本科毕设开题报告范本

xxxxxxxxx大学
毕业设计（论文）开题报告
学院机电学院
专业机械工程及自动化
题目直升机制造协调系统准确度计算模块开发学生姓名xxxxx 学号xxxxxxxx
毕设地点xxxxxxxx
指导教师xxxxx 职称教授
2008年 3 月15 日
1.结合毕业设计（论文）课题任务情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写1500～2000字左右的
文献综述：
飞机制造工艺的主要特点之一，是在生产工艺准备工作和生产中要解决大量的互换协调问题，即飞机的制造准确度问题。

这个问题解决得好不好，严重影响产品质量及其制造周期和生产成本。

互换协调问题是直升机制造工艺的主要特点之一，协调准确度直接影响产品的质量、制造周期和生产成本。

保证成套工艺装备的制造准确度和协调准确度是保证产品制造准确度、装配协调和产品互换性的物质基础。

该问题涉及到诸如协调路线制定、尺寸传递中各环节容差分配、协调准确度预测等诸多环节，以成熟的理论知识和经验为基础，开发计算机辅助直升机制造容差分配决策系统，是直升机设计、制造高水平高效率进行的有力保证。

本次毕业设计旨在开发该系统中的协调准确度计算模块，运用概率论和数理统计方法，对已知容差分配下的协调准确度进行量化的评价，减少实际直升机生产中的不协调问题。

目前我国直升机采用厂所设计、制造分开的研制体系，由直升机设计所完成产品数模、设计图纸的设计，除少量有特殊要求的零件外，产品设计图纸通常只以自由公差的形式标明零件的通用公差要求。

再由直升机制造企业完成协调方案制定、装配单元划分、工装设计制造、零件制造及产品装配，企业需根据以上条件对涉及工艺分离面上部件对接的大量零件、工装进行容差分配，以满足装配的互换协调要求。

过去工艺人员采用等公差法、等精度法进行容差预分配，该方法能保证尺寸链封闭环协调要求，但未充分考虑各组成环的尺寸大小、加工难易程度等结构工艺特点，简单地为各组成环规定了严格的公差容限，即要求较高制造准确度以保证设计要求，上述预分配方案还需要根据工艺能力进行调整。

由于每个环节的容差调整都将影响尺寸链封闭环的最终累积误差，过去企业没有形成完整的协调准确度计算和容差优化调整的体系，多凭经验处理，存在随意性较大、失误较多、一次性装配成功率较低等突出问题。

随着对直升机性能要求的不断提高，其结构及制造工艺也不断发展，制造协调准确度的要求日益严格，企业迫切需要专用的软件系统辅助直升机制造工艺容差设计。

自从1978年c.Flillyard提出采用计算机辅助方式来设计零件的尺寸和形位公差以来，国内外在计算机辅助公差设计领域的研究已有二十多年的历史，在零件的尺寸公差、形位公差等几何公差表示、公差分析和综合的理论与方法研究方面取得了丰富的理论研究成果，并开发了大量的计算机辅助公差设计原型系统，这些成果为实现CAD/CAM集成起到了桥梁作用。

对计算机辅助飞机制造协调系统方面的研究工作，国内是从九十年代开始的，并取得了一定的成果。

西北工业大学1994年为西安飞机工业公司开发的“计算机辅助飞机工装协调图表设计系统”是在当时计算机内存空间和计算速度有限、创成式系统发展不成熟、工艺理论不完善、大多工艺设计问题还不能建立实用数学模型和相应的通用标准，采用半创成式方法设计协调图表的实用软件。

南京航空航天大学1996年开发的“计算机辅助飞机制造协调系统设计与公差分配系统”一是研究歼击机装配协调和公差分配的，使工程技术人员能够高效率地从互换协调技术的角度来改善飞机结构的工艺性，在工艺装备和工艺过程设计中，合理分配工艺容差，在生产中正确分析和处不协调问题。

因以上系统开发时间比较早，知识库、推理机等都具有一定的针对性，解决问题的面比较窄，但其设计思想和理论研究对本毕业设计所开展的工作有一定的借鉴作用。

2.毕业设计任务要研究或解决的问题和拟采用的方法：
本毕业设计任务来源于企业合作课题，所开发的软件模块是直升机制造容差分配决策系统的一部分。

容差分配决策系统与企业采用工装设计平台CATIA V5集成，因此拟采用CATIA V5的二次开发平台CAA进行编程实现。

容差分配决策系统的主要功能包括：由格式文本、表格形式定义的协调路线输入功能；在知识库的支持下，实现协调问题的容差预分配计算、累积误差计算、容差优化计算等功能；容差分配方案确定后，协调路线、容差分配方案能以CATIA二维图形式进行图形输出。

本毕业设计所开发的协调准确度计算模块主要实现其中的尺寸链方程的输入、累积误差计算、协调路线和容差分配方案的图形化输出功能。

1）分析、解决制造准确度和协调准确度问题的一般过程
对制造准确度和协调准确度问题画出其尺寸链草图并列出其尺寸链方程，是分析、解决该问题的技术关键。

其工作步骤如下：
(1)明确尺寸链中的基本环与封闭环
(2)从基准或协调依据开始，正确绘制尺寸链草图。

(3)建立尺寸链方程。

(4)选用一定的计算方法求解尺寸链方程。

分析、解决这类问题的一般过程如图1所示，
图1 解决几何准确度问题的一般流程
在飞机设计和制造中，产品结构公差分配（控制）和制造工艺容差分配（控制）的技术方法没有本质的区别，仅仅是其尺寸链方程中的具体环节不同。

公差分配不仅本身
要合理，符合产品有关设计，使用性能的要求，包括各项公差之间的协调，而且要符合结构工艺性的要求，制造工艺容差分配不仅要在给定的结构和工艺条件下合理分配有关基本环的工艺容差，保证产品所要求的质量，而且可根据生产条件（包括可争取的生产条件）检验结构设计和制造工艺路线设计的合理性。

在确定公差（容差）时，尽可能选用国家标准和航空工业部标准所推荐的公差（容差），但我国航空工业部的产品结构公差标准现在尚不完善，而且都是在缺乏全面质量管理的总规划下分别独立制定的，无论在内容上或是在数据上都存在一些问题，未能起到应有的作用。

因此，各主机厂主要采用本厂编制的厂标准，这些厂标有待提高和上升到部标准。

在内容上应该继续完成飞机部件交点公差和各类机体机构公差的部标准编制，以及成套工艺装备和各种工艺方法的公差部标准编制。

在已知各基本环尺寸（公差带中点值0()i δ和半带宽i δ）并用以控制基本环尺寸误差（i ∆）时，可用系统误差分析法来计算封闭环尺寸误差带中点值0()ω半带宽ω,以0(),δδ分别表示封闭环尺寸公差带中点值和半带宽，则准确度要求为
00()()ωδ∑∑≈，ωδ∑
∑≤ 如果不符合这一准确度要求，就得进行分析和处理，或者调整公差（容差）分配，或者改进工艺路线，或者改善产品结构工艺性，视何者经济而合理来决定。

保证合理的准确度要求，是结构设计和工艺设计的约束条件；此外，从生产任务来看，可能还有其他的约束条件，如交货期限，关键技术设备和人力的限制等等，也应予以考虑。

在全部约束条件下，从现代工业管理来看，要争取在完成生产任务时达到一定的（或是最优的）技术经济指标，即线性规划法所考虑的目标函数，如总可变成本函数。

准确度问题涉及产品设计和制造的各个方面。

解决准确度问题一方面要靠改进产品结构的工艺性和制造工艺技术，包括采用先进结构、先进工艺、先进设备以及发展新的有效的工艺方法等；另一方面就是对准确度问题所涉及的几何量要有一个较准确而可靠的估计，包括建立问题的数学模型和解尺寸链方程（或方程组）。

2）本次设计的拟采用的方法
图2 协调准确度计算模块流程图
本次毕业设计开发的协调准确度计算模块其基本流程如图2所示，首先从数据库导出尺寸链信息，进入软件输入界面，选择问题类型和参数。

问题类型包括典型外形协调、典型交点协调和典型交点与外形协调部件的准确度计算。

其计算流程符合解决制造准确度和协调准确度问题的一般过程。

计算模块里根据选择的不同类型问题调用不同的计算方法，软件内部固化了计算公式和参数，如外形协调问题，可以直接调用实用公式进行准确度计算；交点问题根据分类，叉耳配合交点中心位置和中心距准确度，叉耳和耳耳中心距准确度，孔－轴－孔配合交点中心距准确度、同轴度和共面准确度，孔－轴－孔与叉耳综合交点中心距准确度，深孔的孔位协调准确度，采用不同的协调准确度计算、容差控制与分配策略。

当误差大于保证公差时，肯定是不能自由配合;当误差小于检验公差时，配合肯定是协调的;当误差小于保证公差且大于检验公差时，有时可以自由配合，有时不能自由配合；交点和外形协调问题，同样根据不同的类型选择对应的策略计算。

计算完成之后，判断准确度是否合格，如果合格，在catia工程制图下绘制尺寸链的二维图，如果不合格，输出提示信息告知用户。

指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见和对毕业设计（论文）结果的预测）：
指导教师签字: 年月日系审查意见：
系主任签字：年月日说明：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，经导师签署意见及系审查后生效。