金属材料塑性精确成形工艺及理论.ppt

KBE研究的重点 (1)基于知识的产品建模: 将专家的设计经验和设计过程的有关知识，表示在产品信息模型中，为实现产品设计智能化、自动化提供有力的信息。 (2)工程知识的融合和繁衍技术: 用数据库管理系统来存储数据、用机器学习的方法来分析数据，挖掘大量数据背后的知识，即KDD (Knowledge Discovering Database)。从数据库中发现出来 的知识可以应用于信息管理、过程控制、决策支持和工程设计等领域；由于KDD模式选取的好坏将直接影响到所发现知识的好坏，目前大多数的研究都集中在数据挖掘算法和模式的选取上。 KBE研究的重点 (3)工程知识的表示和推理技术: 从追求效果和不追求知识统一表示的目的出发，存在多种知识表示方法，如经验公式、规则、神经网络和事例等。单一的知识表示形式是无法描述复杂的模具设计和塑性加工过程的，KBE摒弃了在传统专家系统中常用的单一产生式表示模式，代之以集成多种模式的知识表示方法，从而最大限度地提高知识利用的质量与知识创新的层次；同时，多种 推理方式(如RBR、CBR、MBR)的集成应用将使工程知识能真正应用于模具创新设计的实践。 (2) 分析数字化技术--数字化模拟 金属塑性成形过程的机理非常复杂，传统的模具设计也是基于经验的多反复性过程，从而导致了模具的开发周期长，开发成本高。面对激烈的市场竞争压力，模具行业迫切需要新技术来改造传统的产业，缩短模具的开发时间，从而更有效地支持相关产品的开发。塑性加工过程的数值模拟技术正是在这一背景下产生和发展的。 (2) 分析数字化技术--数字化模拟 金属体积成形过程的数值模拟目前研究的热点主要有应力应变场、温度场和组织结构场的多物理场耦合技术、可以避开三维网格再划分这一瓶颈问题的基于任意的拉格朗日—欧拉描述的有限元法和无网格分析法。 (2) 分析数字化技术--数字化模拟 板料成形过程的数值模拟目前研究的热点侧重于采用更为准确的材料性能模型和单元类型，提高数值模拟技术预测缺陷尤其是预测回弹的能力，同时，越来越多的研究人员开始考虑材料的晶体塑性对成形质量的影响。 (2) 分析数字化技术-- 虚拟现实 虚拟现实技术是实际制造过程在计算机上的本质实现，即采用计算机仿真与虚拟现实技术，在计算机上群组协同工作，实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，以及企业各级过程的管理与控制等产品制造的本质过程，以增强制造过程各级的决策与控制能力。 (2) 分析数字化技术-- 虚拟现实 虚拟现实从根本上改变了设计、试制、修改设计和规模生产的传统制造模式，在产品真正制造出来之前，首先在虚拟环境中生成虚拟产品原型进行性能分析和造型评估，使制造技术走出依赖经验的天地，发展到全方位预报的新阶段。如美国波音公司运用VM技术研制777飞机，使得该飞机在一架样机也未生产的情况下就获得订货投入生产；而空中客车公司使用VM技术，把空中客车试制周期从4年缩短到2年，从而提高了他们的全球竞争能力。 (3)制造数字化技术--高速制造 高速加工技术是自上个世纪80年代发展起来的一项高新技术，其研究应用的一个重要目标是缩短加工时的切削与非切削时间，对于复杂形状和难加工材料及高硬度材料减少加工工序，最大限度地实现产品的高精度和高质量。由于不同加工工艺和工件材料有不同的切削速度范围，因而很难就高速加工给出一个确切的定义。目前，一般的理解为切削速度达到普通加工切削速度的5～10倍即可认为是高速加工。 (3)制造数字化技术--高速制造 高速加工与传统的数控加工方法相比没有什么本质的区别，两者牵涉到同样的工艺参数，但其加工效果相对于传统的数控加工有着无可比拟的优越性；有利于提高生产率；有利于改善工件的加工精度和表面质量；有利于延长刀具的用寿命和应用直径较小的刀具；有利于加工薄零件和脆性材料；简化了传统加工工艺；经济效益显著提高。 (3)制造数字化技术--高速制造 目前，高速加工涉及到的新技术主要有: (1)高速主轴 　高速加工是通过大幅度提高主轴转速和加工进给速度来实现的，为了适应这种高速切削加工，主轴设计采用了先进的主轴轴承、润滑和散热等新技术。 (2)高速伺服进给系统 　高速加工通常要求在高主轴转速下，使用在很大范围内变化的高速进给。高速进给的需求已引起机床结构设计上的重大变化:采用直线伺服电机来代替传统的电机 丝杠驱动。 (3)制造数字化技术--高速制造 (3)适于高速加工的数控系统 　高速加工数控系统需要具备更短的伺服周期和更高的分辨率，同时具有待加工轨迹监控功能和曲线插补功能，以保证在高速切削时，特别是在4～5轴坐标联动加工复杂曲面轮廓时仍具有良好的加工性能。 (4)刀具技术