随着航空制造业的不断发展,结构件因其良好的性能得到广泛的应用,企业的知识数量也愈加庞大。知识具有复杂性和经验性等特点,由于缺乏有效的整理归纳,降低了企业知识的重用性。结构件种类多、工艺繁琐给零件加工带来难度,并且在工艺设计时更多的依赖专家经验,导致零件工艺设计的周期变长。因此,研究知识有效整理表达和挖掘有价值的知识为工艺设计提供支持具有重要意义。本文以航空结构件为研究对象,研究结构件整个加工过程所涉及的知识分类及其表达方式。首先,研究了知识划分方法,结合企业生产加工实际确定了工艺知识的分类,进而在不同分类基础上建立相应的表达形式,最终构建知识库结构,从而为开发航空结构件工艺知识库奠定基础。工艺知识库的开发首先需要明确功能需求,其次,在三种知识分类和需求分析基础上,结合概念模型设计和逻辑模型设计方法建立航空结构件工艺知识库架构,将设计结果存储于SQL Server 2008 R2数据库。最后,在Visual Studio 2010开发环境下,采用C#编程语言开发系统,实现工艺方案、切削参数、刀具和机床信息的查询及维护、系统备份还原以及工艺术语的动态扩展功能,为零件的工艺设计提供了平台支持。为了获得基于特征的优选刀具,分析零件信息、加工条件和刀具属性,排除影响较小的因素,建立基于零件信息和加工条件的刀具匹配规则。借助层次分析法研究刀具层次结构模型,结合二元对比法和方根法研究刀具各因素的权重分配。通过专家参与初选刀具集合的评价,基于模糊数学理论和最大隶属度原则对刀具进行优选,为工艺人员选择高效的刀具提供依据。进行基于特征的切削参数预测研究,首先分析切削参数的影响因素,其次,确定BP神经网络的三层节点数,传递函数、训练函数、学习函数和性能函数,最后,训练网络模型并验证了网络模型具有泛化能力。以航空结构件工艺方案样本为例进行挖掘研究。首先,通过代码结构实现工序、工步内容的编码。其次,借助多级相似度综合度量方法和Kuhn-Mnkres算法计算工艺方案的整体相似度,并采用AP算法进行典型工艺方案的聚类挖掘研究。最后,利用Silhouette指标判断聚类数目及其结果的有效性,为工艺设计提供典型工艺方案。