智能刀具CAD系统中金属切削数据库的开发与研究

摘要

随着人工智能在专家系统中的成熟应用、现代企业和CAD技术的发展，智能刀具CAD系统就有着越来越重要的作用，它为机械加工、刀具设计提供了科学的数据、图形。该系统正是应宁江集团要求开发的。 金属切削数据库是该CAD系统的重要部分，为组合机床上的孔加工提供了经验的切削用量和优化的切削用量，提供了具体工况下的切削力，切削功率等切削数据。相对于通用金属切削数据库而言，该金属切削数据库更加的集成化、实用化、智能化。优化的切削用量和几何参数更能够发挥机床、刀具的切削性能。 金属切削数据库分为离散型和浓缩型。该数据库运用关系数据理论，建立符合BCNF的关系模型；以关系数据库管理系统SQLserver2000作为底层数据库，建立基于经验的离散型数据库。 浓缩型数据库以最低成本、最大利润及最大生产率作为评价目标，首先确定切削深度，其次确定进给量，最后利用“黄金分割法”对切削速度优化。在粗加工时，肥机床功率作为进给量的主要约束；精加工时，粗糙度作为进给量的主要约束。切削速度优化后，对切削速度进行约束检验，如果优化的切削用量满足约束祭件，则输出。反之，则要求出满足约束条件的最大边界值，输出边界值。 切削力足金属切削数据库的重要组成部分，为刀杆应力应变的预测提供了必要的数据，为刀具和切削用量的选择提供了重要的参考数据。本论文对切削力的预报介绍了基于实验公式的计算方法及基于Deform 3D的有限元预报。Deform 3D)足个高效、简单、精准的有限元软件，并为车削、镗削提供了向导式操作校皈。本论文利用该软件进行了铺削仿真。在钻削仿真实例中，作者参照车削向导式模板的操作步骤和所生成的前处理中参数的设置，在前处理中设置参数，进行仿真。并将处理后的仿真结果实验数据、经验数据进行了比较，结果表明仿真数据与实验的数据差距较小，仿真结果较为精确，有限元预报是一种高效、低成本的切削力预报方法。本系统综合运用了CBR技术、专家系统、动态链接库、ADO技术等多种技术，充分发挥了Visual C++6.0、SQLserver2000和SolidWorks各软件的优点，开发出了集刀具几何参数优化、切削用量优化和零件、装配体的三维实体及二维图形自动生成于一体CAD系统。该CAD系统完成后，刀具几何参数、切削用量的选取更加合理。所生成的三维图形及二维图形基本符合厂方的要求。大大提高了设计效率和生产率。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1 CAD概念及技术原理

1.2 CAD的发展过程

1.3国内外刀具CAD发展现状

1.4 CAD技术的应用效果

1.5切削用量优化方法概述

1.6切削力预报方法概述

1.7课题来源

1.8论文的主要内容

2专用机床刀具CAD系统概述

2.1需求分析

2.2性能分析

2.3系统体系结构

2.4系统工作流程

2.5功能模块

2.6系统实现的关键技术

3金属切削数据库的设计

3.1金属切削数据库的总体设计

3.2金属切削数据库的概念结构设计

3.3金属切削数据库的逻辑结构设计

4金属切削数据库的实现

4.1数据库管理系统SQL2000

4.2离散型金属数据库的实现

4.3浓缩型金属切削数据库的实现

5切削力预报

5.1切削力的来源、合力其分力

5.2车削力实验公式

5.3影响切削力的因素

5.4用实验公式对切削力进行预报

5.5切削力的有限元预报

6总结与展望

6.1论文总结

6.2展望

参考文献

作者在读期间科研成果

致谢