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1、 说说 明明 1 毕业设计的开题报告是保证毕业设计质量的一个重要环节，为规范毕业设计的开题报告，特印发此表。 2 学生应在开题报告前，通过调研和资料搜集，主动与指导教师讨论，在指导教师的指导下，完成开题报告。 3 此表一式三份，一份交学院装入毕业设计（论文）档案袋，一份交指导教师，一份学生自存。 4 开题报告需经各系或论文指导小组讨论、学院教学指导委员会审查合格后，方可正式进入下一步毕业设计（论文）阶段。 姓姓 名名 纪宏锋纪宏锋 开题时间开题时间2011.3 学学 制制 本科本科 专专 业业 机械工程及自动化机械工程及自动化 指导教师指导教师 (导师组长导师组长) 牛吉梅牛吉梅 论文题目：论
2、文题目： 复杂曲面建模及数控铣削工艺参数优选的研究复杂曲面建模及数控铣削工艺参数优选的研究 开题报告内容：开题报告内容： 一一 概述（课题研究背景和意义）概述（课题研究背景和意义） 随着科学技术的进步与发展，现代的数控加工技术使得机械加工过程发生了显著变化。以数字化制造为代表的现代制造技术的发展，改变了产品设计、产品加工制造和产品检验这一过程的工程信息代表与传播方式， 由传统的 “二维图” 转向 “三维数学模型” 。制造业技术的发展， 使从业的工程技术人员的知识结构和所要求的技能发生了变化。 CAD三维建模技术已成为现代制造业工程技术人员必备的技能1。 随着制造业信息化的发展，数字化设计已逐渐
3、成为产品生命周期中不可缺少的驱动因素。准确地进行产品参数化设计是提高产品设计效率，缩短新产品开发周期的重要因素。UG NX 的 CAD/CAM/CAE 系统提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品从设计到加工真正实现了数据的无缝集成2。 曲面设计采用非均匀有理 B 样条曲线作为基础，可用多种方法生成复杂的曲面，特别适合于汽车外形设计和汽轮机叶片设计等复杂曲面造型。 运用 UG 强大的三维曲面建模功能来建立叶片复杂曲面，能有效减少叶片等复杂曲面的建模工作量3。 利用 UG 提供的强大的数控加工功能，其中的加工应用模块突出了实用性和可操作性，掌握有关程序的参数过程，能够有效的解决加工工艺的合理性4
4、。 二二 参数化设计技术在国内外研究现状与发展趋势参数化设计技术在国内外研究现状与发展趋势 20 世纪 80 年代中期， CV 公司的一批人提出参数化实体造型方法， 它的主要特点是：基于特征、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改。20 世纪 80 年代末，计算机技术迅猛发展，使得 CAD 技术中的参数化设计软件为很多中小型企业所运用。进入 90年代，参数化技术变得成熟起来，充分体现出其在许多通用件、零部件设计上存在的简便易行的优势。可以认为，参数化技术的应用主导了 CAD 发展史上的第三次技术革命5。在参数化设计系统中，设计人员根据工程关系和几何关系来指定设计要求。要满足这些设计要求，不仅
5、需要考虑尺寸或工程参数的初值，而且要在每次改变这些设计参数时来维护这些基本关系，即将参数分为两类：其一为各种尺寸值，称为可变参数；其二为几何元素间的各种连续几何信息，称为不变参数。参数化设计的本质是在可变参数的作用下，系统能够自动维护所有的不变参数。因此，参数化模型中建立的各种约束关系，正是体现了设计人员的设计意图。参数化设计可以大大提高模型的生成和修改的速度，在产品的系列设计、相似设计及专用 CAD 系统开发方面都具有较大的应用价值6。 目前， 数控化技术已成为CAD中最热门的应用技术之一， 能否实现参数化设计也成为评价CAD系统优劣的重要技术指标， 参数化技术还能够使设计人员在设计的同时实
6、现参数化建库，极大地方便后续的设计工作。因此，参数化设计以及建库工具的研究对进一步提高设计和绘图效率以及柔性化设计具有十分重要的意义6。 NURBS(非均匀有理B样条)是一种先进的参数化的曲线、曲面造型方法，近年来已经被广泛地应用在CADCAM 和计算机图形学等领域中.通过修改控制顶点、节点矢量或权因子的方法对NURBS曲线曲面进行修改，而且这种修改具有良好的几何特性。利用NURBS方法，可以方便地表示出各种用户所需要的不同形状。 参数化设计发展起来的特征参数化设计和知识驱动已成为许多设计软件关注的重点。自加世纪8O年代以来，基于特征设计的方法已被公认为是解决产品开发与过程设计集成问题的有效手
7、段。因其符合人们思维的设计环境，基于特征的设计越来越广泛地应用于参数化设计中。基于特征参数化方法意在将基于特征设计方法与参数化技术有机地结合起来。 知识驱动的基本思想是要寻求、记录不同类型知识的方法，这些知识用来策划、设计和完成一种产品、项目或工程，是将人工智能(包括知识库、知识规则、逻辑推理等)与CAX集成系统有机地结合为一体。这种基于知识的智能化设计仍然在研究和发展中。知识驱动的自动化设计(KDA)，此技术能够记录、重复使用和维护各种类型的用于工程设计的知识，并用它来驱动、建立、选择和装配相应的几何实体，利用这种技术，用户只需输入产品的工作环境条件、推理机自动搜索规则，提出相应的设计建议，
8、大大提高了设计效率。 参数化设计方法的研究已成为研究和开发的热点， 但目前的所有软件还没有十分完美地解决现今存在的一些同题7。 三三 研究对象的主要内容及目标研究对象的主要内容及目标 叶片是转轮的重要组成部分，其表面是一个非结构化的、空间扭曲的自由曲面。在计算机辅助设计和制造技术日新月异的今天，鉴于 UG 强大的实体造型能力，利用 NURBS（非均匀有理 B 样条）方法对转轮叶片进行实体建模，对参数化的设计进行进一步的研究8-9。在本课题中以叶轮叶片为例研究了关于复杂曲面的三维造型与加工的基本方法10-12。本课题将从以下几部分进行研究： （1）熟悉 UG 在曲面建模中的应用，了解曲面造型方法
9、和应用。 （2）熟悉 NURBS 参数化造型方法，掌握复杂曲面零件三维几何造型。 （3）叶轮、叶片类复杂零件造型方法的研究。 （4）进行数控加工及结论分析。 研究目标是采用 NURBS 参数化造型方法建立叶片型面的空间样条曲线模型，由此来构建叶片空间型面，建立完整的叶片实体模型，减少叶片等复杂曲面的建模工作量。对数控加工工艺参数进行分析，尽量使加工工艺参数更加简便合理。 四工作实施计划四工作实施计划 2011.3.072010.3.11 课题调研，收集和阅读相关文献,作开题报告。 2011.3.122011.4.11 熟悉 UG 在曲面建模中的应用， 了解曲面曲线造型方法和应用。在 UG 中进
10、行实际的操作建模式，中期检查 2011.4.212011.5.20 熟悉 NURBS 参数化造型方法， 掌握复杂曲面零件三维几何造型并进行数控加工及结论分析。 2011.5.212011.6.3 撰写、修改毕业论文、申请答辩。 参考文献：参考文献： 1北京立科公司 编著 曲面建模实例精解 清华大学出版社 2007 年 4 月第 1 版。2林莉，基于 UG 的齿轮参数化设计，机械制造与研究，2001 年，13 期。 3张礼达，任腊春，陈荣盛，毛金铎 风力机叶片外形设计及三维实体建模研究太阳能学报 第 29 卷第 9 期 2008 年 9 月。 4吴明友 UG NX6.0 数控铣削 辽宁科学技术出
11、版社 2010 年 1 月第 1 版。 5吕小波 UG NX6 曲面造型经典学习手册科学出版社 2009 年 10 月第 1 版。 6李刚，刘华明 基于 NURBS 的扫描曲面造型方法的研究 机械研究与应用 第13 卷第 3 期 2O00 年 9 月。 7张峰，李兆前，黄传真 参数化设计的研究现状与发展趋势 机械工程师 2002年 1 月。 8Wang, A.Q.;Guo, L.X.;Chai, C Numerical Simulations of Electromagnetic Scattering from 2D Rough Surface: Geometric Modeling by N
12、urbs Surface Journal of Electromagnetic Waves and Applications 2010 Vol.24 No.10 1315-13289 Koch,Karl-Rudolf Three-dimensional NURBS surface estimated by lofting method International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2010 Vol.49 No.9-12 1059-1068 10廉玲军， 张礼达， 余波， 韩涛 基于 UG 混流式水轮栅转轮叶片实体建模方法研
13、究 中国农村水利水电 2008 年第 1O 期。 11苏莹 基于 UG 的汽轮机叶片数控加工编程及加工过程仿真 工程技术 2010（21）总第 1040 期。 12刘宁致，陈彦初，胡雅骥 基于 UG 的压气机叶片参数化设计方法研究 燃气涡轮试验与研究 第 23 卷第 2 期 2010 年 5 月。 指导教师（导师组）意见： 签 名： 年 月 日 审查小组意见： 审查小组负责人（签 名） ： 年 月 日 备注： 1、要有 5 篇以上相关文章的阅读量。 2、理、工科开题报告撰写要求在 1500 字左右，人文社科开题报告在 2500 字左右，包括论文选题的 背景和意义、工作任务分析、调研报告、方案拟定与分析、毕业论文撰写提纲及实施计划、文献 综述（理、工科可不提交文献综述）等。 3、电脑打印，用 A4 纸，页边距左边 3.2cm，右边 2.54cm,上下边距 2.54cm，在左边装订；内容为小 四号宋体，行距为固定值 20 磅。 4、文献综述（按文献综述格式打印）附在开题报告后面一起装订。 文献综述内容： (正文) 文献综述内容： (正文)
