基于实例推理的挤压丝锥设计方法.pdf

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1、．现代设计与先进制造技术·曾洁张丹黎向锋等茎王塞：：：：：：竺基于实例推理的挤压丝锥设计方法曾洁，张丹，黎向锋，薛善良，张金源，左敦稳(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：针对目前挤压丝锥设计效率低下和严重依赖人员经验等问题，将基于实例推理技术应用于挤压丝锥的计算机辅助设计中。分析并建立了挤压丝锥结构模型和丝锥设计影响因素模型。对实例检索技术进行了研究，讨论了实例相似度计算方法和实例修改方法，给出了实例检索流程。最后通过实际应用验证了所提出的方法的有效性。关键词：基于实例推理；挤压丝锥；内螺纹；冷挤压中图分类号：

2、TP305文献标识码：A文章编号：1672—1616(2012)19-0039-04挤压丝锥是进行内螺纹冷挤压加工的主要工llAl具，其结构直接影响内螺纹的质量J。挤压丝锥L-a，不仅制造麻烦、结构复杂、计算繁琐，而且加工所使用的挤压丝锥必须根据要加工的螺纹参数、性能等要求进行结构的定制设计。所以挤压丝锥结构的设计计算及制造技术一直是内螺纹冷挤压加工技术的重要研究方向。目前挤压丝锥的结构设计仍是依靠经验，然后通过试验不断地改进。因此设计周期长且浪费较图1四棱挤压丝锥的整体结构简图大。基于实例推理(Case—BasedReasoni

3、ng，CBR)挤压丝锥的横截面SF的主要研究特征有棱边模仿人类的思维过程，根据以往已解决问题的相似数z、棱尖分布形式和铲磨量。挤压丝锥的棱之处来解决新问题，十分适合依赖经验知识的数通常有三棱、四棱和六棱等。图1中所示为四棱设计场合。本文尝试将CBR应用于挤压丝锥挤压丝锥的整体结构示意图。一般情况下，棱数越设计，以图达到提高设计效率、降低设计成本的目多，挤压螺孔时金属变形越平稳，但作用面增加，工标。作扭矩会加大。丝锥的棱数一般根据螺纹大径的大小并依照实践经验来选取。棱尖分布形式分为1挤压丝锥结构设计影响因素分析直棱式和螺旋棱式2种，

4、常根据丝锥的尺寸、内螺1．1挤压丝锥结构模型纹的精度要求等选取。挤压丝锥多棱形的横截面图1所示为挤压丝锥的整体结构简图，由图可是由砂轮在螺纹磨床上铲背形成的，铲磨量的大小知，对挤压丝锥的设计包括3个部分：工作会影响横截面的形状。一般情况下，铲磨量根据丝(working)部分、夹持(clamping)部分和丝锥材料锥螺纹大径的大小靠经验选取。(materia1)。定义挤压丝锥的结构模型为：挤压锥部CF的主要研究特征有锥部长度Z、ESM=(working(sF(Z，T，K)，CF(fl，，挤压角和锥部结构类型C5。挤压角的大小与挤C5

5、)，(fk，d，d2，d1))，clamping(f，咖)，压扭矩、丝锥寿命等有关，既不能过大也不能过小，material(N，C))(1)要保证加工内螺纹时挤压锥部牙形的挤压负荷均式中：working表示工作部分，包括挤压丝锥横截匀。挤压锥部的结构类型有圆柱形和圆锥形2种。面F、挤压锥部CF、校正部分TF；clamping表示夹圆锥形的结构指在整个挤压锥部的螺纹是完整的，持部分；material表示丝锥材料。而圆柱形结构的锥部螺纹并不完整。收稿日期：2012—05—10作者简介：曾清(1987一)，女，安徽安庆人，南京航空航天大

6、学硕1：研究生，主要研究方向为智能制造技术。2012年10月中国制造业信息化第4l卷第19期校正部分的主要研究特征为校正长度z和法、基于知识的神经索引检索法和基于知识的引导丝锥的大径d、中径d，、小径d。对于丝锥大径和中法等。本系统采用最近邻法计算影响因素间的相径，设计时要考虑挤压螺纹时的磨损和挤压螺纹后似度大小。实例相似度计算分2步进行：局部相似螺孑L的收缩。丝锥小径的设计与螺孔的精度要求度和整体相似度计算。根据影响因素中描述的特有关。征属性，将这些特征属性的局部相似度计算分为以clamping表示夹持部分，它用于丝锥的装夹固下

7、几类。定，包括柄部长度(f)和柄部直径()2个参数，其结构与切削丝锥相类似，因此并不是挤压丝锥的研究的重点，本文中也不多做研究和赘述。material表示丝锥材料，包括材料牌号Ⅳ和表面处理C2个特征。丝锥材料主要有合金工具钢、高速钢和硬质合金3类。合金工具钢有9CrSi和Crl2MoV等，可作为挤压有色金属内螺纹的丝锥材料；高速钢有较高的韧性、红硬性和耐磨性，如图3丝锥设计影响因素模型W18Cr4V、w9Mo3Cr4V等；硬质合金类常采用钨钴第一类：数值型特征属性。对于公称直径、类YG系列材料，韧性好，但是需要螺纹磨床用金螺距P和

8、螺纹长度S，本文采用式(3)定义它们的刚石砂轮来进行加_丁。挤压丝锥的材料根据待加局部形似度。]二的一件材料、加工时的实际情况等进行选择。sim(，)=1一(3)max'Y，挤压丝锥的结构模型如图2所示。式中：，Y表示2个实例的公称直径、螺距或螺纹