KBE技术在成形刀具设计制造中的应用

成形刀具设计是一种以零件加工为目标的思维决策过程。该过程需要大量的领域知识和很强的求解问题技巧,专家的经验知识在其中将起关键性作用。成形刀具设计是经验知识的应用过程。其不仅是参考经验知识辅助设计的过程,更是在现有经验知识基础上进行创新的过程。将KBE技术引入成形刀具设计领域适应了这一发展趋势。

一、KBE技术

·KBE的定义与内涵

基于知识的工程KBE(knowledgebasedengineering),是面向现代设计要求而产生发展的新型智能设计方法和设计决策自动化的重要工具,已成为促进工程设计智能化的重要途径。

比较通用的定义是:KBE是通过知识驱动和繁衍,对工程问题提供最佳解决方案的计算机集成处理技术,是领域专家知识的集成、继承、创新和管理,是CAX技术与AI技术的集成。其特点在于:KBE是一个知识的处理过程,包含了知识的继承、繁衍、集成和管理,不仅是处理知识,更关注Knowhow等隐性知识的显形化；是处理多领域知识和多种描述形式的知识；是一个面向整个设计过程的开放的体系结构；是多领域、多学科的知识范畴

·KBE系统的组织结构

KBE系统组织结构如图1所示。用户在进行产品设计开发时,通过图形化用户界面与系统进行通讯。通过集成平台,将CAD/CAM/CAE与AI集成结合起来,实现设计、分析与智能技术的结合。

二、成形刀具设计制造中的KBE技术

成形刀具包括成形车刀、成形铣刀和成形齿轮刀具等。复杂型面成形法加工中成形刀具的精度直接决定了加工零件的精度,其设计过程如图2所示。

复杂型面的成形刀具的设计是一项复杂烦琐的工作,尤其是廓形设计,需要反复修正才能克服近似设计所造成的廓形精度误差。考虑到制造刀具和加工零件过程中机床、工件和刀具等各种因素的影响,要保证零件的廓形精度,成形刀具廓形的设计是非常关键的,是集知识、经验决策于一体的过程。知识工程基于特定领域内的大量知识并通过符号模型推理可实现相应领域复杂问题的专家级水平的解决。将KBE技术引入到成形刀具的设计领域将会极大地提高刀具的设计水平。

KBE刀具设计系统主要是KBE技术在刀具设计制造领域的实施,它以AutoCAD、Windows操作系统作为协作平台,其功能主要取决于其集成技术和各项单元技术,KBE关键技术包括知识建模、知识表示和推理、知识获取和繁衍、知识管理和集成。

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