涡轮叶片是航空发动机的关键部件之一,其设计结构和制造质量对于航空发动机的整体性能具有重要影响。涡轮叶片形状复杂、质量要求苛刻,传统机械加工方法难以满足高精度的加工要求。因此,目前主要采用精密铸造技术辅以机械加工的方式来制造涡轮叶片。在这种背景下,精铸模具的设计成为了涡轮叶片制造过程中的关键环节。由于精铸模具设计过程复杂且对经验要求极高,所以研究涡轮叶片精铸模具CAD系统实例库的设计与研究具有重要的实际意义。
本文研究的核心是基于实例推理的涡轮叶片精铸模具CAD系统,实例库的设计与研究是其中的重点内容。通过深入研究涡轮叶片精铸模具的实例表达、实例组织、实例存储和检索等关键技术,旨在构建一个能够支撑涡轮叶片精铸模具设计的实例库系统。这样的系统能够利用已有设计经验及成功实例,通过对实例库中最佳实例的修改和优化来设计新的精铸模具,从而缩短设计周期,提高设计效率。
基于实例推理的原理是相似或类比推理,其核心在于利用过去的实际经验来解决新的问题。实例是在过去满足特定设计要求下的设计结果,它是设计专家经验知识的总结和体现。实例库是所有实例的集合,相似实例是具有相似属性和特征的实例,相似度是实例间相似性的一种衡量。基于实例推理首先根据用户设计要求,将实例特征与设计要求进行相似匹配,从实例库中检索相似实例,并基于设计和制造知识对相似实例进行评价,以获得相似度最大的实例,即最优解。然后基于最相似实例进行修改,得到新实例,即符合用户应用需求的新产品。
文章还详细介绍了涡轮叶片精铸模具的实例描述方法。涡轮叶片精铸模具可以划分成一系列的功能结构单元,这些结构单元由一系列零件组成,因此模具结构具有层次性。通过一系列的子实例来表示模具结构,每个子实例又有一系列的参数和属性。对模具结构进行实例化的描述是关键步骤,其中提取模具结构中的各项参数对模具结构进行实例化,将模具结构设计中的信息和经验隐式地表示在模具结构的实例中。在模具结构的实例描述中,特征参数和特征属性的提取非常重要。
在涡轮叶片精铸模具实例库系统中,特征参数包括叶片类型、开模方式、定位方式及锁紧形式等。而参数主要涉及型体结构的参数。实例库系统的开发以UG为支撑软件,使用VC作为编程工具。这样的系统能够帮助设计者快速定位设计问题,并通过实例检索找到解决方案,从而大幅提高设计效率。
本文对涡轮叶片精铸模具CAD系统实例库的设计与研究,为工程实践提供了一套以实例为基础的辅助设计系统,有助于提高涡轮叶片精铸模具的设计质量,缩短设计周期,并有效积累和利用设计经验,对航空发动机涡轮叶片的制造具有显著的技术价值和工程应用前景。