夹具设计直接影响产品的研制周期和生产质量,它是产品研发设计的关键环节之一。随着市场定制化夹具设计需求的加剧,传统的设计方式已无法满足当下产品生产制造需求,尤其是多品种小批量的复杂夹具设计严重制约了企业的生产效率。本文针对相似夹具案例检索的准确率、重用率以及夹具设计的智能化程度低下等问题,对夹具设计的案例检索方法和重用方法进行了系统地研究,通过多领域的技术融合,开发了基于知识工程的夹具智能CAD系统,推动夹具设计向自动化和智能化方向发展。论文的具体研究内容如下:1)针对当前传统夹具设计方式的不足,为满足夹具设计的自动化和智能化设计需求,完成了基于知识工程的夹具智能CAD系统总体方案设计。2)字符型文本数据预处理方法研究。针对工序模型特征信息预处理存在的问题,引入了两种字符型文本数据的预处理方法——标签编码(Label Encoding)和独热编码(One-Hot Encoding),即使用标签编码预处理有序字符型文本数据,使用独热编码预处理无序字符型文本数据。采用不同方式预处理不同类型的文本数据更符合思维逻辑和算法输入要求,有效地弥补了单一方式不能完整描述特征信息的不足。3)基于向量夹角余弦的相似夹具案例检索技术研究。针对基于关键字的检索准确率低下问题,提出了基于向量夹角余弦的相似夹具案例检索方法。本方法以工序模型的MBD特征信息为输入,引入向量夹角余弦算法,并结合特征权重,度量夹具案例在多维空间中的相似性,可检索出相似的夹具案例,以便用于夹具变型设计参考。4)基于可配置BOM结构的相似夹具案例重用技术研究。针对企业已有夹具案例的重用率低下问题,提出了基于可配置BOM结构的夹具案例重用方法。该方法涉及可配置BOM结构转换方法、可配置结构扩展方法以及自动装配方法。首先将检索到的相似夹具装配BOM结构进行解耦,利用骨架技术生成该夹具的可配置BOM结构。然后通过人机交互的方式将参数化零件或非标自制件扩展到可配置BOM结构中,增加了配置零件的多样性。最后,通过知识工程技术驱动夹具可配置BOM结构进行零件选配,并利用自动装配技术将配置后的零件组装成新的夹具。5)基于上述理论,结合企业实际需求,在UG/NX平台上开发了基于知识工程的夹具智能CAD系统,介绍了本系统的总体架构和主要功能模块。并以船用柴油机关键件连杆钻夹具设计为对象对本系统的有效性进行验证,实现了提高夹具设计效率和案例重用率的目标。