内容发布更新时间 : 2024/5/21 12:16:37星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

基于事例推理的夹具设计研究与应用

摘要:根据基于事例的设计方法,提出采用工序件的特征信息和夹具的结构特征信息来描述夹具的相似性,并建立了包括这2方面主要特征信息为基础的事例索引码,设计了事例库的结构形式,创建了层次化的事例组织方式;同时,提出了基于知识引导的夹具事例检索算法,以及事例的修改和采用同族事例码进行相似事例的存贮,形成了基于事例推理的夹具设计.所开发的原型系统在型号工程夹具设计等项目的设计过程中得到了应用,并取得了令人满意的使用效果. 关键词: 基于事例的推理 夹具设计 CAD

夹具是以确定工件安全定位准确为目的的装置，并在加工过程中保持工件与刀具或机床的位置一致不变。因为夹具的结构依赖于产品的特点和在企业规划中加工工序的地位,所以它的设计是制造过程中的瓶颈,制约着效率的提高. 夹具设计是一个复杂的过程,需要有从大量的设计论文中了解质量知识的经验，这些设计论文包括工件的结构设计、涉及加工工艺，和加工环境。当用这些擅长绘制详细设计图的传统的CAD工具（如Unigraphics、CATIA、Pro/E)时,这仍然是一项非常耗时的工作，但是利用以往的设计经验和资源也不能提供一些益处,而这正是提高效率的关键因素. 基于事例推理 (CBR) 的方法适应以往个案解决的办法,建立一个新问题的方法,主要有以下四步骤:检索、利用、修改,并保留.这是一个比用专业系统模仿人类思维有用的使用方法，因为提出一个类似的情况,和采用一些修改,似乎不言自明,而且比人类更直观.所以支持不同事例的设计工具已经在诸多领域中发展起来，如在注射成型及设计、建筑设计、模具设计投死, 规划过程中,还有夹具设计. 孙用六个数字组成代码参数,包括工件的形状、机械部分、轴衬,第一定位装置,第二定位装置和夹紧装置. 但这个系统不能用于除钻床夹具外的其他夹具类型,不能解决储存需要保留的同一参数代码的问题,这在CBR中是非常重要的.

1事例参数和事例图书馆的建立

1.1事例参数

事例参数应该由工件的所有的特征组成，来区别不同的夹具. 使用他们能够使操作方便. 因为零件的形状是多种多样的, 在生产企业中制造的技术要求也不断发展,许多特征作被用做事例参数将会使搜索速度降低,其主要特征是不重要的,因为分配给每个特征的比重必须减少. 另一方面,事例参数包含所有的

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特征是困难的。

因此,考虑到实际和快速设计的需求,事例参数要包含工件的主要特征和夹具的结构。事例参数代码由16位数组成：13位数是事例特征 3位数是事例识别数字。

前13位数代表13个特征。 每个数字与特征的一个属性相一致,这可能是\、\？\、\、\，…，\、\…，\，…，等其中的一个。其中，\是指任何一个,\代表不确定,\代表没有。

系统规定:夹具的类型，工件的形状，位置模式不能是\和\。在设计系统时,三个项目的属性信息没有这些选择,这就意味着必须选择确定的属性。

最后三位数是事例识别号码,如果事例特征的13位数是一样的,这三个数字就用来区别他们。

该系统还规定:\是用于修正的一个典型事例,其他事例\、\、…,这些是用于设计师查找参考事例的. 如果其中一个偶尔需要改变成典型事例,首先它必须要求改成\前面的自动变成参考事例.

事例索引码的结构如图1所示。

1—夹具类型； 6—工件重量； 11—夹紧模型； 2—工件形状； 7—工件刚度； 12—夹具体； 3—工件材料； 8—加工内容； 13—其他；

4—批 量； 9—过程所有物； 14到16—事例识别码； 5—工件比例； 10—定位模型；

图1 事例索引码的结构

1.2事例库

事例库由许多预定义的事例组成。事例的描述是基于事例推理的最重要的问题之一。所以由索引码复合。事例库的结构见表1所示。

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表1 事例库的结构

字段名称 数据类型 描述 事例编号 自动编号 指定的事例库

事例索引 Verchar 事例索引码：************* - ***

灯具类型 Verchar 1）车床夹具; 2）钻孔夹具; 3）铣夹具; 4）镗孔夹具 ? 工件形状 Verchar 1）箱; 2）轴; 3）圆; 4）护套; 5）座位; 6）活塞杆; 7）帧;

8）板壳; 9）块; A）化合物?

工件材料 Verchar *）任何一个; L）铸铁; 2）低碳钢; 3）中碳钢; 4）合金钢;

5）中等硬度铝；?

批量大小 Verchar *）的随机; L）大批量; 2）中间批次; 3）低批; 4）数 工件规模 Verchar 1）大得多; 2）更大; 3）介质; 4）少一点; 5）小 工件重量 Verchar 1）重得多; 2）较重; 3）中间; 4）少重; 5）光

工件的韧性 Verchar ？不确定; L）硬得多; 2）更硬; 3）中间; 4）更少更硬; 5）弱 加工内容 Verchar 1）气缸; 2）端面; 3）孔; 4）平面; 5）台阶面; 6）插槽; 7）

口袋;钻扩孔8）孔; 9）相对; A）复合

流程属性 Verchar 1）的空白; 2）加工未能完成; 3）表面处理加工

定位方法 Verchar 1）3plane; 2）lplane 2PIN; 3）大飞机短针; 4）长V平面; 5）

双V平面;6）长脚的小飞机; 7）小锥度轴; 8）中心

夹紧方法 Verchar ？）不确定; 0）没有; L）顶部夹紧; 2）顶面夹紧; 3）侧夹紧;

4）倾斜夹紧; 5）多点顶夹紧; 6）复配夹紧; 7）为中心夹紧; 8）真空夹紧; ...

灯体 Verchar ？）不确定; L）的平面; 2）铸造; 3）焊接; 4）复合 其他 Verchar ？）不确定; 0）没有; L）地平线 - 移动 - 分度; 2）豪华圆分

割的程度;3）径向圆分割的程度; 4）仿形; ...

事例识别号 Verchar 事例识别号：000; 001; ...

事例映射 Verchar 例建模的位置存储在计算机的硬盘上

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