数控机床ICAID系统的防护间钣金零件分块设计研究

论文摘要

数控机床造型设计是一项综合了美学知识、人机工程知识和产品结构知识的复杂的设计活动。数控机床防护间钣金零件分块设计是这一设计活动的详细设计阶段的主要工作,分块设计的优劣决定了零件是否具有良好工艺性,并且对机床整体造型将产生重要的影响。 本文依托“十五”国家科技攻关项目“基于设计知识和用户知识的网络化数控机床造型设计与人性化界面技术及应用研究”对数控机床防护间钣金零件分块设计进行研究,提出了在ICAID系统中构建辅助分块设计功能模块的思想并给出了初步算法和实现构想。 分块设计的指导思想是在满足功能结构的基础上运用美学知识和人机工程知识处理局部设计与整体造型风格的关系。因此文中首先是对钣金零件分块设计中的工艺性因素展开研究,研究的主要内容是分块设计中的钣金零件结构工艺性和装配工艺性因素,并结合设计实例得出了充分考虑工艺性因素的分块设计典型流程图。在对影响分块设计的工艺性因素进行分析之后,文章对指导分块设计的工业设计因素(包括美学原理和人机工程两方面的内容)进行了研究,并结合实例对分块设计方案进行美学评价。在前文的研究基础上,本文提出了在ICAID系统中构建辅助分块设计功能模块的思想,通过确定技术路线和解读系统方案模型数据,分别规划了模型重建算法、轮廓提取算法和分块设计初步算法。构建辅助分块设计功能模块旨在让计算机完成分块设计中因工艺性因素和工业设计因素而需要进行计算的工作,使设计人员可以集中精力进行数控机床造型设计中的创意工作。文章最后结合ICAID系统将来发展方向提出了辅助分块设计功能模块在.ICAID系统中的实现构想。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 数控机床防护间在机床工业领域的重要作用
• 1.1.1 防护功能
• 1.1.2 产品美学
• 1.1.3 产品人性化
• 1.2 我国数控机床防护间设计的现状
• 1.2.1 防护间设计生产方式
• 1.2.2 国内现状
• 1.3 计算机辅助防护间饭金零件分块设计研究现状
• 1.3.1 研究现状
• 1.3.2 现有研究基础
• 1.4 论文的研究内容与组织
• 第2章 防护间饭金零件分块设计的工艺性因素研究
• 2.1 面向制造和装配的设计
• 2.2 工艺、材料和加工设备
• 2.2.1 工艺
• 2.2.2 材料
• 2.2.3 加工设备
• 2.3 下料工艺余量
• 2.4 最小工艺尺寸
• 2.5 零件刚度
• 2.6 饭金零件联接工艺
• 2.7 加工精度和安装精度
• 2.8 表面涂装工艺
• 2.9 典型设计流程
• 第3章 防护间饭金零件分块设计的工业设计因素研究
• 3.1 分块设计中的造型元素
• 3.1.1 分块设计中的线
• 3.1.2 分块设计中的形面
• 3.2 分块设计中的美学法则
• 3.2.1 比例
• 3.2.2 统一与变化
• 3.2.3 均衡与对称
• 3.2.4 稳定
• 3.2.5 简洁与完整
• 3.2.6 节奏与韵律
• 3.3 人机工程学因素
• 第4章 ICAID系统辅助防护间钣金零件分块设计研究
• 4.1 数控机床 ICAID系统
• 4.2 ICAID系统辅助分块设计功能模块的意义和实现可行性
• 4.3 ICAID系统辅助分块设计的技术路线
• 4.3.1 辅助分块设计方法
• 4.3.2 ICAID系统方案模型数据解读
• 4.4 辅助分块设计算法规划
• 4.4.1 模型重建算法
• 4.4.2 轮廓提取算法
• 4.4.3 分块设计算法
• 第5章 分块设计研究在 ICAID系统中的实现构想
• 5.1 ICAID系统造型知识库和结构知识库
• 5.1.1 造型知识库
• 5.1.2 结构知识库
• 5.1.3 存在问题和改进方法
• 5.2 辅助分块设计在 ICAID系统中的功能定位
• 5.3 ICAID系统辅助分块设计实现机制
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读学位期间所发表的学术论文目录）
• 附录B 机床厂调研问卷
• 附录C Matlab中模型重建和轮廓提取算法