息集成的覆盖件冲压工艺设计与表达.pdf
《息集成的覆盖件冲压工艺设计与表达.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《息集成的覆盖件冲压工艺设计与表达.pdf(4页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第 l O卷第 9 期 2 0 0 4年 9月 计算机集成制造系统 Co m p u t e r I n t e g r a t e d M a n u f a c t u r i n g S y s t e m s Vo l _ l O NO 9 S e p2 0 0 4 文章编号 : 1 0 0 6 5 9 1 1 ( 2 0 0 4 ) 0 9 1 0 5 2 0 4 面向信息集成的覆盖件冲压工艺设计与表达 刘伟 , 杨玉英 , 朴文相 ( 1 哈尔滨 工业 大学材料科 学 与工程 学 院 , 黑龙 江哈尔 滨1 5 0 0 0 1 ; 2 一汽模具制造有限公司, 吉林长春1 3 0 0
2、 1 1 ) 摘要 : 为更好地获取以往 的设计实例信息, 实现设计数据和知识的共享 , 基于覆盖件冲压工艺设计 的信息集 成 , 研究了工艺设计 的实例信息建模方法。在建立实例信息面向对象组成关 系模型的基础上, 提 出“ 产品一特征一 几何” 的分层结构细化实例表达, 并应用多类型属性信息描述具体实例信息 , 采用分级的实例索引策 略; 收集工艺 设计的大量数据和实际经验 , 建立产品可能发生的缺陷问题与相应工艺机理 、 解决对策之间的联系 , 能有效地指出 并帮助解决潜在的工艺设计 问题 ; 采用数据库技术, 开发面向信息集成的覆盖件冲压工艺设计实例库的基本结构 , 并建立其管理系统 ,
3、 该系统可应用于工艺设计信息和制造资源集成 。 关键词 : 覆盖件 ; 冲压工艺 ; 设计实例 ; 信息集成 ; 数据库 中图分 类 号 : TG 3 8 l 文献 标识 码 : A 0 引言 1 工艺设计实例信息的表达模型 工艺设计通常是由工艺师凭借多年积累的设计 知识 , 并参考以往相似的设计实例, 摸索式地开发工 艺方 案n 。设 计过 程需 要处 理 的信 息量很 大, 考虑 的因素较多 , 具有很强 的经 验性 。因此 , 更好地获取 以往 的设计实例 信息 , 实现设 计数据和知识 的共 享 , 是提高设计效率和质量的关键 。实例作为数据和 知识的载体 , 可 以将企业 的 以往设
4、计连 同专家经验 、 制造资源等 一起 存储 起 来 , 当面临 一个 相似 的新 设 计时 , 这 些保 留在 实例 中 的数据 和 知识 就可 以为设 计者提供 相应的工艺 对 策或解 决 办法 , 以避 免潜 在 缺陷的发生; 同时, 实例中隐含的数据信息能够满足 设计过程的需要, 并实现设计信息的集成 “ j 。 基 于覆 盖件 冲压 工艺设 计 的信息 集成 , 研 究 了 工艺设计的实例信息建模方法, 并重点探讨 了实例 信息的获取、 表达与检索方法。基于数据库技术建 立 了覆 盖件 冲压工艺设 计实例库 。 面向信息集成的冲压工艺设计 , 是以产品信息 为依 据 , 以制 造环境
5、信息为支撑 , 在工艺设计 知识 的 约束下, 通过类 比以往的设计实例 , 充分借鉴相应实 例的成型知识后 , 综 合分 析形 成 的符合 用户 要求 的 产品加工工艺 。一个 覆盖 件冲压工艺设计 实例应该 包括以下主要信息: 覆盖件产品信息; 加工制造 信息; 冲压工艺知识信息; 潜在成型难点信息; 成型缺 陷的工艺 对策 信息 。因此 , 可 认 为设 计实 例就是 以工艺设 计为 中心 , 数据和知识 的信息 集合 , 即实例 一数据 +知识 。用二元组 来描述 实例 : Ca s e = ( Da t a , Kn o wl e d g e ) 。 其 中 , Da t a = D
6、 , D。 , , D , 是对实例 的主要属性 和特 征的描述 , 如产 品几何 数 据 、 形状 特 征、 使 用模 具 、 使用压 床及材料 性能 等 ; Kn o wl e d g e = K , Kz , ,K ) , 是与该 实 例对 应 的知 识 集 合 , 如 冲压 工艺 知识 、 成 型难 点知识和工艺对策等 。 收 稿 日期 : 2 O O 3 一O 9 2 3 ; 修 订 日期 :2 0 0 3 1 2 3 O 。 作者简介: 刘伟( 1 9 7 7 一) , 男, 黑龙江大庆人, 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院博士研究生 , 主要从事汽车覆盖件冲压工艺 C A D C
7、 A P P C A E集成设计与制造 、 智能工程 、 数据库技术等方面的研究 E ma i l : l i u w e i h i t 1 6 3 C O B。 维普资讯 http:/ 第 9期 刘 伟 等 : 面向信息集成的覆盖件冲压工艺设计与表达 1 1 实例信息的面向对象组成模型 本文根据面向对象的方法, 从研究领域中抽象 出零件类 、 工艺类、 特征类、 材料类和模具类等, 作为 架构实例信息组成关 系的基础结构 , 如 图 1所示。 该模型包括 : ( 1 ) 工艺设计实例的详细组成关系 每个类都 对应着上述的一种具体的信息实体, 其中, 零件类 由 材料类 、 特征类 、 工艺
8、类和成型难点类等组成, 工艺 类由模具类和压床类等组成 , 成型难点类 由工艺对 策类组成 。 ( 2 ) 各组成类的属性 内容 每个类都由一组不 同的属性字段集构成 , 字段具有不同的类型 ( 数值 型、 字符型、 逻辑型等) , 如零件类包括零件 I D、 零件 名称及零件类型等属性信息。 ( 3 ) 相互之 间的关 系 类 和 类 之间 的关 系根据 信息之间的具体联系, 一般定义为一对多或一对一 的映射关系。如一个零件类型由多个特征组成 , 对 应着多道加工工序, 具有多个成型难点问题, 以及多 个不同的工艺对策等。 材料类型 l l 冲压级别 I I 性能指标 I一 厂 副 IO 特
9、 征 簿 鬻 I1 = ,l 特 征 分 类 I 量 耋 J 零 件 I D l I 零 件 名 称I I 零 件 类 型l J 材 料 信息I I 组 成 特征I l 冲 压工 序Ic 成 形 难 点【 _ 1 零 件 图 l 。 l l I 1: : 艺对策类 I 面 _ _ 1 H : 对策内容 广 i I 馕哺 阚 l I l 一 蹰IO懔 爿 蓬 套 部 位 I L 茔 咎 黍 l 一一对 多关系 一对一关 系 图l 工艺设计实例组成模型 最后 , 将( 1 ) 、 ( 2 ) 、 ( 3 ) 分别实现为数据库 中的 表 、 表 的属性字段 以及表 和表之间的关 系。 1 2 实例信
10、息的层次结构模型 为便于实例信息的表达和提取 , 本文采用“ 产品 一 特征一几何” 的分层结构, 如图 2 所示。首先, 根 据同名覆盖件产品进行分类 ( 如发罩板类、 翼子板 类 、 顶盖类等) , 建立该类覆盖件成型过程的基本规 律和成型特点。同名覆盖件的形状虽然有差异, 但 由于它们总是车身的某一特定组成部分, 具有非常 相近的功能和形状特性, 因而可 以共享该同名零件 的相关知识 。其次 , 为细化 产品特征描述 , 根据零 件对象的形状构成特点、 各组成部位在冲压成型过 程中的变形特点 , 抽象出拉延特征 、 翻边特征 、 冲孔 特征以及局部特征等工艺特征 , 描述产品的成型工 艺
11、 , 并 与产品形成组装关 系 。最后 , 根据构成工艺特 征的几何拓扑信息进行描述, 采用 B r e p表达方法 记录每个特征的几何组成对象。因为每个特征都是 由多个曲面组成, 所以在具体的描述中, 没有包括曲 面、 曲线等几何对象的具体数据信息 , 但记录了相应 几何组成对象的标志号 , 简化了信息量 , 从而完善了 产品信息的分类和描述。 特 征层 厂丽 工艺特征 辅特征 盖 一= _ , 几 何层 i ) 一 图2 实例信息层次结构 这种分层描述的正向过程 , 实现了覆盖件产品 信息由整体到局部的细化 , 完成了整个产品信息的 表达和存储 ; 而逆向过程, 则是从各几何特征上的提 取
12、, 到各个工艺特征的整合 , 最终生成产品对象的过 程 , 也就是产 品的特 征识别 、 特征分析和成型难度 的 分析过程。采用“ 产品一特征一几何” 的分层结构, 便于实例的组织和应用 , 即将实例信息内聚在 同名 零件的对象中, 为零件的变形特点和成型难度分析 提供知识依据, 实现设计实例的重用 , 从而避免了工 艺设计 过程 中的盲 目性 。 1 3 实例的信息描述模型 基于面向对象 的方法, 本文定义的信息实体具 有独 自的属性集。属性采用数据库技术中数据字段 的方法表达, 字段有多种数据类型: 字符型 、 数值型、 日期型、 通用型和备注型等。属性值 的物理存储空 间大小 可根据需要
13、来 确定其 宽度值 。 图 3 所示为覆盖件产品属性信息 , 零件实体的 属性包括三种类型信息: 第一类是关于零件 的一般 性参考信息, 如零件 I D、 零件名称 、 车型 、 材料和零 件图等, 用于实现零件基本信息的管理; 第二类是用 于几何信息的分类表达和提取, 如零件的轮廓尺寸、 形状特征分类和局部特征情况等, 可以进行零件形 状特征之间的区分和相似特征之间的比较; 第三类 维普资讯 http:/ 计算机集成制造系统 第 1 O卷 信息是该 零件所 隐含 的成型难点 信息和可能 引起 缺 陷 的部位 , 通过关 联 映射 到相 应 的工艺 措 施 与解决 办法 。工艺设计不 同于产
14、品设 计 , 设 计过 程并 不 关 心零件 的具体型 面数 据 , 而是 注 重某 些典 型 的型 面 特征及 其关键尺寸 , 以及相关 的工艺信 息 , 并不 涉及 访 问实 体模型 的数据 。因而 , 这 种采 用数 据字 段 的 表示方 法可 以满足信 息的存储 和应用需要 。 前翼子板 属性集 名称 编号 设计 日期 零件 长、宽 , 灯口曲率 轮 口半径 缺 陷形式 产生机理 工艺对策 属性类 型 字符 串型 整 型 日期型 高 实型 实型 实型 备注型 备注型 备注 型 一 般管理信息 几何特征信息 工艺知识与实例 图3覆盖件产品属性信息 2工艺设计实例的分级索引策略 为 了便
15、于提取设 计 实例 , 可从 不 同层次 提供 实 例信息索 引方法 l_ 6 : ( 1 ) 零件级 索引 可 以通过 零件 的一 般 管理 信 息属性值( 零件名、 材料类型、 车型等) 查询。如当设 计 翼子板类零件 时 , 可以查 询 与翼 子板 相关 的 以往 设计经验 。 ( 2 ) 特征级 索 引 根据用户感兴趣 的成型 区域 , 查找高层次 的特 征信息 。如用 户需要有关灯 口成型 问题 的经 验知识 , 可设 定检索词 为“ 灯 口” , 则 查询结 果为翼子板 灯 口的相关 信息列表 。 ( 3 ) 缺 陷级 索 引 为便于缺 陷的检测 、 评 价与控 制 , 针对 实际
16、生产 中不同类型 的缺陷进行总结归纳 , 用户可 以针 对缺陷类型进行 查询 。 图 4所示 为某 翼子 板 的成型难 点部 位 , 表 1展 示了典型翼子板成型难点与工艺对策信息。其中, 一 条记 录代表一条 成 型难 点 问题 , 每 条实 例信 息 的 图4 某车身翼子板成型难点部位 详细 内容包括 问题发 生 的区域 和形 状 、 不 同 区域 的 成型 问题 、 产生 的机理 以及 解决 办法 。 表 1 翼 子板 成型 难点 与解 决 对策 信 息表 I D 机理 工艺对策 进 料 量 太 多 侧 1 ) 增 加一 条压 料筋 , 增大 进料 阻力 ; O O 1 边 处产 生 冲
17、击 2 ) 提高圆角 R处的光洁度, 减少摩擦力 线 带 来 的划痕 1 ) 调整轮子半圆型周 围余料高度; 残 留 的弯 曲 缺 2 ) 利用凸模分开动作方式控制弯曲缺 O O 2 陷 在 轮 口 处 形 陷的产 生 ; 成暗坑 3 ) 使用低屈服强度的材料 ; 4 ) 减 小轮 口处 的 凹模 圆 角半径 3工艺设计 实例的获取 实例 的收集 和获取被认 为是 实例库 开发 的主要 “ 瓶颈 ” 。实践证 明, 通 过实 际调研 , 展 开技术 讨 论 , 有针对性地请教专家 , 得到第一手的设计经验往往 是行之有效 的。 同时 , 注意 收集企 业 的工 艺设 计资 料( 手册 、 技术
18、规 范等 ) 和设 计实 例 , 加 以分 析提 炼 , 最终形成标准文本 。如覆盖件在成型过 程中经常 出 现起皱 、 开 裂 、 暗坑 、 滚线 、 冲击线 和翘 曲等 现象 , 导 致覆盖件产生 严重 的缺 陷 , 甚 至成 为废 品 。由于工 艺设计水平所 限 , 及生产 中诸多因素 的影 响 , 覆盖件 冲压质量缺 陷是不 可 能完全 避免 的。因此 , 通 过对 典型缺 陷的总结 和产 生机 理 的深入 分 析 , 采取 相应 的工艺对策辅 助生产 , 才是行之有效 的解决 办法 。 在设 计实 例 的获取 过程 中 , 尤 其要 注意具 有相 同功能 、 几何形状 类似 的局部
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 集成 覆盖 冲压 工艺 设计 表达
链接地址:https://www.31doc.com/p-5022513.html