上海交通大学硕士学位论文汽车覆盖件模具制造工艺选择与优化的研究姓名：李发致申请学位级别：硕士专业：模具CAD/CAM指导教师：卫原平20000101 声 定 轰 声 事硕 士 学 位 论 文汽车覆盖件模具制造工艺选择与优化的研究摘 要淇于知识的 工艺 智能 系 统是目 前各 个 领域的 研究 热点 之 一， 也 是 集 成C A D / C A M技 术 朝 着 智 能 化 方 向 迈 进 的 瓶 颈 技 术 寸 本 丈 以 现代模具制造技术为背景，以汽车覆盖件模具为对象， 研究制造过程 中满足 “ 技术上合格，经济上最优”的加工工艺选择与优化问题。作为工作的开端， 首先对机加工工艺内 容进行合理分 类， 总结 出可优化的加工工艺内容及可行的优化途径。在此基础上，把汽车 覆盖 件模县 A LI 造工艺选择与优 化过程分成加工工艺 路线选择与优化 和加工工艺参数选择与优化两个阶段，提出两个阶段的优化要点。 并 提出 丛 奎 .矍 童 1 性 模 且制 造 工艺 专家系 统框架， 讨 论了 其中 涉及的 工艺要素，着重研究了面向加工工艺的加工特征表示方法，并总结 了 模具 数 控 加 .工 常 用的 加 工 特征 和相 应的 加 工方 法。建立了腔槽粗加工和曲面精加工铣削用量优化模型，讨论了刀 位轨迹走刀方式对加工时间和加工质量的影响，通过实验总结出一 些工艺经验知识，为进一步开发知识库奠定了 基础.综合运用了非线性规划、线性规划和动态规划等数学方法，实 现 了 切 削 用 量 优 化 算 法 。 l 例 分 析 表 明 ， 优 化 结 果 对 节 省 加 工 时 间 的效果显著，同时提出了 优化刀轨长度变化不大的加工区域的近似 方法，以 节省优化时间。 少 一 、提出智能N C 的思想，给出在 U G I I 平台上开发集成工艺系统的 机制。关键词工艺专家系统，加工特征表示，铣削 工艺 参 数 优 化， 智 能N C t -Ys 定 盛 墓拿硕 士 学 位 论 文R ES E ARCH OF A L T E RNA T I VE AND OP T I MI Z A T I ON F OR AUTO- P ANE L MANUF ACT URI NG P ROCES S ESABS TRACTK n o w l e d g e b a s e d i n t e l l i g e n t p r o c e s s e s s y s t e m i s o n e o f t h e f o c u s e s f o r t h e r e s e a r c h e r s , a n d i t i s a l s o a b o tt l e - n e c k t e c h n o l o g y f o r d e v e l o p i n g in t e l l i g e n t C A D / C A M. T h e p r o b l e m o f a l t e rn a t i v e a n d o p t i m i z a t i o n f o r a u t o - p a n e l d i e s m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s e s , w i t h t h e b a c k g r o u n d o f m o d e r n m a c h i n i n g t e c h n o l o g y , i s p r e s e n t e d i n t h e p a p e r . S i n c e t h e o p t i m i z a t i o n i s p e r f o r m e d b y c o n s t r a in t s o f s a t i s 斤 i n g t h e t e c h n i c a l s p e c i f i c a t i o n s o f c u s t o m e r s , t h e o b j e c t i v e o f o p t i m i z a t i o n i s m i n im i z e d m a c h i n i n g t i m e o r m a n u f a c t u r i n g c o s t .F i r s t o f a l l , t h e c o n t e n t s o f m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s e s a r e c l a s s i f i e d i n d e t a i l a n d t h e p a r t o f w h i c h m a y b e o p t i m i z e d i s s u m m a r i z e d . S e c o n d l y , t h e m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s e s o f a u t o - p a n e l d i e s a r e d i v i d e d i n t o t w o s t a g e s a s o p t i m i z i n g m a c h i n i n g p r o c e s s e s s e q u e n c e s a n d o p t i m i z i n g m a c h i n i n g p r o c e s s e s p a r a me t e r s .A t t h e f i r s t s t a g e , a fr a m e w o r k o f e x p e r t s y s t e m f o r a u t o - p a n e l m a n u f a c t u r in g p r o c e s s e s i s d e s c r i b e d . E s p e c i a l ly , t h e r e p r e s e n t a t i o n o f m a n u f a c t u r i n g f e a t u r e s f o r m a c h i n i n g p r o c e s s e s i s s t u d i e d . S o m e m a n u f a c t u r i n g f e a t u r e s u s i n g i n d i e s m i l l i n g a r e e x t r a c t e d , a n d t h e r e l a t e d n o r m a l m a c h i n i n g m e t h o d s a r e d e f i n e d .A t t h e s e c o n d s t a g e , t h e o p t i m i z e d m o d e l s o f p o c k e t r o u g h m a c h i n in g a n d s u r f a c e f i n i s h m a c h i n i n g a r e e s t a b l i s h e d . F l e x i p l e x a l g o r i t h m , N e l d e r - Me a d s i m p l e x a l g o r it h m a n d D y n a m i c P r o g r a m m i n g a l g o r i t h m a r e u s e d t o o p t i m i z e m i l l in g p a r a m e t e r s . T h e o p t i m a l r e s u l t s o f e x a m p l e s a r e p r e s e n t e d a n d a n a l y z e d , r e s p e c t i v e l y . S u b s e q u e n t l y , t h e r e l a t i o n s h ip b e t w e e n t o o l - p a t h p l a n n i n g a n d m a c h i n i n g t im e o r m a c h i n i n g q u a l i t y i s d i s c u s s e d b y s o m e e x p e r i m e n t s u s i n g C A D / C A M s o ft w a r e s u c h a s U G I I , Ma s t e r C A M e t c .F i n a l l y , t h e c o n c e p t o f i n t e l l i g e n t N C i s d e s c r i b e d . T h e m e c h a n i s m o f d e v e l o p i n g U G I I b a s e d in t e g r a t e d m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s e s s y s t e m a n d s o m e e x a m p l e s a r e p r e s e n t e d .K E Y WO R D S E x p e r t s y s t e m f o r m a n u f a c t u r i nR e p r e s e n t a t i o n o f m a n u f a c t u r i ng p r o c e s s e s , g f e a t u r e s , O p t i m i z a t i o n o f m i l l i n g p a r a m e t e r s , I n t e l l i g e n t N C幸 声丈 遨 止Y硕 士 学 位 论 文第一章绪论圣 1 . 1技术背景回顾 1 . 1 . 1传统模具制造向现代模具制造的过渡 4 0 . 4 9 模具行业在经济繁荣和经济萧条时代都是不可缺少的行业。俗话说 “ 没有规矩不成方 圆” ，世界上的许许多多东西都是从它们各具特色的 “ 规矩”模具中诞生出来的，通常 我们把这些东西称作 “ 产品， 。 作为这些产品生命周期的重要一环， 模具质量的好坏直接影 响着产品的质量，进而关系到我们的日常生活状况以及科技的发展。近年来，随着计算机网络的高速发展，引发了一场通信技术革命，它构成了一个全球 范围的虚拟环境，极大地缩短了人与人之间的距离。计算机技术、自 动控制技术、网络通 信技术， 这三者的 有机结合给现代制造技术准备了 技术条件和奠定了 物质基础。现代模具制造是伴随这些技术的发展而提出并得到了实质性应用。现代模具制造能够 利用 C A D / C A E / C A P P / C A M 技术和数控加工技术有效地对整个设计制造过程进行预测评 估，迅速获得样品，有利于争取定单、赢得客户， 同时节省大量的模具试制材料费用，减 少模具返修率，缩短生产周期， 大大降低了模具成本。利用网 络技术， 可以 在国内 甚至世 界范围内组织最精良的技术队 伍来完成每个项目，快速解决各种难题。可见，高新技术的 发展给模具业注入了新的生机， 模具制造现代化正成为国际模具业发展的一种趋势。国内 模具业也正从传统模具制造模式向着现代模具制造模式过渡。为了 便于比 较， 首先我 们给出 传统 模具 制造