An Expert system for near net shape axisymmetric forging die design

Abstract

oz NETE YAKTN ŞEKİLLİ EKSENEL SİMETRİK DÖVME KALIPLARININ TASARIMI İÇİN BİR UZMAN SİSTEM YILMAZ, Necip Fazıl Doktora tezi, Makina Mühendisliği Bölümü Tez yöneticisi: Doç. Dr. Ömer Eyercioğlu Haziran, 2002, 248 sayfa Bu tezde, nete yakın şekilli eksenel simetrik dövme kalıplarının tasarımı ve bunun için bir bilgi tabanının oluşturulması amacıyla kural tabanlı bir uzman sistem uygulaması gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen sistem, eksenel simetrik parçaların dövme kalıplarının tasarımını ve bunların bir uzman sistemin gücü ile tanıştırılmasını amaçlamaktadır. Bu paket modüler bir yapıya sahip olup dört ana bölümden oluşmaktadır. İlk olarak, AutoCAD'ten alınan ürünün son haline ait çizim dosyası, DXF formatına dönüştürülmekte ve unsur algılama modülü ile sisteme entegre edilmektedir. Ürün geometrisinin algılanmasından sonra bunun kapalı kalıpta dövülebilirliğinin kontrolü ikinci adımı oluşturmaktadır. Üçüncü adımda, kalıp boşluğunun tamamen doldurulabilmesi için gerekli dövme yükü hesaplanmaktadır. Dövme işleminin tamamlanması için güç ve enerji gereksinimi yine bu bölümde hesaplanmaktadır. Kalıptaki mukavemet hesabı ve kalıp şeklinin belirlenmesi ise dördüncü bölümü oluşturmaktadır. Bu bölümde, iş parçası ile kalıp arasındaki sıcaklık ve elastisite farkından dolayı meydana gelen değişimler ele alınmaktadır. Bu çalışma ile sadece belirli endüstriyel parçaların değil eksenel simetrik tüm parçaların dövme kalıplarının tasarımı gerçekleştirilmektedir. Bu amaçla ürün geometrisinin algılanması, dövme yükünün hesabı ve kalıp ölçülerinin belirlenmesi gibi parametreler için bir uzman sistem uygulaması geliştirilmiştir.Bu çalışma genelde bilgi tabanlı, özelde ise kural tabanlı bir yapıya sahiptir. Programda özel bir çıkarım mekanizması hazırlanmıştır. Geliştirilen uzman sistem, Borland C++ dilinde pek çok veritabanı ve SQL imkanlarından yararlanılarak yazılmıştır. Anahtar Kelimeler: Uzman Sistem, Eksenel Dövme, Kalıp Tasarımı, Nete Yakın Şekilli Dövmecilik. vı

ABSTRACT AN EXPERT SYSTEM FOR NEAR NET SHAPE AXISYMMETRIC FORGING DIE DESIGN YILMAZ, Necip Fazıl Ph. D. in Mechanical Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Ömer Eyercioğlu June, 2002, 248 pages In this thesis, the application of rule base expert system to the near net shape axisymmetric forging die design, and development of a knowledge base for it, is carried out. The developed system is aimed to cover the design of forging dies for axisymmetric parts and meet them with the power of expert system. This package has a modular structure and has been undertaken in the four main chapters. Firstly, the drawing file of a final product, taken from AutoCAD, is converted into DXF format and it is integrated with the system by means of feature recognition module. After the recognition of input geometry of the product, checking that whether it is forgeable in closed die or not forms the second step. In the third stage, the required forging load is calculated so as to fill the die cavity completely. The power and energy requirements for making the finished forging are also determined at this stage. Die stress calculation and die shape determination come after this process as a fourth chapter. In this chapter, amount of thermal shrinkage due to temperature difference and elastic expansion between workpiece and die is taken into account. The main contribution of this thesis is the realisation of forging die design for not only specific industrial parts but also all axisymmetric components. For this purpose, an expert system application is developed for the recognition of product geometry, forging load calculation and the determination of die dimensions. mThis study has knowledge base structure in general and rule base in particular. In the program special inference engine has been developed. The developed expert system is written in Borland C++ language by using lots of database and SQL (Structured Query Language) facilities. Key Words: Expert System, Axisymmetric Forging, Die Design, Near Net Shape Forging IV