模具教学虚拟实验室的研究与开发

论文摘要

随着塑料和模具技术的飞速发展,注塑模具的设计与制造越来越要求高质量、高精度、长寿命、低成本和短研发周期等。模具技术的学习需要吸取很多经验,实践性很强,模具教学的实验设施一般是实物,成本较高,又不利于更新,并需要专用的实验场地。通过计算机软件技术来实现模具的结构分析、拆装实验及运动仿真,实现师生交互式的实验教学,将会为学生的学习提供很大方便。目前的教学实验软件亟待更新换代,尤其在模具教学领域,只有三维交互型实验软件才能满足同学们对模具认知的需求。本文介绍了“模具教学虚拟实验室的设计与实现”这一省教委教改项目,以UG为平台,开发三维模具教学虚拟实验室系统。该系统分为模具结构认知、拆装实训、运动仿真三大模块。结构认知部分除了提供基本观察工具外,还提供很多多年经验总结出的对模具各部分结构的相关知识和典型结构部件供学生查看；拆装实训部分既提供正确的拆装过程演示,又提供学生自主拆装功能,自主拆装可同时附加考察拆装工具的选择以及考核计分功能；运动仿真部分通过动画形象地了解模具工作的全过程,方便学生及初学者对模具进行初步认识。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目次
• 1 绪论
• 1.1 模具教学虚拟实验室开发的背景和意义
• 1.1.1 系统开发背景
• 1.1.2 系统开发意义
• 1.2 UG二次开发语言简介
• 1.3 国内外研究与应用现状
• 1.4 课题研究的主要内容
• 2 模具教学虚拟实验室系统分析与设计
• 2.1 系统功能分析
• 2.1.1 模具结构认知
• 2.1.2 模具拆装实训
• 2.1.3 模具运动仿真
• 2.1.4 工具箱
• 2.2 系统数据需求分析
• 2.2.1 结构认知、交互拆装、运动仿真的三维数模
• 2.2.2 交互拆装相关数据
• 2.3 系统设计
• 2.3.1 系统界面设计
• 2.3.2 系统前台功能设计
• 2.3.3 系统后台功能设计
• 3 模具教学虚拟实验室拆装模型的建立
• 3.1 模具拆装复杂性分析
• 3.1.1 组成零部件多
• 3.1.2 装配次序分析
• 3.2 拆装模型整体设计
• 3.3 自主装配模型
• 3.4 自主拆卸模型
• 3.5 实现案例
• 4 模具教学虚拟实验室前台功能实现
• 4.1 系统框架实现
• 4.1.1 系统环境的实现
• 4.1.2 系统工具箱的实现
• 4.2 结构认知模块的实现
• 4.2.1 调节透明度
• 4.2.2 打开剖面层
• 4.2.3 查看知识点和典型部件的实现
• 4.3 拆装实训模块的实现
• 4.3.1 恢复装配功能
• 4.3.2 自主拆装功能
• 4.3.3 工具考察功能
• 4.3.4 实训考核功能
• 4.4 运动仿真模块的实现
• 4.4.1 宏的利用
• 4.4.2 隐藏指定部件
• 4.5 系统前台实现案例
• 4.5.1 系统环境
• 4.5.2 结构认知
• 4.5.3 拆装实训功能
• 4.5.4 运动仿真功能
• 5 模具教学虚拟实验室后台功能的实现
• 5.1 后台数据准备部分
• 5.1.1 查看知识与典型部件数据准备
• 5.1.2 装拆辅助工具信息数据准备
• 5.1.3 拆装矢量数据准备
• 5.2 参数、菜单、工具配置程序
• 5.2.1 参数配置功能
• 5.2.2 菜单、工具配置功能
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间的研究成果