基于KBE的注塑模具型腔设计系统研究

论文摘要

本文基于知识工程(Knowledge Based Engineering，KBE)技术对注塑模具型腔设计若干关键技术进行了研究，并结合汽车车灯注塑模具型腔优化设计问题，开发了车灯注塑模具型腔设计原型系统，通过使用基于KBE技术的注塑模具型腔设计系统，提高了汽车车灯模具企业的模具型腔设计质量和效率。 文章首先阐述了KBE的产生背景和定义，并对基于KBE的产品设计流程、KBE系统与其它设计系统的异同等进行了研究。在此基础上，探讨了KBE系统的结构层次、基本框架和开发工具。提出了一种基于KBE技术的注塑模具型腔设计系统的框架。围绕注塑产品和模具型腔集成特征模型建立、基于特征和几何推理的模具型腔设计、基于集成推理和优化技术的模具型腔加工工艺确定等关键技术，获得了以下研究成果： (1)系统阐述了模具设计制造各视图域间特征映射的概念，并对映射的过程进行了详细研究。提出了基于图的交互式产品特征识别方法以及基于特征分类的产品特征映射方法，由此构建了比较系统的注塑产品和模具型腔集成特征模型。 (2)基于可视图方法和原理，探讨了注塑产品特征方向的确定方法，据此可进一步确定产品优化脱模方向和侧凹特征。提出了基于有限元的模具分型线确定方法和基于几何推理的模具分型面生成方法。 (3)提出了基于集成推理的加工刀具及参数选择方法。在检索相似实例中采用了分层检索策略和相应的相似度分层计算方法，并应用多目标的优化方法对加工参数进行优化。 (4)在CAD／CAM软件平台上开发了汽车车灯注塑模具型腔设计原型系统，从编码系统的设计和实现、规则库的设计和实现、车灯模具型腔设计实例三个方面对系统的应用进行了具体分析。 文章最后在总结全文工作和创新点的基础上，指出了基于KBE的注塑模具型腔设计需要进一步研究的内容。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 KBE技术及研究现状
• 1.3 基于KBE技术的注塑模具型腔设计
• 1.4 论文的选题背景及主要研究内容
• 第二章 基于KBE技术的注塑模具型腔设计系统框架
• 2.1 KBE产生的背景
• 2.2 KBE的定义和内涵
• 2.3 基于KBE的产品设计流程
• 2.4 KBE系统与其它设计系统的比较
• 2.5 基于KBE的注塑模具型腔设计系统
• 2.6 小结
• 第三章 注塑产品和模具型腔集成特征模型的建立
• 3.1 特征的基本概念
• 3.2 注塑产品特征的分类
• 3.3 注塑产品特征模型建立的基本方法
• 3.4 注塑模具设计制造各视图域间的特征映射
• 3.5 注塑产品和模具型腔集成特征模型的建立
• 3.6 小结
• 第四章 基于特征和几何推理的模具型腔设计
• 4.1 侧凹特征的定义和类别
• 4.2 侧凹特征的识别和脱模方向的确定
• 4.3 基于有限元方法的模具分型线确定
• 4.4 基于几何推理的模具分型面的生成
• 4.5 小结
• 第五章 基于集成推理和优化技术的注塑模具型腔加工工艺确定
• 5.1 注塑模具型腔加工工艺基础
• 5.2 基于集成推理的加工刀具和参数选择
• 5.3 基于多目标的加工工艺参数优化
• 5.4 小结
• 第六章 车灯注塑模具型腔设计原型系统构建及应用实例分析
• 6.1 车灯注塑模具型腔设计原型系统的构建
• 6.2 原型系统构建及应用实例分析
• 6.3 小结
• 第七章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间完成的论文和参加的科研项目
• 致谢