基于统一数据库平台的复杂热模锻工艺和模具智能设计支持系统

论文摘要

工艺及模具设计是锻件产品开发的核心环节,它直接关系到最终产品的质量、成本、生产效率和模具寿命。在激烈竞争和全球化市场环境下,提高热模锻成形工艺及模具设计水平,提高设计的智能化程度和设计效率,实现整个设计过程由经验设计向科学设计飞跃是研究人员长期追求的目标。为了适应现代生产对锻模开发短周期、高质量、低成本的要求,将先进设计理论与方法及计算机技术,尤其是人工智能（AI）、CAD和数据库技术引入传统热锻成形工艺及模具设计过程是锻模设计的必然趋势。本文基于以上三种技术,建立了基于统一数据库平台的复杂热模锻工艺和模具智能设计支持系统,对系统数据库的知识表示、面向对象的设计方法和“数据库总线式消息传递机制”、以及如何实现与几何造型无关能完成各类复杂零件设计的系统技术进行了研究。在回顾总结国内外CAD/CAM/CAE技术和基于知识的设计技术在热模锻设计中的应用的基础上,本文建立了基于统一数据库平台的复杂热模锻工艺和模具智能设计支持系统,并给出了系统的整体框架图、设计系统部分的流程图和热模锻设计知识库的数据流图和详细结构。本文采用面向对象的设计方法将热模锻工艺与模具设计按设计任务和知识模块划分成若干对象和子对象,并对其功能的设计和实现做了详细的阐述;介绍了基于知识的智能支持系统功能。在系统功能介绍中体现了系统的特点和本文的创新点。建立了统一的数据库平台,并提出了框架式和面向对象的表示方法相结合的统一的设计知识表示架构。本文采用全新的整个系统面向对象的设计方法,提出了“数据库总线式消息传递机制”,使设计系统和数据及设计系统的对象与对象之间“动态相关静态独立”。详细阐述了系统通过采用工艺推演与特征造型相结合、“共合异分”和“知识指导设计,实例辅助创成”的设计方法,实现了真正的与几何造型无关的设计系统。在上述理论分析基础上,本文基于UG软件平台,采用Visual C++.net语言和SQL Server数据库开发了基于统一数据平台的复杂热锻工艺和模具智能设计支持系统。通过对杠杆的锻造成形工艺及模具设计实例分析,验证了系统的实用性和可靠性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 热锻成形工艺智能设计发展现状
• 1.2.1 CAD/CAM/CAE 技术在热锻模具设计中的应用
• 1.2.2 基于知识的设计技术及其在热锻成形工艺设计中的应用现状
• 1.2.3 目前的热模锻智能设计系统所存在的问题
• 1.3 本文研究的意义及主要内容
• 1.3.1 本文研究的意义
• 1.3.2 本文研究的主要内容
• 第二章 系统研究的技术基础
• 2.1 概述
• 2.2 基于知识的设计技术
• 2.2.1 知识获取
• 2.2.2 知识表示
• 2.2.3 知识应用
• 2.3 UG NX 二次开发技术
• 2.3.1 ＵＧ二次开发工具及工作原理
• 2.3.2 ＵＧ二次开发的内部和外部应用程序技术
• 2.3.3 开发环境的设置
• 2.3.4 用ＶＣ＋＋.net 和UG Open API 联合进行二次开发
• 2.4 ADO 访问数据库技术
• 2.5 本章小结
• 第三章 热模锻工艺和模具智能设计支持系统框架及功能
• 3.1 系统的结构框架
• 3.2 面向对象的热模锻工艺与模具设计功能
• 3.2.1 冷锻件设计
• 3.2.2 热锻件图设计
• 3.2.3 设备吨位计算
• 3.2.4 坯料计算与工步选择
• 3.2.5 制坯模膛设计
• 3.2.6 预锻模膛设计
• 3.2.7 终锻模膛设计
• 3.2.8 模具结构设计及装配生成
• 3.3 基于知识的智能支持系统功能
• 3.3.1 工程创建/修改/删除
• 3.3.2 实时实例参考
• 3.3.3 跟踪知识向导
• 3.3.4 实例自动生成与影射
• 3.4 本章小结
• 第四章 系统关键技术研究
• 4.1 统一知识库架构的建立
• 4.1.1 独立统一的数据库管理和应用平台
• 4.1.2 共享统一的基础库
• 4.1.3 设计知识库的统一结构
• 4.1.4 统一的系统广义实例库
• 4.2 动态相关静态独立的设计系统
• 4.2.1 面向对象的系统结构
• 4.2.2 数据库总线式消息传递机制
• 4.3 与几何造型无关的设计系统
• 4.3.1 工艺推演与特征造型相结合
• 4.3.2 “共合异分”考虑各种零件类型
• 4.3.3 知识指导设计，实例辅助创成
• 4.4 本章小结
• 第五章 运行实例
• 5.1 创建杠杆热模锻工艺与模具设计工程
• 5.2 热模锻工艺设计
• 5.3 热模锻模具设计
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文