機械類畢業(yè)設(shè)計論文開題報告

時間：2017-03-20 19:17:45 秋梅1032由分享

　　開題報告是開題者在確認(rèn)論文主題之后，對論文初步確定內(nèi)容的撰寫。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的關(guān)于機械類畢業(yè)設(shè)計論文開題報告的范文，歡迎大家閱讀參考!

　　機械類畢業(yè)設(shè)計論文開題報告篇1

　　題目：逆向工程在鼠標(biāo)設(shè)計與制造中的應(yīng)用

　　一、本課題研究的背景及意義

　　1、背景(課題涉及到的技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀)

　　逆向工程也稱反求工程或反向工程，是根據(jù)已存在的產(chǎn)品或零件原型構(gòu)造產(chǎn)品或零件的工程設(shè)計模型，并在此基礎(chǔ)上對已有的產(chǎn)品進(jìn)行剖析、理解和改進(jìn)，是對已有設(shè)計的再設(shè)計。

　　從廣義講，逆向工程可分以下三類:

　　(1)實物逆向：它是在已有產(chǎn)品實物的條件下，通過測繪和分折，從而再創(chuàng)造;其中包括功能逆向、性能逆向、方案、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等多方面的逆向。實物逆向的對象可以是整機、零部件和組件。

　　(2)軟件逆向：產(chǎn)品樣本、技術(shù)文件、設(shè)計書、使用說明書、圖紙、有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范和質(zhì)量保證手冊等均稱為技術(shù)軟件。軟件逆向有三類:既有實物，又有全套技術(shù)軟件;只有實物而無技術(shù)軟件;沒有實物，僅有全套或部分技術(shù)軟件。

　　(3)影像逆向：設(shè)計者既無產(chǎn)品實物，也無技術(shù)軟件，僅有產(chǎn)品的圖片、廣告介紹或參觀后的印象等，設(shè)計者要通過這些影像資料去構(gòu)思、設(shè)計產(chǎn)品，該種逆向稱為影像逆向。

　　目前，國內(nèi)外有關(guān)逆向工程的研究主要集中在幾何形狀的逆向，即重建產(chǎn)品實物的CAD，稱為“實物逆向工程”。

　　逆向工程的數(shù)據(jù)測量技術(shù)是通過特定的測量設(shè)備和測量方法獲取產(chǎn)品表面離散點的幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將產(chǎn)品的幾何形狀數(shù)字化。

　　現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集方法主要分為兩大類:

　　(1)接觸式數(shù)據(jù)采集方法接觸式數(shù)據(jù)采集方法包括使用基于力的擊發(fā)原理的觸發(fā)式數(shù)據(jù)采集和連續(xù)式掃描數(shù)據(jù)采集、磁場法、超聲波法。

　　(2)非接觸式數(shù)據(jù)采集方法非接觸式數(shù)據(jù)采集方法主要運用光學(xué)原理進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，主要包括:激光三角形法、激光測距法、結(jié)構(gòu)光法以及圖像分析法等。

　　逆向工程的數(shù)據(jù)處理技術(shù)是逆向工程的一項重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，它決定了后續(xù)CAD模型重建過程能否方便、準(zhǔn)確地進(jìn)行。根據(jù)測量點的數(shù)量，測量數(shù)據(jù)可以分為一般數(shù)據(jù)點和海量數(shù)據(jù)點;根據(jù)測量數(shù)據(jù)的規(guī)整性，測量數(shù)據(jù)又可以分為散亂數(shù)據(jù)點和規(guī)矩數(shù)據(jù)點;不同的測量系統(tǒng)所得到的測量數(shù)據(jù)的格式是不一致的，且?guī)缀跛械臏y量方式和測量系統(tǒng)都不可避免地存在誤差。因此，在利用測量數(shù)據(jù)進(jìn)行CAD重建前必須對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)處理工作主要包括:數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)化、多視點云的拼合、點云過濾、數(shù)據(jù)精簡和點云分塊等。

　　逆向模型重建技術(shù)在整個逆向工程中，產(chǎn)品的三位幾何模型CAD重建是最關(guān)鍵、最復(fù)雜的環(huán)節(jié)。

　　目前使用的造型方法主要有：

　　(1)曲線擬合造型:用一個多項式的函數(shù)通過插值去逼近原始的數(shù)據(jù)，最終得到足夠光滑的曲面。

　　(2)曲面片直接擬合造型該方法直接對測量數(shù)據(jù)點進(jìn)行曲面片擬合，獲得曲面片經(jīng)過過渡、混合、連接形成最終的曲面模型。

　　(3)點數(shù)據(jù)網(wǎng)格化網(wǎng)絡(luò)化實體模型通常是將數(shù)據(jù)點連接成三角面片，形成多面體實體模型。

　　2、意義

　　隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)已成為產(chǎn)品設(shè)計人員進(jìn)行研究開發(fā)的重要工具，其中的三維造型技術(shù)已被制造業(yè)廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品及模具設(shè)計、方案評審、自動化加工制造及管理維護各個方面。在實際開發(fā)制造過程中，設(shè)計人員接收的技術(shù)資料可能是各種數(shù)據(jù)類型的三維模型，但很多時候，卻是從上游廠家得到產(chǎn)品的實物模型。設(shè)計人員需要通過一定的途徑，將這些實物信息轉(zhuǎn)化為CAD模型，這就應(yīng)用到了逆向工程技術(shù)(Reverse Engineering)。

　　逆向工程技術(shù)與傳統(tǒng)的正向設(shè)計存在很大差別。而逆向工程則是從產(chǎn)品原型出發(fā)，進(jìn)而獲取產(chǎn)品的三維數(shù)字模型，使得能夠進(jìn)一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先進(jìn)技術(shù)對其進(jìn)行處理。不同之處在于設(shè)計的起點不同，相應(yīng)的設(shè)計自由度和設(shè)計要求也不相同。一般來說，產(chǎn)品逆向工程包括形狀反求、工藝反求和材料反求等幾個方面，在工業(yè)領(lǐng)域的實際應(yīng)用中，主要包括以下幾個內(nèi)容：

　　(1)新零件的設(shè)計，主要用于產(chǎn)品的改型或彷型設(shè)計。

　　(2)已有零件的復(fù)制，再現(xiàn)原產(chǎn)品的設(shè)計意圖。

　　(3)損壞或磨損零件的還原。

　　(4)數(shù)字化模型的檢測，例如檢驗產(chǎn)品的變形分析、焊接質(zhì)量等，以及進(jìn)行模型的比較。

　　逆向工程技術(shù)為快速設(shè)計和制造提供了很好的技術(shù)支持，它已經(jīng)成為制造業(yè)信息傳遞的重要而簡潔途徑之一。

　　二、本課題的文獻(xiàn)綜述

　　1、逆向工程

　　1980年始?xì)W美國家許多學(xué)校及工業(yè)界開始注意逆向工程這塊領(lǐng)域。1990年初期包括臺灣在內(nèi)，各國學(xué)術(shù)界團隊大量投入逆向工程的研究并發(fā)表成果。逆向工程的硬件最早是運用仿制加工設(shè)備，制作出來的成品品質(zhì)粗糙。后來有接觸式掃瞄設(shè)備，運用探針接觸工件取得產(chǎn)品外型。再來進(jìn)一步開發(fā)非接觸式設(shè)備，運用照相或激光技術(shù)，計算光線反射回來的時間取得距離。

　　逆向工程軟件部分品牌包括Surfacer(Imageware)、ICEM、CopyCAD、Rapid Form等。逆向軟件的演進(jìn)約略可區(qū)分為三個階段。十一年前在逆向工程上，只能運用CATIA等CAD/CAM高階曲面系統(tǒng)。市場后來發(fā)展出兩套主流產(chǎn)品約在七、八年前技術(shù)成熟，廣為業(yè)界引用。到最近四年來，發(fā)展出不同以往的逆向工程數(shù)學(xué)邏輯運算，速度快。

　　目前，逆向工程，逆向工程的應(yīng)用已從單純的技巧性手工操作，發(fā)展到采用先進(jìn)的計算機及測量設(shè)備，進(jìn)行設(shè)計、分析、制造等活動，如獲取修模后的模具形狀、分析實物模型、基于現(xiàn)有產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計、快速仿形制造等。軟件的逆向工程是分析程序，力圖在比源代碼更高抽象層次上建立程序的表示過程，逆向工程是設(shè)計的恢復(fù)過程。逆向工程工具可以從已存在的程序中抽取數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計信息。

　　2、三維造型：

　　三維造型: CAD的三維造型有三種層次的建立方法，即線框、曲面和實體，也就是分別對應(yīng)于用一維的線，二維的面和三維的體來構(gòu)造形體。通過計算機輔助設(shè)計建立的立體的、有光的、有色的生動畫面，虛擬逼真地表達(dá)大腦中的產(chǎn)品設(shè)計效果，比傳統(tǒng)的二維設(shè)計更符合人的思維習(xí)慣與視覺習(xí)慣。三維造型技術(shù)從最初的三維CAD已發(fā)展到目前專用的基于特征造型的三維軟件，常用軟件有UG、SolidWorks、SolidEdge、MDT、Pro/E、3DS max等。

　　3、快速成型：

　　快速成型(RP)技術(shù)是九十年代發(fā)展起來的一項先進(jìn)制造技術(shù)，是為制造業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)服務(wù)的一項關(guān)鍵共性技術(shù), 對促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新、縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品競爭力有積極的推動作用。自該技術(shù)問世以來，已經(jīng)在發(fā)達(dá)國家的制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，并由此產(chǎn)生一個新興的技術(shù)領(lǐng)域。

　　RP技術(shù)是在現(xiàn)代CAD/CAM技術(shù)、激光技術(shù)、計算機數(shù)控技術(shù)、精密伺服驅(qū)動技術(shù)以及新材料技術(shù)的基礎(chǔ)上集成發(fā)展起來的。不同種類的快速成型系統(tǒng)因所用成形材料不同，成形原理和系統(tǒng)特點也各有不同。但是，其基本原理都是一樣的，那就是"分層制造，逐層疊加"，類似于數(shù)學(xué)上的積分過程。形象地講，快速成形系統(tǒng)就像是一臺"立體打印機"。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 陳雪芳，孫村華主編.逆向成型與快速成型技術(shù)應(yīng)用【M】.機械工業(yè)出版社，2009

　　[2] 陳志楊.逆向工程技術(shù)——應(yīng)用及軟件【J】CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2007(7)

　　[3] 金濤，童水光主編.逆向工程技術(shù)【M】.機械工業(yè)出版社，2003

　　[4] 張偉澤.虛擬制造技術(shù)【M】.北京：清華大學(xué)出版社，2006：75-90

　　[5]夏德偉，張俊生.UG NX 4.0中文版機械設(shè)計典型范例教程【M】.北京：電子工業(yè)出版社， 2006:25-64

　　[6]安杰，鄒昱章.UG后處理技術(shù)【M】.北京：清華大學(xué)出版社，2003:30-80

　　[7]趙彥玲，王從軍等.逆向工程三維點云數(shù)據(jù)后處理與模型的重建【J】.武漢大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2003,33(5):32-37

　　[8]王秀峰，羅宏杰.快速原型制造技術(shù)【M】.北京：中國輕工業(yè)出版社，2001:26.43

　　[9]Weiyin Ma and Peiren He. B-spline surface local updating with unorganized points.Computer-Aided Design,30(11),pp 853-862,1998

　　[10]Ming-Chih Huang and Ching- Chih Tai.The Pre-Processing of Data Points for

　　Curve Fitting in Reverse Engineering【J】.Int J Adv Manuf Technol(2000)16,635-642

　　[11]Z.J.Lansky etc.Industrial Pneumatic Control.New York.1986,56-78

　　[12]盛忠起，蔡光起.逆向工程及曲面重置技術(shù)【J】.機械設(shè)計與制造，2001,28(4):35-38

　　三、課題研究的方法及內(nèi)容

　　本課題是逆向工程在鼠標(biāo)設(shè)計與制造中的應(yīng)用，本設(shè)計選用UG軟件根據(jù)鼠標(biāo)的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行鼠標(biāo)的模型重建并用FDM對其進(jìn)行快速成型加工的過程，在根據(jù)點云逆向設(shè)計中，結(jié)合設(shè)計需要進(jìn)行了必要的正向設(shè)計修正，以得到理想的設(shè)計結(jié)果。

　　設(shè)計內(nèi)容貫徹數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)項預(yù)處理、文件讀取、邊界提取、曲面重構(gòu)、實體生成、STL模型重構(gòu)、快速成型機的操作和注意事項，并對建模過程及STL文件處理做了系統(tǒng)的論述。選用UG NX4.0軟件的Unigraphics CAD/CAM/CAE系統(tǒng)提供了一個基于過程的產(chǎn)品設(shè)計環(huán)境，使產(chǎn)品開發(fā)從設(shè)計到加工真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計與制造。由INSIGHT軟件進(jìn)行的數(shù)據(jù)切片處理可直接傳送快速成型機，無需進(jìn)行其他處理。

　　四、研究方案的具體設(shè)計

　　1、實體三維數(shù)據(jù)的獲得——掃描;

　　2、點云處理;

　　3、曲面重構(gòu);

　　4、實體建模：

　　(1)模型分析

　　(2)曲面造型

　　(3)實體外形修改

　　(4)各部件建模

　　(5)部件的裝配與干涉檢驗

　　5、基于INSIGHT快速成型切片的數(shù)據(jù)處理;

　　6、快速成型加工操作。

　　五、畢業(yè)設(shè)計(論文)進(jìn)度計劃

　　1-2周　調(diào)研、查閱文獻(xiàn)，完成開題報告

　　3-7周進(jìn)行鼠標(biāo)模型點數(shù)據(jù)的采集和模型的初步構(gòu)建

　　8周　中期檢查與整改

　　9-13周　在初步構(gòu)建的鼠標(biāo)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改并完成快速成型加工，撰寫畢業(yè)設(shè)計論文

　　14-15周打印、裝訂、評閱、答辯資格審查

　　16周畢業(yè)答辯

　　機械類畢業(yè)設(shè)計論文開題報告篇2

　　題目：機械加工的工藝分析與改進(jìn)設(shè)計

　　本課題研究的意義，擬研究的主要問題、重點和難點，預(yù)期結(jié)果：

　　本課題是對制動桿零件工藝規(guī)程及40×30面銑削夾具的設(shè)計，對此研究我查閱了大量的資料，首先明白機械加工工藝過程就是用切削的方法改變毛坯的形狀、尺寸和材料的物理機械性質(zhì)成為具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。

　　在整工藝規(guī)程個設(shè)計過程中,我們將學(xué)習(xí)到更多的知識。

　　(一)我們必須仔細(xì)了解零件結(jié)構(gòu)，認(rèn)真分析零件圖,培養(yǎng)我們獨立識圖能力,增強我們對零件圖的認(rèn)識和了解,通過對零件圖的繪制,不僅能增強我們的繪圖能力和運用autoCAD軟件的能力。

　　(二)制訂工藝規(guī)程、確定加工余量、工藝尺寸計算、工時定額計算、定位誤差分析等。在整個設(shè)計中也是非常重要的,通過這些設(shè)計,不僅讓我們更為全面地了解零件的加工過程、加工尺寸的確定,而且讓我們知道工藝路線和加工余量的確定,必須與工廠實際的機床相適應(yīng)。這對以前學(xué)習(xí)過的知識的復(fù)習(xí),也是以后工作的一個鋪墊。

　　(三)在這個設(shè)計過程中,我們還必須考慮工件的安裝和夾緊.安裝的正確與否直接影響工件加工精度,安裝是否方便和迅速,又會影響輔助時間的長短,從而影響生產(chǎn)率,夾具是加工工件時,為完成某道工序,用來正確迅速安裝工件的裝置.它對保證加工精度、提高生產(chǎn)率和減輕工人勞動量有很大作用。這是整個設(shè)計的重點,也是一個難點。

　　在設(shè)計工藝規(guī)程之后，我還要進(jìn)行40×30面銑削夾具的設(shè)計。

　　夾具又稱卡具。從廣義上說，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。

　　夾具的主要作用表現(xiàn)在以下幾個方面。

　　(一)縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率

　　(二)確保并穩(wěn)定加I精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量

　　(三)降低對操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動強度

　　(四)機床的加工范圍得到擴大

　　論文主要內(nèi)容(提綱)：

　　根據(jù)不同的研究對象擬采用不同的研究手段(途徑)，本課題包括兩方面內(nèi)容：

　　制動桿加工工藝的設(shè)計和夾具設(shè)計

　　制定工藝規(guī)程的研究途徑和可行性分析

　　毛坯的選擇：

　　根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和零件結(jié)構(gòu)選擇毛坯，毛坯的類型一般在零件圖上已有規(guī)定。對于鑄件和鍛件應(yīng)了解其分模面、澆口、冒口位置和拔模率，以便在選擇定位基準(zhǔn)和計算加工余量時有所考慮。如果毛坯是棒料或型材，則按其標(biāo)準(zhǔn)確定尺寸規(guī)格，并決定每批加工件數(shù)。

　　毛坯的種類和其質(zhì)量對機械加工的質(zhì)量有密切的關(guān)系。同時對提高勞動生產(chǎn)率、節(jié)約材料、降低成本有很大的影響。制動桿毛坯材料為灰鑄鐵(HT150)，硬度范圍在150～200HBS，承受中等載荷。采用砂型鑄造方法，由于大批量生產(chǎn)故宜采用實體模樣(金屬模)進(jìn)行兩箱造型，這不僅簡化了造型和合箱操作，還因型砂緊實度較為均勻，鑄件的表面質(zhì)量得到提高。在切削加工前進(jìn)行石墨化退火處理，消除鑄件表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織(大量滲碳體出現(xiàn))以便進(jìn)行切削加工。擬訂工藝路線：

　　表示零件的加工順序及加工方法，分出工序，安裝或工位及工步等。并選擇各工序所使用的機床型號、刀具、夾具及量具等。擬訂工藝路線從實際出發(fā)，理論聯(lián)系實際和工人結(jié)合起來。常常需要提出幾個方案，進(jìn)行分析比較后再確定。計算切削用量、加工余量及工時定額：

　　查閱《切削用量手冊》等資料并進(jìn)行計算確定。目前，對單件小批量生產(chǎn)不規(guī)定切削用量，而是由操作工人根據(jù)經(jīng)驗自行選定，但對于自動線和流水線，為保證生產(chǎn)的節(jié)拍，必須規(guī)定切削用量，并不能隨意改變。計算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工質(zhì)量以保證最終加工質(zhì)量。工時定額一般按各工廠的實際經(jīng)驗積累起來的統(tǒng)計資料來估算。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，工藝的改進(jìn)，新工藝，新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，工時定額應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的修改。

　　對機械加工工藝規(guī)程基本要求可歸結(jié)為質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。雖然有時互相矛盾，但只要把它們處理好，就會成為一個統(tǒng)一體。在三個要求中，質(zhì)量是首要的。質(zhì)量表現(xiàn)在機械產(chǎn)品的各項技術(shù)性能指標(biāo)，質(zhì)量不能保證，根本談不上數(shù)量;質(zhì)量和生產(chǎn)率之間是密切聯(lián)系的，在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)該不斷地最大限度地提高生產(chǎn)率，滿足生產(chǎn)量的要求。如果兩者矛盾，則生產(chǎn)率要服從于質(zhì)量，應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下解決生產(chǎn)率問題。在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能的節(jié)約耗費，減少投資，降低制造成本，這就是經(jīng)濟性。

　　因此制動桿的工藝規(guī)程研究途徑應(yīng)該體現(xiàn)質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的統(tǒng)一，達(dá)到經(jīng)濟合理及可行的最優(yōu)方案。

　　夾具設(shè)計的研究途徑和可行性分析

　　制動桿鏜、銑、鉆等工序使用的專用夾具，此類夾具的特點是針對性強、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、生產(chǎn)率高。

　　夾具設(shè)計最關(guān)鍵是要求對工件定位正確，且滿足定位精度要求。為了解決此問題，首先得了解影響定位精度的因素。然后采取措施解決具體的問題。如定位基準(zhǔn)與定位元件的配合狀況和影響定位精度，那么可以提高夾具的制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機床上的定位精度。除此之外，選擇夾具的類型與結(jié)構(gòu)型式必須與零件生產(chǎn)批量大小相適應(yīng)，夾具結(jié)構(gòu)與零部件應(yīng)具有足夠的剛度和強度，從而保證夾具操作方便、夾緊可靠、使用安全、并有合理的裝卸空間。

　　進(jìn)度安排：

　　第1周：接受任務(wù)書，理解設(shè)計課題的主要任務(wù)，查找相關(guān)的中外文資料，調(diào)查國內(nèi)外現(xiàn)狀，寫相關(guān)調(diào)研報告，初步完成外文翻譯工作。

　　第2周：分析給定參考資料，復(fù)原設(shè)計加工零件工作圖。

　　第3周：設(shè)計加工工藝過程卡和加工工序卡。

　　第4周：工裝夾具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計。

　　第5周：初步繪制工裝夾具裝配圖。

　　第6周：完成繪制工裝夾具裝配圖。

　　第7周：拆畫一套夾具零件圖。

　　第8至11周：支架及其工裝夾具三維造型。

　　第12周：編寫設(shè)計計算說明書提交初稿。

　　第13周：修改圖紙和說明書并打印。

　　第14周：論文整理、裝訂和參加答辯。