基于造型特征的概念車模型的設計與制作

【摘 要】該項目是2012年江蘇省大學生實踐創(chuàng)新訓練計劃項目之一，通過團隊合作完成了“概念車”的三維造型設計及加工，尤其解決了平時較少接觸到的空間三維曲面設計與精加工問題，最終制作出基于造型特征的高精度“概念車”鋁制模型的樣品一套，并于2013年6月答辯通過。

【關(guān)鍵詞】概念車 三維造型設計 數(shù)控加工

一、本項目研究內(nèi)容、特色及主要建樹

以“概念車”為設計對象和加工實例，研究數(shù)字化條件下零件的三維造型設計、高精度加工工藝（以數(shù)控加工為主）的基本內(nèi)容、實現(xiàn)途徑和關(guān)鍵技術(shù)。

（1）以造型特征的設計為基礎(chǔ)，展開“概念車”的創(chuàng)新設計。

（2）以“概念車”空間三維曲面的設計與精加工為創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐的訓練重點。

（3）以高精度鋁制“概念車”模型的數(shù)控加工的關(guān)鍵技術(shù)為研究重點，進行數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)的研究與工程應用的研究。

（4）以“概念車”模型的數(shù)控加工工藝為加工手段，確定零件的定位基準、裝夾方式、走刀路線、刀具選擇等內(nèi)容。

（5）以加工“概念車” 模型的CAD/CAM技術(shù)應用與實際加工為實施重點，確定數(shù)控加工刀位軌跡的生成、數(shù)控加工程序驗證等內(nèi)容。

二、本項目研究方法

（1）文獻索引及分析法：通過查閱報刊、雜志、著作、網(wǎng)絡等相關(guān)資料，充分進行研究，盡可能地搜集當代國內(nèi)外一些關(guān)于 “概念車”設計方面的文獻，研究它們的發(fā)展，總結(jié)經(jīng)驗和教訓，使“概念車”的創(chuàng)新設計少走彎路。

（2）行動研究法：注重養(yǎng)成“發(fā)現(xiàn)問題——提出問題——探究問題——討論問題”的思維習慣，在實際加工中，根據(jù)遇到的實際問題，提出解決問題的途徑、策略和方法，并在實踐中付諸實施，進而加以評定、反省、反饋、修正，以求解決實際問題，使“概念車”的鋁制模型制作能順利實施。

（3）經(jīng)驗總結(jié)法：在研究中及時反思總結(jié)經(jīng)驗，并且撰寫有關(guān)論文，揭示其規(guī)律，深化研究，指導實踐，使“概念車”的鋁制模型制作能保質(zhì)保量地順利完成。

三、項目的學術(shù)價值和應用價值

（1） 通過研究“概念車”的造型特征，探討了概念車設計中的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法以及如何運用造型知識輔助創(chuàng)新設計；

（2）通過高精度“概念車”鋁制模型的制作，使數(shù)控專業(yè)的學生具有制訂較復雜數(shù)控加工工藝的能力、分析并解決實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的空間三維曲面精加工的工藝問題的能力；

（3）通過項目研究，使數(shù)控專業(yè)的學生較熟練地掌握CAD/CAM技術(shù)的能力，以適應機械設計與制造技術(shù)的發(fā)展需要；

（4） 隨著“概念車”細節(jié)設計的完善及空間三維曲面精加工能力的提高，本項目的研究成果具有一定的應用價值及應用前景。

四、項目的創(chuàng)新點

（1）選題科學、內(nèi)容新穎：以“概念車”為設計載體，基于造型特征，提出設計方案；通過本項目訓練，綜合應用所學專業(yè)知識，培養(yǎng)理論運用和分析、設計、實施以及創(chuàng)新開發(fā)能力。

（2）訓練了團隊成員的探究精神及挑戰(zhàn)自我的精神：通過運用新的設計理念，結(jié)合獨特的造型語言、高精度的制作加工工藝，以及預測市場能力（預測市場發(fā)展方向的新型汽車），訓練團隊成員的探究精神、創(chuàng)新精神，實施手段以三維造型設計和加工制作為主，具有增強學生的創(chuàng)造、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的意識及能力，訓練了團隊成員挑戰(zhàn)自我的精神。

（3）提高了團隊成員的創(chuàng)新能力，滿足了市場對復合型人才的需求：結(jié)合獨特的造型語言、高精度的制作加工工藝，將三維設計軟件的使用、零件的設計、設備的選用、工件的安裝方式、刀具的選擇、加工工藝的確定、數(shù)控編程、數(shù)控加工等項內(nèi)容串接起來，在創(chuàng)新設計與制作的實踐中溫習完善各類工程知識，提高團隊成員的整體工程素質(zhì)與創(chuàng)新能力，滿足市場對數(shù)控類專業(yè)的復合型人才的需求。

五、總結(jié)

按照訓練目標的各項要求，學生團隊按期完成了基于造型特征的高精度“概念車”鋁制模型的創(chuàng)新設計與制作，加工制作出高精度“概念車”鋁制模型的樣品一套。項目以“概念車”為設計對象和加工實例，研究了數(shù)字化條件下零件的三維造型設計、高精度數(shù)控加工工藝的基本內(nèi)容、實現(xiàn)途徑和關(guān)鍵技術(shù)。

小車三維設計圖 小車實物裝配圖

本項目完成了高精度“概念車”鋁制模型的創(chuàng)新設計與制作，創(chuàng)新的細節(jié)設計及空間三維曲面的精加工由于資金限制尚未完善，今后可作為項目平臺進行二次開發(fā)。

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