面向船用柴油机关重件研制的可制造性评价方法研究

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船用柴油机作为现代船舶工业的主要推进动力,其关重件(如连杆、机架、曲轴等)具有结构复杂、研制周期长、加工精度要求高等特点,加之日益复杂的客户需求,为其设计制造带来了越来越多的挑战。如何缩短关重件研制的周期、提高生产效率、降低研制成本是企业期望的目标,而可制造性评价技术是实现该目标的关键技术之一。本文从特征的观点出发,以并行工程(CE)、面向制造的设计(DFM)等理论为基础,从船用柴油机关重件的结构工艺性和资源满足性等方面进行关重件可制造性评价的研究,具体内容如下:(1)构建面向船用柴油机关重件研制的可制造性评价体系:将可制造性评价分为结构工艺性评价和资源满足性评价两个阶段,设计了关重件可制造性评价的流程及关键技术路线。(2)创建面向船用柴油机关重件可制造性评价的信息建模方法:首先,总结关重件设计模型中含有的设计信息,明确可制造性评价的原始数据;然后,基于加工特征识别方法实现加工特征的获取;最后,利用信息词条概念,建立加工特征的信息模型,为后续可制造性评价方法的研究提供支持。(3)构建基于规则推理的结构工艺性评价方法:根据关重件的结构工艺规则内容和结构特点,将关重件的工艺规则分为结构型、位置型、临界型、区域型和标准型五种类型,提出基于加工特征信息模型的工艺规则创建技术,构建工艺规则的标准化表达模型,通过归纳辅助推理算法,建立工艺规则库,提出基于规则推理的工艺规则执行技术,为各类工艺规则创建其对应的推理算法,从而完成关重件的结构工艺性评价。(4)建立基于加工特征拆解的资源满足性评价方法:首先,根据制造资源建模技术,建立企业的制造资源模型;然后,提出将复合特征拆解为简单特征的方法,实现简化资源满足性评价的目的,并完成加工方法的确定;其次,以简单特征为桥梁,以特征-资源关联为基础,建立基于制造资源约束的匹配算法;最后,提出制造资源的组合优化算法,通过耦合简单特征的评价结果以获得复合特征的评价结果,实现关重件的资源满足性评价。(5)基于上述研究内容,以NX8.5为平台、Visual Studio 2010为编程工具,开发了面向船用柴油机关重件研制的可制造性评价系统,以连杆体、机架为例验证本方法的有效性。
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