虚拟环境下发动机拆装工具参数化建模及操作空间检验-开题报告

纸， 明书全套毕业设计均有 毕业设计（论文） 开题报告 学生姓名 系部 汽车与交通工程学 院 专业、班级 指导教师姓名 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 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 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 台 , 并且集标准件查询、 模、零件装配定位、 自动生成等功能于一体的零件库系统尚不多见。 称 软件起源于美国麦道飞机公 司 ， 当时为了设计和制造 斗机 ,而形成了 品 。 件在 表现出了强大的功能，但 通用支撑软件系统仅具有基本功能，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 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 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 件二次开发取得了很大的进步，特别是在 就是 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 程研究中心的覆盖件冲模智能设计系统、同济大学的 中科技大学的U G 软件二次开发等，但是在 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 ，主流的三维设计软件有 、 ，很多公司一般用 、 件来设计，用 进行数控加工编程。很显然， 、 G 这三大软件中， 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 控加工方面软件二次开发的研究应是值得的。 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，还要考纸， 明书全套毕业设计均有 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 （ 5） 工具操作过程中的动态干涉检验 纸， 明书全套毕业设计均有 三、 技术路线（研究方法） 本课题的技术路线涉及到 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。 纸， 明书全套毕业设计均有 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 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 （ 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 （ 4 月 23 5 月 25） 5、 基本完成程序设计和论文修改 。 第 13 （ 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 . 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 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 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 . 次开发技术 ( )J包装与食品机械 , 2004,(02) . 5魏润强；庞晓宏 . 件的二次开发工具 中国航天科技集团四院 401 所 . 6何金保 . 基于 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 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 . 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 . 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) . 纸， 明书全套毕业设计均有 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 加工中心虚拟装配建模及装配干涉 2002. 15何磊 . 系统框架零件的 成制造技术研究 D四川大学 , 2005 16潘春荣 ,罗庆生 . 基于 件 能的应用研究 J机械设计与制造 , 2005,(01) . 17李晓冰 ,王延斌 . 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 件建模的技巧 J. 工具技术 , 2002, (08) . 19张鹏伟 . X 应用技巧拾零 J. 制造业信息化 , 2005, (01) . 20尹显明 件在客车设计开发中的应用 . 机械 2000（ 21彭岳华 ,盛治华 . 基于 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 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 201024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 ,