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基于知识工程的麻花钻三维设计研究及开发

2020-11-30阅读(720)

基于知识工程的麻花钻三维设计研究及开发

论文摘要

设计是一个含有高度智能的人类创造性活动,现代产品设计是基于知识的设计。以知识为基础的新产品开发是21世纪企业技术竞争的核心。因此,把基于知识工程（Knowledge-Based Engineering,KBE）的技术应用到产品设计领域具有重要的理论意义和实用价值。在现代机械制造业的孔加工中,麻花钻是钻削加工中所用到的主要刀具。将知识工程（KBE）这一当今的国际研究热点融入到麻花钻的三维设计过程是刀具CAD系统开发的主流发展趋势。知识驱动的麻花钻三维设计模块能将麻花钻设计中复杂繁冗的专家经验知识集成起来,借助大量既有的知识的自动重复利用,来降低对人机交互设计方式的依赖,实现自动创建三维几何模型,显著提高企业快速响应市场的能力和新产品开发的效率,从而赢得市场的竞争。本文以麻花钻三维设计为研究对象,通过对KBE基本理论和关键技术的研究,提出了麻花钻三维设计KBE系统框架。在此基础上,从麻花钻产品设计标准、科研数据、专家经验等方面获取知识,建立了麻花钻产品的知识库并给出了麻花钻产品的KBE技术实现路线。采用UG/KF（UG/Knowledge Fusion）语言将麻花钻的产品知识库表示成规则和类的组合,同时结合UG三维造型技术,实现了麻花钻三维实体的快速设计。本文以UGNX3.0软件为产品设计平台,以知识工程语言（KF语言）为开发工具,完成了麻花钻三维建模的KBE界面实现、钻尖刃磨参数的选择等模块。麻花钻三维模型的快速构建为麻花钻的CAM/CAPP、利用有限元方法对麻花钻进行强度和刚度分析以及利用一些分析软件对麻花钻钻削过程进行分析提供了便利。最后,论文总结了研究所取得的成果,并给出了进一步的研究方向。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题研究的背景及意义
  • 1.2 KBE 技术产生的背景及定义
  • 1.2.1 KBE 技术产生背景
  • 1.2.2 KBE 技术的定义
  • 1.3 KBE 技术国内外应用研究现状
  • 1.4 三维CAD 技术的研究及其发展趋势
  • 1.4.1 三维CAD 技术的研究
  • 1.4.2 三维CAD 技术的发展趋势
  • 1.5 麻花钻 CAD 技术的发展动态
  • 1.5.1 麻花钻国内外研究情况
  • 1.5.2 CAD 技术在麻花钻设计中的应用
  • 1.6 论文的主要研究内容
  • 第2章 基于KBE 设计的理论及关键技术
  • 2.1 KBE 系统的体系结构
  • 2.2 知识获取
  • 2.2.1 人工知识获取
  • 2.2.2 自动知识获取
  • 2.2.3 半自动知识获取
  • 2.3 知识表示
  • 2.3.1 一阶谓词逻辑表示法
  • 2.3.2 语义网络表示法
  • 2.3.3 框架表示法
  • 2.3.4 产生式规则表示法
  • 2.3.5 面向对象表示法
  • 2.4 知识推理
  • 2.4.1 基于规则的推理
  • 2.4.2 基于实例的推理
  • 2.4.3 基于模型的推理
  • 2.5 集成技术
  • 2.6 本章小结
  • 第3章 麻花钻相关设计知识的研究
  • 3.1 麻花钻的组成及切削部分
  • 3.1.1 导向部分
  • 3.1.2 钻尖部分
  • 3.2 麻花钻的主要结构参数
  • 3.2.1 主要长度尺寸参数
  • 3.2.2 主要结构角度参数
  • 3.3 麻花钻螺旋槽
  • 3.3.1 基本螺旋槽槽形
  • 3.3.2 抛物线螺旋槽槽形
  • 3.4 麻花钻刃磨方法
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 基于KBE 的麻花钻三维设计及其技术实现
  • 4.1 麻花钻三维设计KBE 框架组成
  • 4.2 麻花钻产品的知识库
  • 4.2.1 麻花钻产品模板实例库
  • 4.2.2 麻花钻产品工程数据库
  • 4.2.3 麻花钻产品工程规则库
  • 4.3 KBE 技术实现的路线
  • 4.3.1 麻花钻产品的知识获取路线
  • 4.3.2 麻花钻产品的知识表示路线
  • 4.3.3 麻花钻产品的知识推理机制
  • 4.3.4 麻花钻产品知识库管理系统实现
  • 4.3.5 UG 与知识库应用接口的实现
  • 4.4 麻花钻三维设计方案
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 基于UG 的用户界面开发与应用实例
  • 5.1 用户操作界面开发
  • 5.2 UG 软件概述
  • 5.3 UG/OPEN 开发技术
  • 5.3.1 MenuScript 的应用
  • 5.3.2 User Tools 的应用
  • 5.3.3 UIStyler 的应用
  • 5.4 UG/KF 开发技术
  • 5.4.1 UG/KF 语言的特点
  • 5.4.2 UG/KF 的类库
  • 5.4.3 UG/KF 优化
  • 5.5 应用实例
  • 5.5.1 几何建模实现过程
  • 5.5.2 钻尖刃磨参数的选择
  • 5.6 基于KBE 的麻花钻三维设计模块的优势
  • 5.7 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录A （攻读学位期间所发表的学术论文目录）

    • 相关论文文献

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