時間：2022-04-27 17:40:19
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇虛擬裝配技術論文，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號： S611 文獻標識碼： A 文章編號：
一、前言
隨著市場競爭的激化，產品開發(fā)已經成為了企業(yè)的競爭力和發(fā)展必要的手段。在產品開發(fā)時，我們要完善設計技術，降低產品的成本和生產周期。虛擬裝配技術就很好的滿足了這個要求。
二、虛擬裝配技術研究現狀
國外對虛擬裝配技術的研究起步較早，在理論上的研究涉及面廣，且已經有較為廣泛的應用。美國華盛頓州立大學的Jyaaram等開發(fā)研制了一個稱為“虛擬裝配設計環(huán)境”(VADE)的虛擬裝配設計系統。利用這個系統，設計人員可以在設計工作的初期便可考慮有關裝配和拆卸的問題，從而避免了裝配設計方面的缺陷。在這個系統中，設計人員首先將在CAD系統建立的零件模型導入虛擬裝配系統，然后在虛擬裝配系統中直接操作虛擬零件進行裝配，有關產品的可裝配性得到檢驗，同時也獲得了許多有關產品的設計和制造工藝信息。Dewar等提出了虛擬環(huán)境中輔助進行手工裝配的方法，該方法能夠自動記錄操作人員在虛擬環(huán)境中對虛擬部件的裝配動作，還能輔助操作人員自動進行裝配，并且詢問操作人員裝配時的裝配方法，同時生成裝配規(guī)劃。
三、相關技術分析
虛擬裝配系統的關鍵技術主要有：面向裝配的產品建模，裝配序列規(guī)劃策略，虛擬裝配仿真技術，可裝配性評價技術。
1.面向裝配的產品建模技術
產品裝配建模是虛擬裝配設計的重要環(huán)節(jié)，其實質在于如何在計算機內有效地表達裝配體內在和外在的關系。模型的優(yōu)劣直接影響到設計系統后續(xù)工作的效率，故而建立一個集成度高、信息完善的裝配模型具有重要的意義。
2.裝配序列規(guī)劃策略
在機械產品裝配中，一組零件或子裝配體的裝配順序起著關鍵的作用。裝配同一產品可以用不同的裝配順序，這些不同的裝配順序形成了不同的裝配序列。按照某些裝配序列，可以較順利地組織裝配，最終達到設計要求；而有些裝配序列的采用，由于各種原因，卻不能達到指定的裝配目標。裝配序列規(guī)劃就是在給定產品設計的條件下，找出合理、可行的裝配序列，按照這樣的序列，可以達到指定的裝配目標。
3.虛擬裝配仿真技術
采用虛擬裝配技術是為了在設計階段就驗證零件之間的配合性和基于二叉樹結構的裝配模型可裝配性，保證設計的正確性。通過預覽數字化產品，對規(guī)劃的裝配過程(裝配順序和裝配路徑)進行檢驗，對產品可裝配性做出評測，從裝配角度獲得反饋信息，及時調整設計，進而達到提高設計質量的目的。因此，裝配仿真可以視為面向裝配設計的重要手段，以彌補傳統裝配設計分析方法的不足。
四、虛擬裝配工作內容
1.虛擬裝配前期準備
虛擬裝配工作涉及內容較多, 范圍較廣, 因此前期準備工作十分重要。首先要制定虛擬裝配的總體時間計劃, 時間計劃中要包含制造工程師對工序進行調整和的時間、虛擬裝配工程師在數據管理系統中建立工序結構樹的時間、工程支持部門數據健康性檢查報告以及數據凍結及下載的時間、進行虛擬裝配及生成報告的時間。
虛擬裝配對數據具有較高的要求: 數據要在正確的結構樹中; 要生成正確完整的輕量化文件; 數據版本要進行; 車輛要正確配置; 整車位置正確; 數據層次正確, 父級子級無重復零件, 左右件無重復特征。然后進行數據模型的準備工作, 對于新的項目要確定項目的車型組成, 按不同車型進行分類整理并保存數模, 而對于改型車型, 就要重點確定項目的更改內容, 然后保存更改之后的車型數模, 這樣就為虛擬裝配做好了數模的準備。還要確定項目的組織結構, 確認相關設計人員和專業(yè)虛擬裝配人員所應承擔的職責和權限, 為后續(xù)工作打下基礎。最后, 在進行整車的虛擬裝配工作之前要明確數據管理的重點, 要以檢查前最新版本的零件清單為依據, 明確當前缺少數據模型的零件, 并保證所有零件都有相應的工位信息,然后明確記錄數據版本, 利用實時數字樣機仿真與分析系統Vismockup的快照功能對數模信息進行完整記錄。
五、虛擬裝配技術在汽車變速箱設計中的應用
1.研究目標
為了適應現代化制造及并行設計的思想，我們嘗試把虛擬制造裝配應用到汽車變速箱的設計中，通過研究，希望達到以下目標：
（一）汽車變速箱實現面向裝配的設計，為下一步的開發(fā)研制提供實施方法及理論支持，實現縮短產品開發(fā)周期，降低產品成本，提高質量。
（二）變速箱零件全部實現三維實體模型。
（三）建立統一的數據管理，實現產品的設計數據共享。
（四）實現自上而下的設計。
2.虛擬裝配技術在變速箱設計中的應用
汽車變速箱作為汽車的重要傳動部件之一，其設計的優(yōu)劣直接影響到整個汽車的性能。具體到變速箱的設計過程中，虛擬裝配技術的應用思想、方法、具體的實現途徑如下：
（一）在總體設計階段，根據變速箱的設計要求以及總體設計參數建立變速箱的主模型空間。首先根據汽車整個設計的需要，確定變速箱箱體尺寸和大致外形；根據變速要求，我們的設計采用的是三軸式變速器，包括主軸、移動軸和中間軸；檔位為六檔，五個前進檔，一個倒檔。
（二）在裝配設計階段，完成變速箱結構、系統零件形狀的基本設計，是變速箱設計的重要階段。首先我們要完成的是如何實現變速器的功能要求，也就是如何實現其變速，接下來要進行的是確定裝配基準、裝配層次、裝配約束。以變速器的后箱體的內表面為裝配基準，分為以下幾個裝配區(qū)域：前蓋子裝配體，后蓋子裝配體，操縱蓋子裝配體。每一個子裝配體又由下一級的子裝配體和零件組成，主要是按照零部件間的設計邏輯依附關系來確定模型的父子關系，這樣一步一步設計出變速器所有零部件模型的設計。
（三）詳細設計階段中，在保證所有零件的干涉自由和運動協調時，完善變速箱所有零件的設計工作。
六、虛擬裝配技術存在的不足及發(fā)展趨勢
1.擬實化程度將越來越高
從其自身來講，虛擬裝配有著不可逾越的優(yōu)越性，然而，它在工業(yè)領域應用的成功程度卻要取決于它對真實世界模擬的逼真程度。擬實化涉及虛擬裝配最根本的兩個方面，也就是虛擬產品模型和虛擬裝配仿真過程。目前數字化模型的虛擬裝配過程尚不能完全取代物理模型的裝配過程，這就限制了其應用范圍。隨著工業(yè)界應用要求的提高以及基于物理屬性建模技術、虛擬現實技術和多模式人機交互技術的發(fā)展，虛擬裝配擬實化程度必將越來越高，在可預見的將來完全有可能取代物理實物的試裝配過程，從而大大縮短產品開發(fā)周期并節(jié)約開發(fā)成本。
2.實現標準化
縱觀工業(yè)領域各種技術的發(fā)展與應用，大都有一個從非標準化到標準化的發(fā)展過程，這一過程同樣適用于虛擬裝配技術。當前虛擬裝配涉及的技術和表達方式都沒有統一的標準，這是其發(fā)展狀況所決定的一個必經階段。隨著在工業(yè)領域應用的逐步展開，如果沒有統一的標準，必將影響虛擬裝配技術的應用范圍，從而阻礙其發(fā)展，因此，實現標準化是虛擬裝配技術發(fā)展的必然趨勢。
七、結語
面對激烈的市場競爭，虛擬裝配在市場競爭中發(fā)揮了重要的作用。在虛擬裝配的應用中，我們要改變傳統的設計理念，進行合理的裝配。只有這樣，在以后的產品設計和開發(fā)中虛擬裝配技術才會有更好的發(fā)展空間。
參考文獻
[1]劉金玲 趙榮遠 虛擬裝配技術在整車研發(fā)中的應用[J]上海汽車 2011 (12)
[2]劉子強 虛擬裝配的基礎研究[D] 哈爾濱工程大學碩士學位論文 2012
關鍵詞：虛擬技術 虛擬裝配 職業(yè)技能培訓
一、引言
飛速發(fā)展的計算機技術使虛擬現實技術已經從前沿高科技敏感領域進入了教育領域，開始為教育的各個分支服務。計算機可以將現實的實驗實習設備變成虛擬的，并利用網絡生成虛擬的實驗室現實，真實、直觀地表現出眾多領域的實際內容。它把創(chuàng)建一種全新的教學環(huán)境，大幅度改善教學設施和條件，提高學生學習效率變成可能。
二、虛擬現實技術
虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術是利用計算機三維軟件設計制造技術、多媒體技術、仿真技術、網絡技術等多種前沿技術，生成高級的人機虛擬界面。操作者利用計算機輸入設備，或者設備，通過語言、手勢進入虛擬環(huán)境，在虛擬環(huán)境中進行實時交互，并且能夠感知和操作虛擬環(huán)境中的各種對象，進而獲得身臨其境的感受和體驗。
虛擬現實技術具有沉浸感、交互性和想象力三個基本特征。在實際的教學實踐中，學習的主角是學生，我們利用虛擬技術使學生脫離課本利用虛擬界面的信息圖像進行操作，讓學生從身臨其境的學習中得到真實的知識反饋。而且，學生沉浸在虛擬空間中，感嘆超越現實的虛擬技術的同時，他們會自覺地探索未知，積極主動地尋求問題的答案，從而達到學習的目的。虛擬現實技術廣闊的應用前景和優(yōu)越性使其在教育領域中發(fā)揮很重要的作用。
（一）虛擬實驗的應用
虛擬實驗是指充分利用先進的互聯網或者局域網進行各種各樣的教學實驗。它可以充分調動學生的學習興趣，不斷提高實驗效果，擴展實驗方法，加大實驗力度，可以有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。在虛擬實驗中，學生通過光標的移動，把計算機上各種虛擬儀器按實驗要求和過程組裝成一個完整的實驗系統，同時再利用系統來完成整個實驗操作，包括實驗原材料的添加、條件的改變、實驗數據的收集，從而進一步進行實驗結果的模擬、分析等。這樣的教學模式不僅可以避免真實實驗操作帶來的潛在危險，減少實驗成本，還可以有效提高學習效率。
（二）在專業(yè)技能培訓中的應用
現代職業(yè)教育的教與學，是傳授知識和學習知識。創(chuàng)造有利于技能訓練的條件，發(fā)揮學生的潛能，提高學生實踐動手能力，是當前職業(yè)培訓面臨的重要任務。計算機虛擬技術的運用對目前職業(yè)培訓是一個很重要的手段。其優(yōu)越性具體表現在以下幾個方面：
1．合理配置資源
實習實踐訓練是技能培訓過程中技能訓練、提升最重要的一個環(huán)節(jié)。然而，目前職業(yè)學校的存在突出矛盾是儀器設備的更新率遠遠跟不上時展的需要。由于培訓設施與企業(yè)的要求嚴重脫節(jié)，不能滿足企業(yè)和學生的需要。職業(yè)教育手段的滯后性將嚴重阻礙學生能力的培養(yǎng)，沒有物質基礎談何培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新能力？而借助于先進的計算機技術――虛擬技術可以算是一個解決問題的重要且有效的手段。由于復雜零件或部件都是通過計算機圖形軟件設計制造的，由實踐者參與設計其功用，采用系統集成式結構，將任務分解成多個模塊，可根據技能培訓需要改變設計參數“生成”新的零部件，可以擴展教學實踐內容，不斷更新虛擬設備，使實踐操作訓練能及時跟上企業(yè)的需求，跟上時代步伐而不至于淘汰。另外，虛擬軟件制造的設備還具有良好的集成性、控制性和交互性，不斷改進等優(yōu)點。利用虛擬現實三維技術在實習實踐訓練中不需要任何實物，實踐過程中使用的零件種類和數量由建好的或不斷更新的模型庫提供的優(yōu)勢，可為學生和教師提供很難接觸到的最先進設備、儀器的訓練機會，像利用實物一樣能達到訓練的目的。通過虛擬軟件構建其三維模型比實物訓練更直觀、更實用，而且可以減少因在教學中經費有限，可能無法購買先進設備而造成的遺憾。
2．改善提高培訓效果
在技能培訓中，很多操作性要求很強的科目，像汽車故障診斷、電路維修、發(fā)動機組裝等科目，教學中需要各種各樣的汽車、發(fā)動機進行技能訓練，學生通過不斷拆裝、結合汽車日常故障維修，不斷強化提升學生的技能。在培訓時由于受課時、實習訓練設備，以及實習場地的制約，教師教的非常辛苦，學生學的累且常感覺學不到真正的技術，培訓效果很不理想。而利用仿真技術在發(fā)動機的裝配過程及運動仿真實訓中的優(yōu)勢，教師傳授知識方便、通俗易懂，學生可以輕松地進行多種發(fā)動機的拆裝實習，既直觀又形象并且可重復練習，直到真正掌握為止。這是現實實踐技能訓練中很難做到的。學生全面了解了發(fā)動機結構及裝配關系，為進一步進行故障實戰(zhàn)訓練打下堅實基礎，進而激發(fā)學生自學的積極性和成就感，提高培訓效果。
3．培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力
現代職業(yè)技能培訓不僅傳授學生基礎知識和技能，更重要的是學生自學能力、創(chuàng)新能力、分析問題能力和解決問題的能力的培養(yǎng)。改變傳統的培訓模式，運用計算機虛擬技術，利用學生對計算機的興趣，逐漸改變學習的被動局面，讓學生積極參與教學、實踐中，發(fā)揮年輕人善于接受新知識、學習新事物的主動性。像計算機虛擬技術用于虛擬教學中，系統集成化的實驗內容和實驗儀器，加上開放式的虛擬實驗環(huán)境，既便于教師講授，又能讓學生自行實驗和設計實驗，充分調動學生的積極性，激發(fā)他們主動掌握和探索知識的興趣。這樣一個全新的仿真學習情境，學生可以修改設計，獲得不同的產品，還可以設計小制作，這本身就是一種創(chuàng)新能力的提高。
隨著科技的發(fā)展，未來將有更多的新技術、新手段用于教育教學中，使教與學變得更和諧、更高效。
參考文獻：
[1] 談虛擬現實技術在教學中的應用.信息技術教學.
關鍵詞 描述邏輯 公差 自動生成
1國內外研究現狀分析
要解決公差信息的自動生成問題，首先就要讓計算機理解它所表示的公差信息。針對公差信息尤其是幾何公差信息在計算機中的表示問題，許多國內外學者們都提出了各自的解決方案，在這些方案中構建了各自的公差信息表示模型。歸結起來，可分為如下幾大類：
（1）基于面圖的模型。該類模型將零件的幾何結構作為基本結構，幾何要素、面、邊、頂點等作為結點，公差和參考基準作為結點的屬性。該類模型的典型實例公差圖模型、面向虛擬裝配的模型。該類模型僅僅提供了公差符號，沒有解決公差語義和關系的表達問題。
（2）基于變動幾何的模型。該類模型使用若干個參數來表示幾何體的形狀，用尺寸參數的微小變化來表示公差。如由小位移旋量、虛擬邊界來表示，變動幾何約束網絡的方法，基于特征技術與拓撲相連表面。變動幾何模型雖然表示了形體之間的關系，但沒有表示可變幾何。
（3）結構化模型。在GD&T（Geometrical Dimensionaland Tolerancing）中，應用得最為廣泛的結構化模型為TTRS模型。TTRS模型的最大特色在于對CAD系統所提供的幾何信息進行了重新組織，以便于在計算機上實現公差類型的自動生成。但它在實現時主要考慮了拓撲表面上的關聯，未真正考慮技術表面上的關聯。
（4）基于數學定義的模型。該類模型結合公差的工程語義給出各種公差的數學定義。基于數學定義的模型很好地解決了公差語義的表達和區(qū)分各種公差之間的關系問題，且便于實際應用。然而，采用該類模型開發(fā)的計算機輔助公差設計系統需要較多的人機交互，故在自動程度上低于TTRS模型。
（5）其它模型。當前，部分學者試圖研究采用一些全新的技術來構建公差表示模型，這些技術包括XML、廣義區(qū)間、模糊邏輯及描述邏輯等。國內桂林電子科技大學的學者鐘艷如、覃裕初、王冰清等提出了基于描述邏輯（DescriptionLogic）的公差類型、公差規(guī)范、公差帶的自動生成方法。這些公差表示模型將一些實用的技術引入了公差表示，在一定程度上解決了公差信息在異構系統之間的傳遞問題。但是，它們在應用時仍然需要大量的人工干預。
2描述邏輯簡介
描述邏輯是知識表示的一種形式化語言，適合表示關于概念和概念層次結構的知識，因此叫做概念表示語言和術語邏輯。描述邏輯統一了大家所熟悉的基于框架、語義網絡、面向對象的表示以及語義數據模型系統的邏輯基礎，并給出一種形式化的、基于邏輯的語義。描述邏輯的基本構建是概念、關系和個體。概念描述了一個個體集合的共同屬性，并且可將概念解釋為對象集的一元謂詞，將關系解釋為對象之間的二元關系。
描述邏輯的特點在于，將大量的構造符作用到簡單概念上，從而建立更多復雜的概念。另外，描述邏輯將推理作為中心服務，既從知識庫顯式包含的知識推導出隱含表示的知識。描述邏輯注重關鍵推理服務的可判定性，并且提供了可靠的、完備的推理算法。其主要的推理有分類、可滿足性問題、包含關系以及實例檢測。
3基于描述邏輯公差自動生成研究思路
基于描述邏輯公差自動生成研究思路是：根據幾何產品的空間拓撲關系，構建出一種新的空間描述邏輯―公差描述邏輯TDL。開發(fā)公差描述邏輯TDL推理機，構建基于描述邏輯的公差信息生成知識庫系統。
3.1公差描述邏輯TDL的構建
首先，分析公差信息表示的需求，并根據需求定義描述邏輯中空間關系的語法和語義。在定義空間關系時，應當注意增加擴充空間關系構造子，使之能夠表示CAD系統的空間圖元和拓撲關系。其次，設計TDL公式的可滿足性判定算法。針對TDL的可判定性問題，直接設計TDL的可判定性算法，再證明算法的可終止性、可靠性和完備性。最后，分析判定算法的復雜度。若TDL公式的可滿足性問題是可判定的，則直接分析判定算法的復雜度。否則，利用公差表示領域專家知識，引導推理過程，設計推理時的限定規(guī)則，以保證推理問題的可判定性。
3.2公差信息的描述邏輯表示
首先，根據自項向下逐層細化的研究思路，將裝配體視為多個零件的集合，再將每個零件視為多個裝配特征表面的集合，最后求出裝配特征表面的幾何要素之間的空間關系，并研究這些空間關系與公差類型及基準的內在關系。在此基礎上，應用TDL表示這些內在關系，進而構建公差表示領域的術語表公理集TBox和公差信息的TDL表示模型。
3.3公差信息的自動生成算法
首先，基于公差信息的TDL表示模型，采用本體描述語言OWL構建公差領域本體。構建時可考慮將裝配體、零件、裝配特征表面、幾何要素等定義為OWL類，將裝配特征表面的幾何要素之間的空間關系與各種類型的公差定義為OWL對象類型屬性。同時還應注意比較裝配特征表面的兩種劃分方法。其次，基于構建的本體，采用語義網規(guī)則語言SWRL定義公差類型及基準的生成則。從公差信息的TDL表示模型中可以得到空間關系與公差類型的內在關系，先將這些內在關系轉化為因果關系，之后按照類Horn子句的形式寫出這些因果關系，注意每一個類Horn子句只允許有一個后件，故若是因果關系中有多個后件，應分為多個類Horn子句給出。最后，根據構建的本體及定義的規(guī)則，設計公差類型及基準的自動生成算法。
4結語
本文根據國內外研究現狀以及描述邏輯相關知識分析，最后提出基于描述邏輯公差自動生成研究思路。
參考文獻
論文摘要：本文以培養(yǎng)具有較強工程實際應用能力的人才為目標，構建了畫法幾何、工程制圖、計算機繪圖三部分內容融會貫通，徒手繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖三種繪圖能力全面培養(yǎng)，機電產品、工程項目、軟件系統三種對象協調應用的工程圖學課程教學內容體系。
工程圖學是工科學生最早接觸的技術基礎課程，它是一門將知識、實踐、素質和能力融為一體的綜合型課程，在培養(yǎng)學生的空間思維能力、提高學生的綜合素質和創(chuàng)新能力方面具有重要作用。教學要服務于人才培養(yǎng)目標的實現，地方本科院校主要為地方經濟建設和社會發(fā)展服務為前提，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質應用型人才。因此，構建工程圖學課程教學內容和體系，以適應較強工程實際應用能力的人才培養(yǎng)目標已是當務之急。
一、 基于應用型人才培養(yǎng)的工程圖學教學目標
為達到“厚基礎、寬口徑、重能力、高素質、強能力、具有創(chuàng)新精神”的應用型人才模式培養(yǎng)目標，使學校所培養(yǎng)的學生適應地方經濟發(fā)展和社會需要，不妨借鑒英國的機械類教育模式，即在教學中強調一個“用”字，一切以將來的實際應用為目標，對任何一門課程，都要求教師努力做到讓學生在學習了這門課程之后即可運用所學的知識解決生產中的某些實際問題，這就要求每門課程設定的目標較清晰，讓學生了解這門課程所學習的知識和培養(yǎng)的技能將來在社會工作中有何用途。為此，我們設定了如下明確的課程教學目標：一是熟練運用投影理論并遵照國家標準規(guī)定繪制和閱讀工程圖樣；二是具有工程圖學思維能力和工程圖學素質，包括形象思維能力、圖形表達能力、空間想象能力和嚴謹細致的工程素質；三是熟練運用某種CAD軟件進行二維繪圖和三維構型設計。
二、 構建符合人才培養(yǎng)目標的理論教學體系
教學體系直接反映了教學目的和培養(yǎng)目標，是培養(yǎng)學生綜合素質和創(chuàng)新能力的核心環(huán)節(jié)。在教學過程中，我們把基本理論、創(chuàng)新能力、綜合素質的協調發(fā)展作為教學目標，在學時少的情況下，不過于強調知識的完整與系統，對教學體系進行了重新優(yōu)化和整合。
（一） 畫法幾何部分強調基礎理論作用，淡化其難度
畫法幾何是滿足工程設計的需要誕生的，它為工程和科學技術各個領域解決機械結構、空間幾何及工程設計等問題提供了可靠的理論依據及解決問題的有效手段，可提高學生的空間想象能力和邏輯思維能力。但是，長期以來畫法幾何占用了大量的教學時間，因此，在教學中，我們重點講清點、線、面和立體投影的基本理論，為學生學習工程制圖打下基礎，不強調畫法幾何的深度和廣度，對于圖解法、在三維建模時自動生成的截交線和相貫等比較抽象、難度較大的部分適當刪減，剩余內容留作自學，學生可以根據自己的掌握情況選擇取舍，教師可以給予相應的指導，做到因材施教。
（二） 工程制圖部分重在工程實踐和實際應用
工程制圖的基本目的是培養(yǎng)學生利用二維圖形表達三維形體的能力、閱讀和繪制工程圖樣的能力。這是一個從“畫法幾何”理論到“工程圖樣”應用實踐的跨越過程，而工程制圖的實質內容就是零件圖、裝配圖兩大部分，教材中各章節(jié)都應該圍繞這兩個部分展開。授課時，首先采用現場教學的方式，在實驗室和實訓中心，甚至帶學生到校外實習基地，讓學生直接感受、觀察、裝拆、測繪或模擬工程安裝，使學生對零件圖、裝配圖的實用性這一特點有一個清楚的認識。
關于零件圖部分，主要通過多個實例的講解，把重點放在機件的表達方法、表面粗糙度、公差與配合等主要內容的實際應用上，對于尺寸標注和和專業(yè)課程密切相關，在此只是復習組合體尺寸標注部分，適當介紹一些常見工藝結構如鑄造圓角、退刀槽等的標注方法。技術要求部分則重點介紹書寫格式及其在圖樣上的標注方法，對有關符號的含意和選用只作簡介，由學生自學。
關于裝配圖，在圖形表達部分，重點介紹裝配圖表達方法的特點，即規(guī)定畫法和特殊表達方法。尺寸標注重點講解裝配圖中必要尺寸與零件圖中完整尺寸標注的不同，通過舉例說明性能尺寸、安裝尺寸及裝配尺寸等，使學生了解其標注的重要性，在后續(xù)課程學習和應用中引起重視。技術要求中配合符號在裝配圖中的標注及其與零件圖的關系要向學生講清楚，其余留待學生自學和后續(xù)課程講解。讓學生明確標題欄中的名稱對看裝配圖的重要性以及明細表中零件的名稱及材料對看圖和拆圖的重要性。
（三） 加強利用CAD軟件進行三維構型的教學
在制造業(yè)中，設計人員在設計過程中實際是先在大腦中形成空間形體模型，然后運用投影法進行表達，畫出平面圖樣，而生產技術人員首先閱讀工程圖樣，然后通過空間想象，把圖樣中的內容轉化到空間去，構建出三維形體后再按尺寸和技術要求進行加工生產，因此，在設計制造過程中，三維構形貫穿始終。但根據我國目前機械裝備現狀，采用三維實體建模設計的企業(yè)絕大部分還只在產品的設計、研發(fā)、分析等環(huán)節(jié)采用三維技術，而最終的生產制造環(huán)節(jié)還要將其轉換為二維圖樣進行生產，從我國制造業(yè)發(fā)展縱向分析，工程形體的三維造型表達完全取代二維圖樣還需要一個過程，因此，在教學中要做到制圖基礎與實體構形相結合，零件圖繪制與零件實體造型相結合，裝配圖繪制與虛擬裝配相結合，常用零件的畫法與相應零件的實體模型相結合，三維造型設計與制造、分析相結合。
三、 構建符合人才培養(yǎng)目標的實踐教學體系
工程圖學是一門實踐性很強的技術基礎課，只有通過實踐，讓學生盡快將圖學知識轉化為圖學能力，學生的創(chuàng)新素質和應用能力才能得到提升，因此，我們構筑的實踐教學體系主要有以下幾方面：
（一） 徒手繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖基本技能訓練
在儀器測繪、討論設計方案、技術交流、現場參觀時，受現場條件或時間的限制，經常繪制草圖，草圖對于捕捉設計靈感，現場記錄，加速新產品的設計、開發(fā)，幫助技術人員組織、形成和拓展思路非常有用。儀器繪圖既是工程技術人員的必備基本技能，又是學習和鞏固圖學理論知識不可缺少的方法，在計算機繪圖技術廣泛應用的今天，仍然必不可少。因此，在教學中，徒手繪圖、儀器繪圖和計算機繪圖一樣作為基礎平臺，貫穿在教學的全過程。
（二） 部件測繪動手環(huán)節(jié)
在部件測繪動手環(huán)節(jié)中，學生通過測繪方法的確定、尺寸數據的獲取及處理、公差與配合、工量具的正確使用、裝配圖的表達方案的最優(yōu)選擇等內容，增強工程意識，理論與實踐相結合，為提高學生的圖學能力和工程應用能力打下了基礎。
（三） 三維構形設計
三維構形設計就是在給出一定約束條件的前提下，讓學生通過自己的想象、分析，構思三維形體，自主進行組合體、零件和裝配體的設計以及計算機輔助造型等一系列設計，采取自由創(chuàng)作和發(fā)現、收集、分析、比較案例的實踐方式，培養(yǎng)創(chuàng)新設計能力，從而促進學生圖學素質和創(chuàng)新素質的提升。
綜上所述，培養(yǎng)工程應用型人才應強調學用結合，在工程圖學教學中應重點突出“學以致用”，而不是主要強調知識的完整性和系統性。筆者面向企業(yè)應用與技術創(chuàng)新，推動工程圖學教育改革，使畫法幾何、工程制圖、計算機繪圖三部分內容融會貫通，徒手繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖三種繪圖能力全面培養(yǎng)，機電產品、工程項目、軟件系統三種形態(tài)對象協調應用，加強測繪和設計環(huán)節(jié)教學，并且在教學中注重充分發(fā)揮教師的主導作用和學生的主體作用，采用啟發(fā)式、討論式、案例式等教學方法，為學生圖學能力的提高和勝任相關工作奠定了良好的基礎。
參考文獻：
［1］王蘭美.機械制圖［M］.北京：高等教育出版社，2003
引言
在目前激烈的市場競爭中，產品投入市場的遲早往往是成敗的關鍵。模具是高質量、高效率的產品生產工具，模具開發(fā)周期占整個產品開發(fā)周期的主要部分。因此客戶對模具開發(fā)周期要求越來越短，不少客戶把模具的交貨期放在第一位置，然后才是質量和價格。因此，如何在保證質量、控制成本的前提下縮短模具開發(fā)周期是值得認真考慮的問題。
模具開發(fā)周期包括模具設計、制造、裝配與試模等階段。所階段出現的問題都會對整個開發(fā)周期都有直接的影響，但有些因素的作用是根本的、全局性的。筆者認為，人的因素及設計質量就是這樣的因素。因此科龍模具廠采取了項目管理、并行工程及模塊化設計等管理上及技術上的措施，以提高員工積極性并改善設計質量，最終目的是在保證質量、成本目標的前提下縮短模具開發(fā)周期。
1模具開發(fā)的項目管理實施方法
項目管理是一種為了在確定的時間范圍內，完成一個既定的項目，通過一定的方式合理地組織有關人員，并有效地管理項目中的所有資源（人員、設備等）與數據，控制項目進度的系統管理方法。
模具之間存在著復雜的約束關系，并且每套模具的開發(fā)涉及到較多種崗位、多種設備。因此需要有負責人保證所需生產資源在模具開發(fā)過程中能及時到位，因此需要實施項目負責制。另外，項目負責制的實施還便于個人工作考核，有利于調動員工積極性。
模具廠有沖模工程部與塑模工程部。沖模工程部管轄四個項目組，塑模工程部為三個。模具任務分配方式以競標為主，必要時協商分配。每個項目組設有一個項目經理、約兩個設計員、四個工藝師和四個左右的鉗工，工藝師包括模具制造工藝與數據編程人員。而其它的各種生產設備及操作員的調度由生產部的調度員統籌安排。如果項目組之間有資源需求的沖突而調度員不能解決時由廠領導仲裁。
廠內員工可通過競職方式擔任項目經理，選拔項目經理有三項標準：（1）了解模具開發(fā)的所有工序內容；（2）熟悉模具開發(fā)過程中的常見問題及解決方法；（3）有較強的判斷和決策能力，善于管理和用人。
項目管理的內容之一就是要確定項目經理應擔負的職責。本廠項目經理的職責有：（1）負責組織項目組在廠內競標、承接新項目；（2）負責與客戶交涉，包括確定產品細節(jié)、接受客戶修改產品設計的要求、反映需要與客戶協商才能解決的問題；（3）檢查產品的工藝性，如果產品工藝性存在問題，則向客戶反饋；（4）制定具體的項目進度計劃；（5）負責對承接項目的全過程、全方位的質量控制、進度跟蹤及內外協調工作；（6）負責完成組內評審及對重大方案、特殊結構、特殊用途的模具的會審；（7）負責組內成員的工作分配、培訓及考核；（8）對組內成員的過失行為負責；（9）負責在組內開展“四新”技術的應用與技術攻關項目的立項、組織、實施等各項工作；（10）及時解決新模具在維修期內的各項整改及維修。
廠領導根據項目完成的時間、質量與成本考核項目經理。然后由項目經理考核項目組內員工，使責、權、利落實到每一位員工，有效調動了員工積極性并顯著減少以前反復出現的問題。
2模具開發(fā)的并行工程實施方案
并行工程是縮短產品開發(fā)周期、提高質量與降低成本的有效方法。實施并行工程有助于提高產品設計、制造、裝配等多個環(huán)節(jié)的質量。并行工程的核心是面向制造與裝配的設計（DFMA）[1]。在模具開發(fā)中實施并行工程就是要進行產品及模具的可制造性與可裝配性檢查。
筆者為模具廠提出并實施了如圖1所示并行工程實施方案。IMAN是基于統一數據庫的PDM系統，基于IMAN集成各種CAX及DFX工具，并利用IMAN
的工作流模型實現了設計過程的集成。基于統一的產品三維特征模型，設計員利用CAD工具進行模具設計；工藝師利用CAM功能進行數控編程及CAPP進行工藝設計；審核者利用CAE功能進行沖壓或注射成型過程模擬，利用DFX工具進行可制造性與可裝配性分析。以上工作可以幾乎同時進行，而且保證了產品及模具的相關尺寸的統一與安全。這就使審查時重點檢查模具的方案和結構。基于統一數據庫，各種職能的人可以看到感興趣的某側面的信息。
DFMA工具的開發(fā)是并行工程的工作重點之一。在以往的DFMA方法研究與系統實現中[2]，DFMA工具被動地對CAD輸出的產品特征進行評價，而不能在CAD系統產生具體產品特征前即在概念設計階段加以指導，使CAD系統要經過多次設計―檢查―再設計循環(huán)才能求得滿意解。為此科龍模具廠開發(fā)了集成CAD系統的DFMA工具。DFMA的工作過程可分兩個階段。第一階段是，DFMA輸出概念設計方案到CAD，這個方案具有最少的零件數量；第二階段是，而CAD系統輸出設計特征模型，經過特征映射后將制造特征模型輸入到DFMA工具進行可制造性與可裝配性分析。通過這種途徑使DFMA知識庫得到盡早利用，為缺乏知識的CAD系統把握方向。
通過對產品與模具的可制造性與可裝配性的檢查，就從源頭消除了后續(xù)工序可能遇到的困難，大大減少出現缺陷和返工的可能性。
3模具的模塊化設計方法與系統研究
縮短設計周期并提高設計質量是縮短整個模具開發(fā)周期的關鍵之一。模塊化設計就是利用產品零部件在結構及功能上的相似性，而實現產品的標準化與組合化。大量實踐表明，模塊化設計能有效減少產品設計時間并提高設計質量。因此本文探索在模具設計中運用模塊化設計方法。
3.1模具模塊化設計的特點
模具的零部件在結構或功能上具有一定的相似性，因而有采用模塊化設計方法的條件，但目前模具設計中應用模塊化設計方法的研究報道還很少見。與其它種類的機械產品相比，模具的模塊化有幾項明顯特點。
3.1.1模具零件的空間交錯問題
模具零件在三維空間上相互交錯，因此難于保證模塊組合后沒有發(fā)生空間干涉；難于清晰地進行模塊劃分。
筆者采取以下辦法來克服這個問題：（1）利用Pro/E（或UGII等三維軟件）的虛擬裝配功能檢測干涉；（2）按結構與功能劃分相結合。模塊劃分就是部件劃分并抽取共性過程。結構相對獨立的部件按結構進行劃分，設計出所謂的結構模塊；而在空間上離散或結構變化大的部件則按功能劃分，設計出所謂的功能模塊。這樣劃分并進行相應的程序開發(fā)后，結構模塊的結構可由結構參數為主，功能參數為輔簡單求得；而對于功能模塊，可由功能參數為主，結構參數為輔出發(fā)進行推理，在多種多樣的結構形式中做出抉擇。
3.1.2凸凹模及某些零部件外形無法預見
某些模具零件（如凸凹模）的形狀和尺寸由產品決定因而無法在模塊設計時預見到，所以只能按常見形狀設計模塊（如圓形或矩形的沖頭）,適用面窄；某些模具零件（如沖壓模的工件定位零件）雖然互相配合執(zhí)行某一功能，但它們的空間布置難尋規(guī)律與共性，因此即使按功能劃分也不能產生模塊。
筆者認為，模塊化是部件級的標準化，而零件標準化可視為零件級的模塊化。兩個級別上的標準化是互相配合的。因此，要開發(fā)零件庫并納入模塊庫，以彌補模塊覆蓋不全的缺憾。當零件必須逐個構造時，一個齊全的便于使用的零件庫對提高效率很有幫助。
3.1.3模具類型與結構變化多
模具可有不同的工序性質，如落料、沖孔等；有不同的組合方式，如簡單模、連續(xù)模等；還有不同的結構形式，種類極其繁多。因此，必須找到適當途徑，使較少的模塊能組合出多種多樣模具。
為此，筆者提出了以下方法：（1）在Pro/E（或UGII等三維軟件）的參數化設計功能及用戶自定義特征功能的基礎上進行二次開發(fā)，使模塊具有較大“可塑性”，能根據不同的輸入參數可產生較大的結構變化；（2）分層次設計模塊。用戶可調用任一層次上的模塊，達到了靈活與效率兩個目標。使用小模塊有靈活多變的優(yōu)點，但效率低，使用大模塊則相反。
3.2模具模塊化設計的實施
為了實施模塊化設計，并證明以上方法的可行性，筆者基于Pro/E二次開發(fā)，開發(fā)出一套模具模塊化CAD系統。系統分兩大部分：模塊庫與模塊庫管理系統。
3.2.1模塊庫的建立
模塊庫的建立有三個步驟：模塊劃分、構造特征模型和用戶自定義特征的生成。標準零件是模塊的特例，存在于模塊庫中。標準零件的定義只需進行后兩步驟。
模塊劃分是模塊化設計的第一步。模塊劃分是否合理，直接影響模塊化系統的功能、性能和成本[3]。每一類產品的模塊劃分都必須經過技術調研并反復論證才能得出劃分結果。
對于模具而言，功能模塊與結構模塊是互相包容的。結構模塊的在局部范圍內可有較大的結構變化，因而它可以包含功能模塊；而功能模塊的局部結構可能較固定，因而它可以包含結構模塊。
模塊設計完成后，在Pro/E的零件/裝配（Part/Assembly）空間中手工建構所需模塊的特征模型，運用Pro/E的用戶自定義特征功能，定義模塊的兩項可變參數：可變尺寸與裝配關系，形成用戶自定義特征(User-DefinedFeatures，UDFs)。生成用戶自定義特征文件（以gph為后綴的文件）后按分組技術取名存儲，即完成模塊庫的建立。
3.2.2模塊庫管理系統開發(fā)
系統通過兩次推理，結構選擇推理與模塊的自動建模，實現模塊的確定。第一次推理得到模塊的大致結構，第二次推理最終確定模塊的所有參數。通過這種途徑實現模塊“可塑性”目標。
在結構選擇推理中，系統接受用戶輸入的模塊名稱、模塊的功能參數和結構參數，進行推理，在模塊庫中求得適用模塊的名稱。如果不滿意該結果，用戶可指定模塊名稱。在這一步所得到的模塊仍是不確定的，它缺少尺寸參數、精度、材料特征及裝配關系的定義。
在自動建模推理中，系統利用輸入的尺寸參數、精度特征、材料特征與裝配關系定義，驅動用戶自定義特征模型，動態(tài)地、自動地將模塊特征模型構造出來并自動裝配。自動建模函數運用C語言與Pro/E的二次開發(fā)工具Pro/TOOLKIT開發(fā)而成。UDFs的生成方法及參數驅動實現自動建模的程序見參考文獻[4]。
通過模塊的調用可迅速完成模具設計。這個系統在本廠應用后了模具設計周期明顯縮短。由于在模塊設計時認真考慮了模塊的質量，因而對模具的質量起基礎保證作用。模塊庫中存放的是相互獨立的UDFs文件，因此本系統具有可擴充性。
4總結
由于采取了上述措施，科龍集團某一新品種空調的模具從設計到驗收只需三個月就完成了，按可比工作量
計算，開發(fā)周期比以前縮短了約1/4，而且模具質量和成本都有所改善，明顯增強企業(yè)競爭力。
參考文獻
1王知衍譯，面向制造與裝配的產品設計，北京：機械工業(yè)出版社，1999
2張林宣，童秉樞，王春河等，一種實用的綜合集成DFA系統的研究，清華大學學報（自然科學版），1998，38（11）：69-72
