发动机气门生产中虚拟技术的应用与研究

发布时间：2020-06-06 17:31

【摘要】： 面对发动机气门生产流程日益复杂化、用户需求多样化,市场竞争不断加剧,传统的设计已经很难适应这些变化,尤其体现在生产线可视化交互和实时监控的先进性和创造性需求方面,这也是用户在方案设计阶段最为关注的。采用虚拟制造技术可以解决这些问题,并为制造系统规划设计提供了新的思路和手段。它是多个学科领域知识的综合集成与应用,计算机仿真、建模和优化技术是虚拟制造的核心关键技术。对设计、制造等生产过程进行统一建模,在产品设计阶段或产品制造之前,就能真实地模拟出产品的未来制造全过程及其对产品设计的影响,预测产品的性能、成本及可制造性,及早地发现和解决潜在问题,从而更有效、更经济、更灵活地组织生产,达到缩短产品开发周期、降低成本、提高生产效率的目的。 本文主要研究虚拟制造技术在发动机气门生产线中的实现。首先,分析了虚拟制造技术的关键技术和研究现状;接着,分析发动机气门成形加工的状况及关键流程,并指出设计中存在的不足,提出了虚拟生产线的设计框架;再接着,在设计框架的指导下,在Multigen Creator中建立生产设备的3D模型外观,并应用面向对象技术,通过对虚拟设备行为抽象,分析归纳各类生产设备的共同和独特的属性与行为,建立了相应的设备模型库,为制造单元的设备布局设计以及快速重组设计提供了有效的建模和分析工具。然后,在研究Vega相关的虚拟现实技术的基础上,利用设备模型库和Visual C++的MFC类库开发虚拟工厂系统,实现了快速布局和生产流程仿真功能。最后,论文设计了简单的调度对象和基本的调度方案,让系统能进行简单的生产仿真。 本论文首次在发动机气门加工中实现了虚拟生产线的新思路,为以后建立与工厂的日常生产全面结合的接口,进行可视化的监控和管理提供了一种新的平台。本文成功地实现了虚拟制造技术的应用,实时模拟出产品的未来制造过程,为对气门加工工艺流程的改进和新质量检测技术的进一步研究奠定了基础。
【图文】：

图2一1气门制造流程图Fig.2一1Flowehartofvalvemanufaeturing我国最初生产的气门采用合金结构钢如4OC:等，上世纪50年代研制了铁奥氏体耐热钢21一4N，23一SN等，80年代改进型21一4N在发动机气门中得到广泛用。囿于这些材料合金含量很高，给气门制造带来多方面的影响，，主要是它们

到Creator中去，在Creato:中对机床的各个运动部件的顶部添加DOF节点，设定DOF节点的局部坐标系原点、运动方式(直线或旋转及其轴线)和运动极限。图4一2是转换后的虚拟工厂中的车辆模型图。图4一2虚拟工厂中的车辆模型Fig.4一 2Vehielemodelinvirtualfaetory4.3基于20布局的30厂房模型自动生成为了利用一些己有的3D设计图资料，同时可以让有经验的设计人员继续在ZD模式下进行设计，本系统开发了对ZD设计图进行转换的模块。考虑到国内大量使用AutoCAD作为设计软件，该模块以Aut0CAD为参考的ZD设计软件。为与设备模型统一，系统使用FLT格式构造厂房模型，这就要用到Multigen公司提供的 OpenFlightAPI函数包。OpenFlightAPI函数包是专门用于读写FLT文件，开发 MulitGenCreator插件的C语言函数库，使用它可以方便的创建和修改FLT模
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH164

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本文编号：2700019