。论述基于板料成形数值模拟的冲压模具结构分析方法的实现过程以及联系两个过程的关键技术——边界力的映射算法。运用该方法分析双曲底面盒形件拉深成形时模具的受力,并利用自主设计的模具应力采集系统进行试验验证。结果表明,模具上选取的若干特征点的等效应力数值计算结果和实际测量结果吻合良好。

模具计算机辅助工艺设计系统的研制与开发

论述了现代模具制造业开发计算机辅助工艺设计 (CAPP)系统的必要性与可行性 ,分析讨论了自行开发研制的模具制造 CAPP系统零件信息的描述、工艺设计层次和决策逻辑等关键技术 ,并给出了该 CAPP系统的结构 .系统已通过运行测试 ,取得了较满意的效果 .

高速切削技术及其在模具工业中的应用

阐述高速切削技术的工艺特点及应用 ,着重讨论高速切削技术在模具工业中的应用 ,讨论分析目前高速切削应用中存在的问题。

基于近似替代模型的多工位高速锻造预锻模具优化

多工位高速锻造是一种节能减耗的先进成形技术,与传统的单工位多工序锻造有较大区别,不合适的预锻工位模具设计在生产中会造成载荷过大、锻件充填质量差、折叠等问题。文章提出了基于近似替代模型的多工位高速锻造预锻模具优化设计方法,采用拉丁超立方抽样方法构造初始样本点集,应用有限元软件获得响应值,并应用Kriging模型和BP神经网络模型建立真实问题的替代模型,来近似拟合预锻工位模具形状与成形载荷、成形质量之间的关系,并结合基于惩罚函数法的遗传算法求得最优解。以3工位高速锻造问题为例,经过优化取得了良好的效果,与初始设计相比,成形质量显著提高,成形载荷下降了40%左右。

含雕塑曲面和岛的模具型腔粗加工刀具组合优化方法

模具型腔粗加工正在从传统的单刀策略向多刀组合策略转变,粗加工刀具组合优化可显著提高模具整体加工效率。现行的CAM编程软件刀具的选择主要基于编程者的经验,易于出错且很难做到最优化。研究提出了模具型腔粗加工中基于CAD实体模型自动进行刀具选择和优化的系统化方法,建立了优化数学模型,设计了相应的算法,包括截交轮廓的生成、内外环的判断以及搜索层的合并。所提方法和算法在UG二次开发环境下进行了编程实现和算例验证,结果表明该方法是可行有效的。

基于神经网络响应曲面的预锻模具形状优化与再设计方法

针对二次多项式响应曲面在解决非线性问题时的局限性,提出了以神经网络为基础构建响应曲面的方法,建立了预锻模具形状与填充度之间的映射关系,并结合离子群优化算法(PSO)求得最优解,以两工步二维轴对称锻造问题为例,验证了其效果良好.同时,为解决预锻模具优化结果过于复杂的问题,提出了基于知识的再设计概念,用于进一步简化优化结果.通过与原优化结果的对比,验证了再设计方法效果良好.

模具型腔数控加工计算机辅助刀具选择研究

自动产生模具型腔加工的工艺计划及数控加工指令对提高模具型腔的加工效率具有重要意义。研究了模具型腔工艺规划中的刀具选择问题,提出了模具型腔粗加工、半精加工、精加工刀具选择的原则与方法,并构造了相应的实现算法;重点研究了粗加工中刀具的组合优化问题,并建立了数学模型;给出了计算机辅助刀具选择系统的体系架构,基于所提方法在UG/OPENAPI环境下进行了初步编程实现;以一个包含岛及自由曲面的模具型腔零件的刀具选择为例,说明系统及算法的可行性。

CSCW技术在模具CAD/CAE/CAM集成系统中的应用

由于影响其它产品的生产 ,模具工业在制造业中占据着举足轻重的地位 ,模具的制造过程牵涉到制造业的许多方面 ,因而先进的模具制造技术必须采用系统集成的方法 ,然而目前的模具CAD/ CAE/ CAM集成技术缺乏及时的信息交流 ,从而降低了集成系统的效率 ,为了克服这一缺点 ,本文提出了一个基于 CSCW环境的模具 CAD/ CAE/ CAM集成系统 ,并对系统中环境的构造、Agent结构设计、任务关联和分解。

注塑模具分型面的自动生成技术

提出了一种自动生成模具分型面的方法 .首先根据模具的脱模方向和分型线 ,对分型线的凸凹性进行识别与预处理 ,得到优化的分型线 ,然后将组成分型线的线段按类型进行分组 ,并按照不同的规则 ,生成一系列连续的面片 ;最后通过面片缝合生成分型面 .实例测试表明 。

基于知识的铝型材挤压模具集成设计系统

提出了基于知识的铝型材挤压模具集成系统的框架,研究了事例推理技术(CBR)在铝型材挤压总体事例建模中的实现以及面向铝型材挤压成形过程的仿真方法.总结了集成知识模型中的几何处理技术,提出了基于CAD平台进行几何处理的基本原理并建立了相应的原型系统.

注塑模具分型线自动搜索技术研究

提出了一种自动搜索模具分型线的方法。该方法首先依据脱模方向确定与之垂直的平面 ,并将塑料制件向该平面投影 ,得到模具分型线的主轮廓线 ,然后建立主轮廓线与制件表面上的边线和顶点投影映射关系 ,从中可以得到多种候选分型线 ,最后根据分型线的评价因子计算各分型线的优化目标函数值 ,确定最佳的分型线。实例测试表明 ,该方法具有较高的效率和实用性。

基于知识的挤压工艺及模具设计支持系统的研究

以UG/NX平台为支撑,结合基于知识的设计理念与方法,在开放性知识库、工艺特征模型技术、RCCR推理模式和DFV模具结构设计平台等关键技术的基础上,成功地完成基于知识的挤压工艺及模具设计系统的开发,并以具体实例说明该系统的工艺和模具设计过程。RCCR推理技术和DFV辅助平台的应用,大幅度提高了系统的运行效率。

基于知识的板料冲裁工艺与模具设计支持技术

为了提高板料冲裁工艺与模具设计的质量和效率,实现知识的重用和共享,对板料冲裁工艺与三维模具设计的智能化、参数化设计技术进行了系统地研究,提出了以数据库、框架、规则、面向对象和数学模型等混合方法表示工艺设计知识,以几何模型/数据库混合表示法描述结构设计知识;提出了面向工程的动态设计方法,将实际设计知识记录到动态知识库中,成为半标准化的知识,支持系统的智能设计.根据提出的方法,基于I-DEAS软件平台,利用宏命令与API接口函数相结合的方法,建立了冲裁工艺与三维模具设计支持系统,具体设计实例表明所建立的系统大大提高了设计的质量和效率.

精锻叶片模具三维型面优化技术

基于有限元模拟技术,对包括切边工序在内的叶片精锻过程进行了准确模拟,并针对叶片锻造过程中叶身型面产生的尺寸偏差,采用模具型面直接补偿的方法对叶片精锻模具进行了三维优化设计.通过模拟,定量给出了锻件型面的尺寸偏差,建立了偏差类型与型面变形之间的关系.以锻件型面偏差总量最小为优化目标,设计了基于变化的权重优化算法,准确计算了模具型面各节点上的插补值,并利用B样条曲面构建技术对优化后的模具型面进行了重构.开发了模具型面直接补偿优化设计系统,并对镍基叶片模具进行了优化设计.结果表明,模具型面偏差明显减小,优化效果显著.