新能源汽車減速器零部件切削工藝決策系統(tǒng)

楊育佳 孔曉夢(mèng)

【摘?要】由于新能源汽車減速器與傳統(tǒng)汽車變速箱在結(jié)構(gòu)與材料上有所不同，其加工工藝與傳統(tǒng)的減速器有較大區(qū)別，導(dǎo)致切削數(shù)據(jù)使用程度低、殘品廢品率高等問題，生產(chǎn)效率難以提高。國內(nèi)外對(duì)切削加工工藝系統(tǒng)的研究已有很多年，1964年，美國Machining Data Center研究機(jī)構(gòu)開發(fā)并投入使用世界上第一個(gè)金屬切削數(shù)據(jù)庫CUTDATA，可以為3000多種的工件材料、20多種的加工方式提供切削參數(shù);德國阿亨工業(yè)大學(xué)在1971年開發(fā)INFOS數(shù)據(jù)庫，采用DBFS數(shù)據(jù)類型，有50多家單位聯(lián)合為其提供加工數(shù)據(jù)。在國內(nèi)，哈爾濱理工大學(xué)2004年開發(fā)的PCEN刀具多媒體切削數(shù)據(jù)庫，將VB的數(shù)據(jù)接口技術(shù)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件相結(jié)合，使其存儲(chǔ)性能再次提升;山東大學(xué)2010年開發(fā)的難加工材料切削數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，建立了車、銑、鉆和鏜4種加工方式實(shí)例數(shù)據(jù)庫以及優(yōu)選方案，實(shí)現(xiàn)了加工信息初步的優(yōu)化推送。

【關(guān)鍵詞】新能源汽車;減速器零部件切削工藝決策系統(tǒng)

引言

把新能源有關(guān)產(chǎn)業(yè)與汽車行業(yè)有機(jī)聯(lián)系起來，并且在此基礎(chǔ)上，把二者進(jìn)行有效的發(fā)展，這便是新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)的重要內(nèi)容。新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展業(yè)績(jī)蒸蒸日上，從正面表現(xiàn)出了我國汽車工業(yè)的在未來發(fā)展趨勢(shì)的大體情況，在此基礎(chǔ)上，我國有關(guān)節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)也在大幅度的發(fā)展。就目前情況而言，世界上許多發(fā)達(dá)國家和汽車制造商已經(jīng)開始積極研究以及大力宣傳、推廣新能源汽車，并且中國政府還制定以及發(fā)布了相關(guān)的產(chǎn)業(yè)計(jì)劃，除此之外，相關(guān)部門還提供大量資金，這些措施都有利于推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。

1新能源汽車發(fā)展意義

在我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)一步深化的過程中，我國在日常能源結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了一定的優(yōu)化調(diào)整，在新的社會(huì)發(fā)展理念當(dāng)中，傳統(tǒng)燃油汽車已經(jīng)無法對(duì)現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展以及環(huán)保方面的要求進(jìn)行滿足。在該環(huán)境當(dāng)中，新能源汽車技術(shù)在發(fā)展中獲得了較大的進(jìn)步，也為汽車行業(yè)的未來發(fā)展指明了新的方向。對(duì)于新能源技術(shù)汽車來說，通過潔凈能源的應(yīng)用驅(qū)動(dòng)汽車，對(duì)以往燃油驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行了取代，在資源節(jié)約型、環(huán)保型社會(huì)的構(gòu)建方面具有十分積極的意義?？梢哉f，新能源汽車技術(shù)在發(fā)展當(dāng)中，在能源利用結(jié)構(gòu)改善、我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的促進(jìn)等方面都具有十分重要的意義，也正是對(duì)我國環(huán)境污染問題進(jìn)行解決的有效措施.

2國內(nèi)新能源汽車應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展歷程

新能源汽車的歷史發(fā)展紀(jì)錄最早可以追溯到1980年。到目前為止，新能源汽車的創(chuàng)新以及發(fā)展情況都處于上升階段。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，自從2000年開始，我國的新能源汽車創(chuàng)新技術(shù)有了明顯的進(jìn)步。我國的相關(guān)部門也發(fā)布了一系列的政策，因此，電動(dòng)汽車方面的有關(guān)技術(shù)得到了全方位的研發(fā)，而這些研發(fā)工作也促進(jìn)了新能源汽車行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。從那時(shí)起，新能源汽車的發(fā)明以及創(chuàng)新研發(fā)工作都有了大幅度的提升。通過深入分析新能源汽車近年來的發(fā)展創(chuàng)新內(nèi)容等。發(fā)現(xiàn)科技創(chuàng)新技術(shù)永遠(yuǎn)是根本，在新能源汽車行業(yè)中不論是科技還是創(chuàng)新的技術(shù)都有著很大的占比，在國內(nèi)的政策支持下，也能積極地推動(dòng)我國的新能源汽車科技創(chuàng)新工作的開展，并且能夠迅猛的發(fā)展。其中，純電動(dòng)汽車的創(chuàng)新增長(zhǎng)的幅度最大，并且突破了預(yù)期的設(shè)想，這是因?yàn)槲覈诤艽蟪潭壬瞎膭?lì)充電樁的全面發(fā)展，經(jīng)過充電設(shè)施的增加，也加快了國內(nèi)的綠色能源汽車的發(fā)展進(jìn)程。電動(dòng)汽車的創(chuàng)新過程也是不可磨滅的，不僅在使用上還是配置上都具有實(shí)際性的意義。近年來累計(jì)已有1500多項(xiàng)發(fā)明創(chuàng)造。再者，混合動(dòng)力汽車的年度發(fā)明以及創(chuàng)新數(shù)據(jù)也顯示出穩(wěn)定的快速的增長(zhǎng)趨勢(shì)，并且這些年來，此類數(shù)據(jù)一直持續(xù)增長(zhǎng)，幾乎每年保持25%的增長(zhǎng)率，呈現(xiàn)了尤為可觀的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

3減速器零部件切削工藝決策系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3.1決策系統(tǒng)軟件框架

減速器零部件切削加工工藝決策系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，把減速器零件信息和切削加工時(shí)所需要的加工數(shù)據(jù)相結(jié)合，工作形式是通過人機(jī)及數(shù)據(jù)庫接口將工藝設(shè)計(jì)人員與數(shù)據(jù)庫聯(lián)系起來。其中，數(shù)據(jù)庫主要向用戶提供切削源數(shù)據(jù)以及為工藝決策提供支持的工藝推薦規(guī)則;用戶對(duì)數(shù)據(jù)的操作主要為讀取、增加、刪除和修改等;數(shù)據(jù)庫接口將應(yīng)用程序與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫分開，使用統(tǒng)一的接口進(jìn)行連接，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)端口共同訪問數(shù)據(jù)庫，便于數(shù)據(jù)庫管理;人機(jī)接口則采用windows窗口交互界面向操作人員提供可視化的服務(wù)。

3.2工藝參數(shù)管理模塊

是數(shù)據(jù)庫的核心模塊，主要為系統(tǒng)存儲(chǔ)專家知識(shí)庫，包括工藝實(shí)例信息、規(guī)則信息、結(jié)構(gòu)特征信息等。為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多條件與模糊查詢，綜合運(yùn)用實(shí)例推理及規(guī)則推理等為工作提供支持。

3.3數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

新能源汽車減速器零部件加工工藝決策系統(tǒng)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。各項(xiàng)切削因素在切削過程中對(duì)結(jié)果有不同的影響，因此對(duì)切削加工的主要影響因素進(jìn)行參數(shù)化轉(zhuǎn)變。系統(tǒng)的主要構(gòu)成有零件材料及結(jié)構(gòu)特征、機(jī)床、刀具、潤滑方式、加工參數(shù)等，每個(gè)實(shí)體都有對(duì)應(yīng)的屬性，根據(jù)實(shí)體的固有屬性建立切削加工工藝決策系統(tǒng)的E-R模型，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的關(guān)系型原理將E-R圖模型在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行邏輯轉(zhuǎn)換，建立新能源汽車減速器零部件加工的數(shù)據(jù)表，并確定表中的主鍵以及各項(xiàng)的選填和必填屬性。該工藝決策系統(tǒng)中的表根據(jù)各自實(shí)現(xiàn)的功能情況分為基礎(chǔ)信息庫、專家?guī)煲约澳Ｐ蛿?shù)據(jù)庫?；A(chǔ)信息庫提供各實(shí)體的基本信息，包括零件結(jié)構(gòu)類型表、工件材料表、機(jī)床表、刀具表、夾具表、切削參數(shù)表和刀具磨損表等;專家?guī)鞛楦鲗?shí)體建立關(guān)聯(lián)，把實(shí)例推理和規(guī)則推理的專家數(shù)據(jù)進(jìn)行一定規(guī)律的存儲(chǔ)管理;模型數(shù)據(jù)庫則儲(chǔ)存了減速器零件加工切削中的數(shù)學(xué)模型，包括切削力模型表、表面粗糙度模型表等。

4減速器切削工藝數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

4.1數(shù)據(jù)庫中表的建立

在MicrosoftSQLServer2008有兩種創(chuàng)建表的方式：（1）直接采用表設(shè)計(jì)器創(chuàng)建數(shù)據(jù)表;（2）采用代碼創(chuàng)建數(shù)據(jù)表。該減速器切削工藝數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)使用第一種方法，即直接采用表設(shè)計(jì)器。

4.2登入管理的實(shí)現(xiàn)

基于實(shí)例推理與規(guī)則推理的新能源汽車減速器加工工藝系統(tǒng)對(duì)操作信息完成優(yōu)化后，經(jīng)操作人員確認(rèn)無誤，工序卡將以PDF的格式輸出，同時(shí)在獲得質(zhì)檢結(jié)果后，將工藝參數(shù)與量化的實(shí)際加工效果以新實(shí)例保存至專家知識(shí)數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)一步完善專家?guī)鞌?shù)據(jù)。采用減速器加工工藝系統(tǒng)，運(yùn)用新工藝參數(shù)，零件生產(chǎn)合格率達(dá)到99.3%以上，工藝設(shè)計(jì)效率提高90%。

結(jié)束語

SQLServer為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，VS2017為開發(fā)工具，使用C#開發(fā)語言，設(shè)計(jì)開發(fā)了基于C/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化新能源汽車減速器切削加工工藝信息系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)利用實(shí)例推理、加工結(jié)構(gòu)特征匹配、規(guī)則推理等混合推理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了工藝參數(shù)的有效推薦，大幅提升工藝設(shè)計(jì)效率，減少工藝設(shè)計(jì)中人為錯(cuò)誤，對(duì)企業(yè)的常規(guī)生產(chǎn)和新產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持，為其他重要零部件切削工藝智能決策系統(tǒng)的開發(fā)提供指導(dǎo)。

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（作者單位：河南工學(xué)院）