CLSW01-015@虚拟环境下发动机拆装工具参数化建模及操作空间检验
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机械毕业设计全套
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CLSW01-015@虚拟环境下发动机拆装工具参数化建模及操作空间检验,机械毕业设计全套
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毕业设计（论文） 开题报告 设计（论文）题目 : 虚拟环境下发动机拆装工具参数化建模及操作空间检验 院 系 名 称 : 汽车与交通工程学院 专 业 班 级 : 车辆工程 07-11 班 学 生 姓 名 : 刘 伟 导 师 姓 名 : 李 荣 开 题 时 间 : 2011.3.14 指导委员会 审查意见： 签字： 年 月 日 nts 开题报告撰写要求 一、“开题报告”参考提纲 1. 课题研究目的 和意义 ； 2. 文献综述（ 课题研究 现状及分析）； 3. 基本内容 、 拟解决的主要问题 ； 4. 技术路线 或研究方法 ； 5. 进度安排； 6. 主要参考文献。 二、“开题报告” 撰写规范 请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范要求 。 字数应在 4000 字以上 ， 文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。 nts 毕业设计（论文） 开题报告 学生姓名 刘伟 系部 汽 车与交通工程学 院 专业、班级 车辆工程 B07-11 指导教师姓名 李 荣 职称 讲 师 从事 专业 交通运输 是否 外聘 是 否 题目名称 虚拟环境下发动机拆装工具参数化建模及操作空间检验 一、 课题研究 现状 ,选题的 目的、 依据和意义 1、研究现状 随着计算机辅助技术应用的日益广泛 , 如何在零件生产中充分利用计算机辅助技术 , 提高零件的生产效率 , 缩短生产周期 , 全面提升零件生产技术水平 , 已成为近几年来研究的重要课题之一。因此在通用 CAD 平台上进行二次开发 ,建立符合国家标准 , 适合企业应用的专业化 、集成化的标准件库 , 可以提高生产效率 , 同时对推广标准件的应用 , 缩短产品的开发周期具有重要意义。标准零部件的设计是一项费时费力且带有很大重复性的工作 , 因此国内外许多企业、高校纷纷在不同的 CAD 平台上研究建立参数化的标准件库 , 但研究的重点基本都放在标准件的参数驱动和标准件库的管理方面 , 而能够方便地嵌入不同的 CAD 平台 , 并且集标准件查询、 CAD 建模、零件装配定位、 BOM 表自动生成等功能于一体的零件库系统尚不多见。 Unigraphics(简称 UG) 软件起源于美国麦道飞机公司 ， 当时为了设计和制 造 F15 战斗机 ,而形成了 UG 产品 。 UG 软件在 CAD/CAM 上表现出了强大的功能，但 UG 为通用支撑软件系统仅具有CAD/CAM 的基本功能，没有提供专用产品所需要的完整 C A D / C A M 功能。由于机械产品的千变万化，需要针对具体对象在选用的 CAD 软件平台上进行二次开发，来设计出界面友好、功能强大和使用方便的专用产品的 CAD/CAM 系统。 随着计算机的应用和发展以及三维数控设备的引进，近年来国内 UG 软件二次开发取得了很大的进步，特别是在 UGCAD 也就是 UG 设计方面软件二次开发已有相当 多的成果，如上海交通大学国家模具 CAD 工程研究中心的覆盖件冲模智能设计系统、同济大学的 Gearwizard、华中科技大学的U G 软件二次开发等，但是在 UGCAM 即 UG 数控加工方面软件二次开发的研究相对来说就少了，国内主流的数控加工编程软件有 Mastercam、 UG 等，主流的三维设计软件有 Pro/E、 UG 等，很多公司一般用 Pro/E、 UG 软件来设计，用 Mastercam、 UG 来进行数控加工编程。很显然， Pro/E、 Mastercam、UG 这三大软件中， UG 普遍被同时用来设计和加工，可以实现设计 与加工之间的无缝接口，使用起来不会有不同文档之间的兼容问题，比较方便。既然这样，那么 UG 数控加工方面软件二次开发的研究应是值得的。 SY-025-BY-3 nts 在发动机的设计之初就要考虑到发动机的拆装，除了要考虑到各个零部件的装配空间外，还要考虑到装配工具的移动空间，以防止工具与各个零部件之间的干涉现象。这些在虚拟状态下就比较容易实现。采用虚拟装配技术对产品的装配干涉进行分析 ,给出相应的结构修改建议 , 这样就可以在设计阶段进行验证 ,确保设计的正确性 , 避免损失。干涉检验的研究在数控加工过程仿真中具有重要的意义 , 而干涉检验的有效实现 尤为重要。它可以为干涉回避提供较好的参考依据 , 以便真正实现加工仿真的目的。由于干涉问题的复杂性 ( 物体几何复杂性、物体运动复杂性 ) , 至使用求交算法进行干涉检验变得很复杂 , 并且效率低下。在虚拟状态中 , 许多物体可以抽象、简化为规则的几何体或组合体 , 无须采用精确的几何描述 ; 物体的运动轨迹也可以离散分解 , 进行干涉检验。这样就可以用简化求交算法来提高检测效率 , 同时也满足了实际应用安全余量的要求。 2 意义 各种装配工具，如扳手、螺丝刀、铆钉枪、气动套筒等，是在实际发动机装配生产过程中必不可少的，它们在 装配过程中的可操作性不容忽视。每种工具都有其操作空间需求，如扳手需连续旋转60以上，而电动套筒只需一个无干涉的工作位置。它们的可操作性是对装配设计、装配序列规划的一个重要检查依据。有必要设计一种快速有效地装配工具操作空间检验（简称工具检验）方法。不合理的序列可导致工具没有足够的空间完成安装操作。目前在装配序列规划中考虑工具操作运动空间的研究较少。目前数字化制造应用越来越广泛，但大多都只研究产品本身的数字化制造及建模，对产品装配所需工具的参数化建模考虑甚少。因此本课题要研究虚拟环境下拆卸工具参数化建模及操作 空间检验。 3 目的 为了进行有效的发动机虚拟拆卸中的操作工具的操作空间检验，虚拟环境中的操作工具是必不可少的，在动态仿真之前，要进行操作工具的实体参数化建模，用这些虚拟工具模型，去模拟实际中的操作工具，并进行操作空间干涉性检验。 二、 设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 1、 基本内容 （ 1）工具的参数化建模 （ 2） 发动机零件的 测绘 （ 3） 进行三维零件 与工具 的虚拟装配 （ 4）工具操作过程静态检验 （ 5） 工具操作过程动态检验 2、 拟解决的主要问题 （方法） （ 1） 查阅相关资料，根据所给参数， 建立操作工具参数化模型 （ 2） 研究操作工具参数化模型的驱动方式 （ 3） 研究操作工具在发动机装配体中的 运动路线 （ 4） 工具操作过程中的静态干涉检验 nts （ 5） 工具操作过程中的动态干涉检验 三、 技术路线（研究方法） 本课题的技术路线涉及到 UG 和 C+的运用，首先要对发动机有一定的了解，然后对某一型号的发动机进行尺寸的分析与汇总，得到相应资料后在虚拟系统下进行 模块 开发和 装配的 检验，可分为四个步骤：第一，模块的建立；第二，把装配工具作为发动机的部件引入工作环境；第三，在虚拟空间进行检验；第四， 对结果进行分析。如图所示： 虚拟环境的模块开发与检验 本设计的 技术路线是从总的系统出发，将其分散开来，进行逐步研究，但每一个部分的完成都直接影响到下一个部分，他们的联系是一条直线，每一部分的设计都对下一部分有 至关重要的作用。 nts 四、 进度安排 1、 调研、资料收集，编写文稿提纲，完成开题报告 。 第 1-2 周 （ 2 月 28 3 月 16） 2、 设计方案选定：拟定需解决的程序主要流程图 。 第 3-6 周 （ 3 月 19 4 月 13） 3、设计 方案分析：拟解决功能问题的控件类型 。 第 7 周 （ 4 月 16 4 月 20） 4、 建立窗体及论文 。 第 8-12 周 （ 4 月 23 5 月 25） 5、 基本完成程序设计和论文修改 。 第 13-14 周 （ 5 月 28 6 月 8） 6、 论文评阅及调整 。 第 15 周 （ 6 月 11 6 月 15 7、 校核、打印、装订， 准备答辩 。 第 16 周 （ 6 月 18 6 月 23） 五、 参考文献 1刘继鹏 . UG 在工业造型设计中的应用 J. 火控雷达技术 , 2001, (03) . 2徐国生 . 基于 UG 的三维参数化汽车冲模标准件库研究与开发 D湖南大学 , 2004 . 3桂林 . 基于 UG 的模块化产品设计集成系统研究 D国防科学技术大学 , 2003 . 4徐凯 ,张裕中 . CAD 二次开发技术 ( )J包装与食品机械 , 2004,(02) . 5魏润强；庞晓宏 . UG 软件的二次开发工具 中国航天科技集团四院 401 所 .2003 年 . 6何金保 . 基于 UG 软件集成制造系统的研究与应用 D昆明理工大学 , 2005 . 7朱德泉 ,周杰敏 ,俞建卫 ,焦明华 . 基于 UG平台模具 CAD系统开发技术 J机械工程师 , 2005,(10) . 8陆宇旻 ,韦克安 ,范菲菲 ,黄书楼 ,崔鑫 ,郑路 ,沈燕 . UG 二次开发技术的研究 A. 广西计算机学会2004 年学术 年会论文集 C, 2004 . 9蒋后仲 . UG 在产品设计中的应用 A. 中国电工技术学会低压电器专业委员会第十一届学术年会论文集 C, 2002 . 10楚丁 ,彭宗锦 . C+虚拟继承状态下对象复制语义的分析研究 J成都信息工程学院学报 , 2007,(05) . 11王文东 ,李竹林 ,尚建人 . 汇编语言与 C 语言的混合程序设计技术 J计算机技术与发展 , 2006,(08) . 12楼明珠 . C 语言程序设计的教学探讨 J科技广场 , 2007,(10) . nts 13马勇 . C 语言 程序设计课程教学研究 J辽宁经济职业技术学院 (辽宁经济管理干部学院学报 ), 2010,(02) . 14 穆塔里夫 阿赫迈德 .张年松郑力 . 加工中心虚拟装配建模及装配干涉 .现代制造工程 .2002. 15何磊 . 系统框架零件的 CAD/CAM 集成制造技术研究 D四川大学 , 2005 16潘春荣 ,罗庆生 . 基于 UG 软件 CAD/CAM 功能的应用研究 J机械设计与制造 , 2005,(01) . 17李晓冰 ,王延斌 . UG 在模具设计与制造中的应用 J机械工程师 , 2002,(07) . 18李国萍 ,王少宇 . 使用 UG 软件建模的技巧 J. 工具技术 , 2002, (08) . 19张鹏伟 . UG NX 应用技巧拾零 J. CAD/CAM 与制造业信息化 , 2005, (01) . 20尹显明 .UG 软件在客车设计开发中的应用 . 机械 2000（ S1） 21彭岳华 ,盛治华 . 基于 UG 软件开发平台的汽车产品开发 J. 计算机辅助工程 , 2002, (03) . 22宋建军 ,杜诗文 ,闫献国 . 汽车虚拟设计中 UG 的应用 J. 太原重型机械学院学报 , 2002,(02) . 23王从 宅 虚拟装配中的路径规划及操作空间分析 D 燕山大学 2010-07-07 24姚永玉 ,李凌 . 基于虚拟装配技术的连杆机械手运动干涉研究 J装备制造技术 , 2009, (03) 25 赵 勇 .徐 诚 .产品装配设计的干涉检查南京理工大学 . 南京 .1999 26 周学辉 .面向虚拟装配的轴系产品干涉检验技术的研究和开发 D. 2010 27张宝庆 孙立 杜克 .数控加工仿真中干涉检验仿真模型的简化 .长春理工大学 .2004 28朱洪敏 武殿梁 甄希金 范秀敏 . 面向交互操作的虚拟工具建 模与操作技术 (D). 上海交通大学机械与动力工程学院 .2010 29Luc Laperrire,Dr Hoda A. ElMaraghy. Assembly sequences planning for simultaneous engineering applicationsJ The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 1994,9, (4) . 30Jami J. Shah,Mary T. Rogers. Assembly mo
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