毕业设计柴油机气缸盖3D造型及其平面度误差的计算机辅助评定.doc

毕业设计（论文）诚信声明

本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。就我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。
如在文中涉及抄袭或剽窃行为，本人愿承担由此而造成的一切后果及责任。

本人签名

导师签名

年 月 日
华东交通大学毕业设计（论文）任务书
姓名
邓国洪
学号
20060310010419
毕业届别
2010
专业
机械设计制造及其自动化
毕业设计（论文）题目
柴油机气缸盖3D造型及其平面度误差的计算机辅助评定
指导教师
唐晓红
学 历
硕士
职 称
讲师
一、具体任务：
对柴油机气缸盖零件进行三维造型及并生成工程图；利用计算机辅助评定气缸盖的平面度误差
具体内容：
1、 了解柴油机气缸盖的结构、工艺、特点及精度要求；熟练应用三维CAD/CAM软件设计复杂零件；掌握平面度误差的评定方法；
2、 针对某类型柴油机的气缸盖零件，进行三维造型设计，并生成工程图；
3、 采用一种合理的平面度误差的评定方法，确定其算法及程序流程图；
4、 采用一种编程语言进行程序设计；
5、 翻译与设计题目有关的外文文献（2000实词）；
6、 撰写设计说明书2本（初、终稿）。
二、进度安排：
1、查阅文献，撰写开题报告 1周
2、气缸盖零件的三维造型 3周
3、工程图的生成 2周
4、确定平面度误差的评定方法及程序流程图的设计 　　 　2.5 周
5、程序设计 　 2.5周
6、翻译文献及设计说明书的编写（初、终稿）　　　　　　　3周
7、答辩
指导教师签字：
2009年 12 月 18日
教研室意见：

教研室主任签字：
年 月 日
题目发出日期

设计（论文）起止时间

附注：

华东交通大学毕业设计（论文）开题报告书
课题名称
柴油机气缸盖3D造型及其平面度误差计算机辅助评定
课题来源

课题类型
AX
导师
唐晓红
学生姓名
邓国洪
学号
20060310010419
专业
机械设计制造及其自动化
开题报告内容：
随着当今国际原油价格的居高不下，消费者对低耗能的汽车需求望也越来越高；而当今社会柴油机的运用越来越广泛，要提高柴油机燃烧效率、降低汽车的耗油量，气缸无疑是个很重要的部件，而其中的平面度对提高柴油的燃烧效率有着重要的作用。在全球气候变暖、温室效应以及提倡低碳经济的大环境下，提高能源的利用效率无疑是个很好的举措。所以对柴油机汽缸盖进行设计和评定具有很重要的现实意义。
柴油机的气缸体上半部有一个或若干个活塞在其中运动导向的圆柱形空腔，称为气缸，气缸上部是气缸盖。气缸盖有进、排气门座及气门导管孔和进、排气通道等，设有安装喷油器的座孔，内部有冷却水套；气缸盖的主要作用是封闭气缸上部，并与活塞顶部和汽缸壁一起形成燃烧室；气缸盖要承受很高的燃烧压力和温度，还要承受缸盖螺栓的预紧力。气缸盖零件是个很复杂的零件，要获取并熟悉其内部结构所以对其进行3D造型设计显得很重要。另外，为了解决气缸与气缸盖的密封问题。况且柴油机气缸盖的平面度误差有严格的限制；所以进行平面度的评定很必要，但手工评定工作量大且准确度不高。所以必需采用计算机进行评定。
方法及预期目的：
1、 三维造型方案
零件的三维造型选用Pro/ENGINEER Wildfire野火版4.0大型机械工程软件对气缸盖零件进行三维造型
2、 平面度评定方案
平面度误差的评定方法有：最小包容区域法、最小二乘平面法、对角线平面法和三远点平面法。
最小二乘平面法优点是计算平面度误差较简单，其评定的公式一目了然、操作性强，而且技术较成熟。但不符合形位误差评定的最小条件原则，结果较为粗略，比用最小区域法评定的误差大
最小包容区域法评定的优点是基本的、主要的方法，其更符合实际情况地反映了被测平面的形状误差，所评定的误差值最小且唯一，有利于最大限度地保证产品合格。但符合最小区域的基准平面选择比较困难，计算也较麻烦，最小区域法在应用过程中的最大问题就是两平行平面的确定，往往需要通过试探多次进行变换，才能达到目的。
对角线平面评定的优点是计算平面度误差较简便。但其不符合形位误差评定的最小条件原则，结果较为粗略，比用最小区域法评定的误差大，且这种测量方法属开式测量，各测量值相互独立，并通常只测一次，无法计算出剩余误差，从而使其标准差、误差大和测量结果的不确定度难以计算。
三远点平面评定的优点是平面度误差较简单。但其不符合形位误差评定的最小条件原则，结果较为粗略，比用最小区域法评定的误差大，且由于从实际被测平面上选取相距最运的三点有多种可能性，因此按三远点平面法评定的平面度误差不是唯一的，有时相差较大，这也使得次方法的应用受到限制。
综合分析比较各方案，虽最小二乘平面法进行气缸盖的平面度评定结果较为粗略；但其计算简单，技术已经相当成熟，操作性强。因此本论文采用最小二乘法评定平面度误差。

指导教师签名： 日期：
课题类型： （1）A—工程设计；B—技术开发；C—软件工程；D—理论研究；
（2）X—真实课题；Y—模拟课题；Z—虚拟课题。
（1）、（2）均要填，如AY、BX等。

华东交通大学毕业设计(论文)评阅书(1)
姓名
邓国洪
学 号
20060310010419
专业
机械设计制造及其自动化
毕业设计(论文)题目
柴油机气缸盖3D造型及其平面度误差计算机辅助评定

指导教师评语：

得分

指导教师签字：

年 月 日

评阅人评语：

得分

评阅人签字：

年 月 日
等级

华东交通大学毕业设计(论文)评阅书(2)
姓名
邓国洪
学 号
20060310010419
专业
机械设计制造及其自动化
毕业设计(论文)题目
柴油机气缸盖3D造型及其平面度误差计算机辅助评定

答辩小组评语：

等级

组长签字：

年 月 日

答辩委员会综合评语：

等级

答辩委员会主任签字：

年 月 日（学院公章）

注：答辩小组根据评阅人的评阅签署意见、初步评定成绩，交答辩委员会审定，盖学院公章。
“等级”用优、良、中、及、不及格五级制（可按学院制定的毕业设计(论文)成绩评定办法评定最后成绩）。
华东交通大学毕业设计（论文）答辩记录
姓名
邓国洪
学号
20060310010419
毕业届别
2010
专业
机械设计制造
题目
柴油机气缸盖3D造型及其平面度误差计算机辅助评定
答辩时间

答辩组成员（签字）：

答辩记录：

记录人（签字）：

年 月 日

答辩小组组长（签字）：

年 月 日

附注：

柴油机气缸盖3D造型及平面度误差计算机辅助评定
摘要
随着计算机技术和产品信息化的发展，计算机辅助设计(CAD)和参数化思想已经广泛用于机械行业。产品参数化CAD系统的开发已经成为企业产品数值化、信息化的必然趋势。目前，柴油机应用日趋广泛，但气缸盖零件结构的复杂性，给工作人员，特别是生产人员带来了许多不便。为了能更好地熟悉其结构，可运用Pro/E软件进行气缸盖零件的三维造型，这样可以方便地进行图形的观察、修改、设计及创建工程图，建立一般视图及剖视图，为制图和工作带来了很大的便利。
气缸盖的平面度对提高柴油机的燃烧效率有着重要的作用，对其进行平面度误差的评定很必要。但是，手工计算和评定其平面度误差，工作量大，而且精度不高。所以设计采用计算机辅助评定，不仅可以提高其精度，也可以大大减少劳动量，提高工作效率。本论文主要分两大部分：
第一部分是柴油机气缸盖的3D建模部分：即利用Pro/Engineer 4.0强大的三维建模和AutoCAD二维绘图。
第二部分是柴油机气缸盖的平面度误差的评定部分：即利用MATLAB的强大数学运算功能，对其平面度误差值进行计算机辅助计算。
关键词： 柴油机气缸盖；三维造型；工程图；计算机辅助评定
The 3D Design of diesel engine cylinder head and assessing the surface errors by computer
Abstract
With the computer technology and product development of information technology , computer-aided design(CAD) and parameters of design idea has been widely used in machinery industry . Product parametric CAD system products has become digital , the inevitable trend of information technology. At present, diesel engine are widely used , but the structure of cylinder head is very complex, bring a lot of inconvenience to workman , specifically producer. To acquaint with its structure ,can make use of the software of Pro/E to design the cylinder head by three dimensions ,it is convenient to be observation、modification、designation and establishing the engineering diagram, building up all the diagrams, for seeing the diagram convenient, bringing great convenience for the portraying and work.
It is very important to raise the flat surface degree of the air cylinder head to the burnable efficiency of the diesel engine, it is very necessary to carry on an error margin of flat surface’s assess. But, it will have some errors by manual labor, there will a lot of task, not accurate, either. At the same time, the design of adopting computer to assess, not only can raise its accuracy, and can reduce the labor quantity evidently, and improving the work efficiency.
The first part is the 3D design of diesel engine cylinder head:namely,the use of Pro/Engineer 4.0 powerful three-dimensional modeling and AutoCAD two-dimensional drawing.
The second part is assessing the surface errors of diesel engine cylinder head:namely, the use of MATLAB's powerful math functions, assessing the surface errors of diesel engine by computer.
Key word: cylinder head of the diesel engine; designed by three dimensions; engineering diagram; assessing using computer

目录
第一章 绪论 1
1.1选题的意义 1
1.2MATLAB简介 1
1.2.1 MATLAB工具箱 2
1.2.2 MATLAB特点 2
1.3本论文主要内容 3
第二章 设计方案选定 4
2.1 CAD/CAM 造型 4
2.2平面度误差测量 4
2.2.1平面度公差带和平面度误差的概念 4
2.2.2平面度误差的评定方法 4
2.2.3平面度误测量方案的分析与比较 6
2.3采用的方案及其特点 7
第三章 气缸盖的3D造型 8
3.1Pro/ENGINEER简介 8
3.1.1Pro/ENGINEER系统主要功能 8
3.1.2Pro/ENGINEER主要特点 8
3.2气缸盖的3D造型设计 9
3.2.1实体造型 10
3.2.2曲面合并及型腔形成 13
3.4 本章小结 21
第四章 平面度误差的计算辅助评定 22
4.1检测方法与评定方法的分析 22
4.1.1平面度检测方法的分析 22
4.1.2测量平面度误差时的布点形式 22
4.1.3平面上测点的数据 24
4.1.4平面度计算 24
4.2 程序设计 25
4.2.1设计思路 25
4.2.2程序设计 26
第五章 总结 28
谢辞 29
参考文献 30
附录A 外文翻译—原文部分 31
附录B 外文翻译—译文部分 37

华东交通大学毕业设计论文
第一章 绪论
1.1选题的意义
随着当今国际原油价格的居高不下，消费者对低耗能的汽车需求望也越来越高；而当今社会柴油机的运用越来越广泛，要提高柴油机燃烧效率、降低汽车的耗油量，气缸无疑是个很重要的部件，而其中的平面度对提高柴油的燃烧效率有着重要的作用。在全球气候变暖、温室效应以及提倡低碳经济的大环境下，提高能源的利用效率无疑是个很好的举措。所以对柴油机汽缸盖进行设计和评定具有很重要的现实意义。
当今任何一个国家，若要在综合国力上取得优势地位，就必须在科学技术上取得优势。90年代以来，随着计算机技术为支柱的信息技术的发展，世界经济格局发生了巨大的变化，逐步形成了一个统一的一体化市场，经济循环加大、加快，市场竞争日趋激烈。同时，工业产品由传统的机械产品向机电一体化产品、信息电子产品方向发展，技术含量大大提高。这种趋势使企业在着手进行产品开发时把面向产品的创新性、外观造型、人机工程等设计理念提高到了一个新的高度，从而也迫切要求对产品的研究能有进一步的突破，以提高企业形象、产品设计水平和市场竞争力。正因此，对于工业设计领域的研究逐渐受到了国内外学者的关注。特别是近些年来，随着计算机软硬件技术的日新月异，计算机图形学、计算机辅助设计、多媒体等技术的发展，日益激烈的市场竞争要求现代企业必须低成本、搞高效率的开发新产品。同时，新产品的更新换代周期不断缩短，这样产品的设计过程在产品的整个生命周期中占据了越来越重要的地位。企业对产品的设计要去程序化、可视化。正因此AutoCAD(计算机辅助设计) 、CAM(计算机辅助制造) 、MATLAB等技术得到迅速普及和发展。
本论文中柴油机汽缸盖的三维造型是利用Pro/Engineer 4.0来设计的，其平面度误差的评定与计算是运用面向对象的程序语言 MATLAB 来编制程序处理的。
用Pro/Engineer 4.0软件进行柴油机气缸盖的三维造型，可以方便的进行图像的观察，可以方便的创建工程图，并且可以建立各视图及截面图(剖视图、半视图、阶梯剖、局部剖视图、旋转剖视图及各种剖视图等) 、绘制图和工作中带来了方便。
Pro/Engineer 4.0将柴油机气缸盖先生成工程图，然后用CAD/CAM软件进行二维画图和标注，具有明显的优越性：有利于发挥设计者的创造性，大大减轻劳动强度；缩短了设计周期；有利于实现方案的最优化，提高了产品的质量；大大提高了生产效率等。
气缸盖平面度误差数据处理中使之符合最小条件，从而计算出平面度误差，但手工处理数据过程复杂，工作量大。故运用面向对象的程序设计语言MATLAB来编写程序。MATLAB程序语言设计不仅是面向对象、可视化、事件驱动的程序设计语言。这种程序设计语言具有强大的开发能力、数据访问能力及Internet应用能力；还具有友好的集成开发环境和自动提示功能。通过计算机来运行MATLAB程序，不仅可以提高运算速度，而且大大减少了工作量、减轻了设计人员的劳动强度，同时也提高了结果的准确度，大大的提高了工作效率等。
1.2MATLAB简介
MATLAB(Matrix Laboratory) 是美国Math Works公司开发的，目前国际上最流行、应用最广泛的科学与工程计算软件，它广泛应用于自动控制、数学运算、信号分析、计算机技术、图像信号处理、财务分析、航天工业、汽车工业、生物医学工程、语言处理和雷达工程等各行各业，也是国内外高校和科研部门进行许多科学研究的重要工具。由于它具有强大的计算和绘图功能、大量稳定可靠的算法库和简洁高校的编程语言，已成为数学计算工具方面事实上的标准。
MATLAB的产生与数学计算分不开的，以前的数值计算软件包大多用Fortran或C语言编写，一个软件包只能解决一个局部问题，很难推广应用。到20世纪70年代中期，Cleve Moler(数学与计算机科学教授)为了解决线性方程和特征值问题，和他的同事开发了LINPA CK和EISPACK的Fortran之程序库，后来又编写了接口程序，取名为MATLAB。MATLAB开始应用于数学界。工程师Jack Little 将MATLAB用C语言重写，1984年成立Math Works公司，MATLAB正式推向市场。
MATLAB语言比较好学，因为它语法规则简单，更适应于专业科技人员的思维方式和书写习惯；与其他计算机语言相比，它用解释方式工作，无需像C和Fortran语言那样，对源程序进行翻译、连接再形成可执行文件，键入程序立即得出结果，因此更加简捷和智能化，人机互换性能好；它可适应多种平台，随计算机软、硬件的更新而及时升级，使得编程和调试效率大大提高。
1.2.1 MATLAB工具箱
MATLAB由基本部分和功能各异的工具箱组成。基本部分是MATLAB的核心，工具箱是扩展部分。
工具箱实际上式用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集，用于解决某一方面的专门问题和实现某一类的新算法。MATLAB的工具箱可以任意增减，不同的工具箱给不同领域的用户提供了丰富强大的功能，任何人可以自己生产MATLAB工具箱，因此很多研究成果被直接做成MATLAB工具箱发布。Math Works本身提供的工具箱有40多个，还有其他公司或研究单位提供的工具箱，另外成百上千个大多是免费的MATLAB工具箱可以从网上获得。
MATLAB有以下常用的工具箱。
(1)控制系统工具箱(Control System Toolbox)
(2)系统辨识工具箱(System Identification Toolbox)
(3)信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)
(4)神经网络工具箱(Neural Network Toolbox)
(5)小波工具箱(Wavelet Toolbox)
(6)模型预测控制工具箱(Model Predictive Toolbox)
(7)模糊逻辑控制工具箱(Fuzzy Logic Control Toolbox)
(8)通信工具箱(Communication Toolbox)
(9)图像处理工具箱(Image Processing Toolbox)
(10)频域系统辨识工具箱(Frequency System Identification Toolbox)
(11)优化工具箱(Optimization Toolbox)
(12)偏微分方程工具箱(Partial Differential Equation Toolbox)
(13)财政金融工具箱(Financial Toolbox)
(14)统计工具箱(Statistics Toolbox)
1.2.2 MATLAB特点
(1)功能强大
MATLAB是以复数矩阵为基本编程单元的程序设计语言，其强大的运算功能能使其成为世界顶尖的数学应用软件之一。
①MATLAB的数值运算要素不是单个数据，而是矩阵，每个变量代表一个矩阵，矩阵有m×n个元素，每个元素都可看成复数，所有的元素包括加、减、乘、除函数运算等都对矩阵和复数有效；另外，通过MATLAB的符号工具箱，可以解决在数学、应用科学和工程计算领域中常常遇到的符号计算问题。
②功能丰富的工具箱。大量针对各专业应用的工具箱的提供，使MATLAB使用于不同领域。
③文字处理功能强大。MATLAB的Notebook为用户提供了大量的文字处理功能，允许用户从Word访问MATLAB的数值计算和可视化结果。通过使用MATLAB的Notebook，用户可以创建MATLAB的程序文档、技术报告、注释报告、注释文档、手册或教科书。
(2)人机界面友好，编程效率高
MATLAB的语言规则和笔算式相似，其矩阵的行列数无需定义。由于MATLAB的命令表达方式与标准的数学表达式非常相似，因此，易写易读并易于在科技人员之间交流。
MATLAB是以解释方式工作的，即它对每条语句解释后立即执行，键入算式无需编译立即取出结果，若有错误也立即做出反应，便于编程者立即改正。这些都大大减轻了编程和调试的工作量，提高了编程效率。
(3)强大而智能化的作图功能
MATLAB可以方便地将工程计算的结果可视化，使原始数据的关系更加清晰明了，并揭示了数据间的内在联系。MATLAB能根据输入数据自动确定最佳坐标；规定多种坐标系；设置不同颜色、线型、视角等，并能绘制三维坐标中的曲线和曲面。
(4)可扩展性强
MATLAB软件包括基本部分和工具箱两部分，具有良好的课扩展性。MATLAB的函数多为ASCⅡ文件，可以直接编译、修改，MATLAB的工具箱可以任意增减。
(5)Simulink动态仿真功能
MATLAB的Simulink提供了动态仿真的功能，用户能够通过绘制框图来模拟一个线性、非线性、连续或离散的系统，通过Simulink仿真并分析该系统。
1.3本论文主要内容
本论文主要是采用Pro/Engineer 4.0对柴油机气缸盖进行3D造型，由于Pro/E不方便二维绘图及尺寸的标注；因此，将Pro/E生成的工程图导入AutoCAD中进行修改和标注。然后利用MATLAB软件按照最小二乘法的计算方法对气缸盖的平面度进行计算，具体内容如下：
1.方案的选定；
2.完成柴油机气缸盖的3D造型；
3.对气缸盖的平面度误差进行分析和计算。
第二章 设计方案选定
上一章节简要介绍了气缸盖的3D造型和二维绘图以及平面度误差评定的意义以及利用MATLAB软件计算其平面度误差。本章节将介绍平面度误差的定义、平面度误差的评点方法。
2.1 CAD/CAM 造型
本论文进行气缸盖的3D模型造型利用Pro/Engineer4.0软件。并生成各视图导入AutoCAD修改、标注等最终完成工程图。
Pro/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。
Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋(Ribs)、槽(Slots)、倒角(Chamfers)和抽空(Shells)等，采用这种手段来建立形体，对于设计者来说是更自然、更直观，无需采用复杂的几何设计方式。该系统的参数功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不像其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美，Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予AutoCAD软件。
2.2平面度误差测量
2.2.1平面度公差带和平面度误差的概念
平面度公差是指实际被测平面对理想平面的允许变动量。平面度公差在图样上的标注实例如图5-1(a)所示。平面度公差带是指距离为公差值t的两平行面之间的区域，如图2-1(b)所示。

图2-1 平面度
(a)公差标注；(b)公差带
平面度误差是指实际被测平面对理想平面的变动量，理想平面的位置应符合最小条件。在满足被测零件功能要求的前提下，平面度误差值可以选用不同的评定方法确定。
2.2.2平面度误差的评定方法
1.最小包容区域法
参看图2-2、图2-3和图2-4，根据平面度公差带的形状，由两个平行平面包容实际被测平面S时，它们的接触符合下列三种形式之一者，则这两个平行平面之间的区域就是最小包容区域U(简称最小区域)。这称为平面度误差最小区域判别法。它们之间的宽度fMZ
即为符合定义的误差值。
(1)实际被测平面有三点与两个平行包容平面的一个平面接触，还有一个与另一个平面接触，且该点的投影位于由上述三点构成的三角形的一个边上，如同2-2所示，这称为三角形准则。

图2-2 三角形准则 ：高极点 ：低极点
(2)实际被测平面有两点与两个平行包容平面中的一个平面接触，还有两点于另一个平面接触，且由前两点和后两点分别连成的两条直线在空间呈交叉状态，如图2-3所示。这称为交叉准则。

图2-3 交叉准则 ：高极点 ：低极点
(3)实际被测平面有两点与两个平行平面中的一个平面接触，还有一点与另一个平面接触，且该点的投影位于由前两点连成的直线上，如图2-4所示。这称为直线准则。

图2-4 直线准则 ：高极点 ：低极点
2.最小二乘平面法
参看图2-5，最小二乘平面SLS是一个穿过实际被测平面S的理想平面，它所处的位置使实际被测平面上各点至它的距离的平方之和为最小。以该理想平面作为评定基准，取各测点相对于它的偏离值中的最大值hmax与最小值hmin之差fLS作为平面度误差值。在它上面的测点的距离值去正值；在它下面的测点的偏离值取负值，即fLS=hmax-hmin。

图2-5 最小二乘平面
3.对角线平面法
参看图2-6，对角线平面SDL是指通过实际被测平面S的一条对角线(顶点A和C的连线)且平行于另一条对角线(顶点B和D的连线)的理想平面。以该理想平面作为评定基准，取各测点相对于它的偏离值中的最大值hmax与最小值hmin之差fDL作为平面度误差值。在它上面的测点的距离值去正值；在它下面的测点的偏离值取负值，即fDL= hmax-hmin。

图2-6 对角线平面
4.三运点平面法
参看图2-7，三运点平面STP是指通过实际被测平面S上相距最运的三点(如图中所示A、C、D三点)的理想平面。以该理想平面作为评定基准，取各测点相对于它的偏离值中的最大值hmax与最小值hmin之差fTP作为平面度误差值。在它上面的测点的距离值去正值；在它下面的测点的偏离值取负值，即fTP= hmax-hmin。

图2-7 三远点平面
2.2.3平面度误测量方案的分析与比较
方案的分析和比较主要是对评定方法的对比，所以下面只对评定方法进行分析和比较。
1. 方案一：最小二乘平面法评定
最小二乘平面法优点是计算平面度误差较简单，其评定的公式一目了然、操作性强，而且技术较成熟。但不符合形位误差评定的最小条件原则，结果较为粗略，比用最小区域法评定的误差大。
2. 方案二： 最小包容区域法评定
最小包容区域法评定的优点是基本的、主要的方法，其更符合实际情况地反映了被测平面的形状误差，所评定的误差值最小且唯一，有利于最大限度地保证产品合格。但符合最小区域的基准平面选择比较困难，计算也较麻烦，最小区域法在应用过程中的最大问题就是两平行平面的确定，往往需要通过试探多次进行变换，才能达到目的。
3. 方案三：对角线平面法评定
对角线平面评定的优点是计算平面度误差较简便。但其不符合形位误差评定的最小条件原则，结果较为粗略，比用最小区域法评定的误差大，且这种测量方法属开式测量，各测量值相互独立，并通常只测一次，无法计算出剩余误差，从而使其标准差、误差大和测量结果的不确定度难以计算。
4. 方案四：三远点平面评定
三远点平面评定的优点是平面度误差较简单。但其不符合形位误差评定的最小条件原则，结果较为粗略，比用最小区域法评定的误差大，且由于从实际被测平面上选取相距最运的三点有多种可能性，因此按三远点平面法评定的平面度误差不是唯一的，有时相差较大，这也使得次方法的应用受到限制。
2.3采用的方案及其特点
综合上述，本毕业设计应用三维CAD/CAM软件(Pro/ENGINEE 4.0)设计柴油机气缸盖零件，另外MATLAB软件所开发的最小二乘法程序已经很成熟并应用于多行业；因此，本论文采用最小二乘法法评定柴油机气缸盖平面度误差。
Pro/ENGINEE 4.0软件是功能极为强大的参数化三维设计软件，能够设计出各种各样的复杂机械零件，且在设计图形的过程中，如果需要修改尺寸时，可以方便地进行重定义，重新生成零件特征，可以减少工作量，提高设计效率。
最小二乘法用于优化问题；它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据，并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。而MATLAB作为数学处理软件，其所开发的最小二乘法程序是所有数学软件最成功的之一。
在Window/xp操作系统下，利用MATLAB6.5编写数据处理系统，评定柴油机气缸盖平面度误差。
第三章 气缸盖的3D造型
第二章讲述气缸盖的平面度误差评定的方法和平面度评定方法的比较。本章节主要是气缸盖的3D造型以及二维工程图。首先初步对Pro/E软件进行介绍，然后着重介绍气缸盖造型的步骤和注意的细节以及其二维图。
3.1 Pro/ENGINEER简介
Pro/ENGINEER是美国参数技术公司(Parametric Technology Corporation)，简称(PTC)的产品。PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念改变了机械CAD/CAE/CAM的传统概念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。利用该概念开发出来的第三代CAD/CAE/CAM产品，Pro/ENGINEER软件能将设计至产品全过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。
3.1.1 Pro/ENGINEER系统主要功能：
Pro/ENGINEER系统主要功能如下：
(1) 真正的全相关性，任何地方的修改都会自动放映到所有相关地方。
(2) 具有真正管理并行进程、实现并行工程的能力。
(3) 具有强大的装配功能，能够始终保持设计者的设计意图。
(4) 使用容易，可以极大地提高设计效率。
3.1.2 Pro/ENGINEER主要特点
Pro/ENGINEER Wildfire野火版4.0以其易学易用、功能强大和互连互通的特点，推动了整个产品开发机构中个人效率和过程效率的提高。它既能节省时间和成本，又能提高产品质量。Pro/ENGINEER是美国参数技术公司(PTC)研制的CAD/CAM软，具有很强的造型功能回。参数化设计是Pro/ENGINEER最基本的性之一，这里将介绍一下Pro/ENGNIEER的主要特性。
(1)3D实体模型(Solid model)
3D实体模型除了可以将用户的设计思想以最真实的模型在计算机表现之外，借助于系统参数(System pameters)，用户还可以随时计出产品的体积、面积、重心、惯性大小等，以了解产品的真实性，并足传统的面结构、线结构的不足。用户在产品设计过程中，可以随时掌握以上情况，设计物理参数，并减少许多人为计算时间。
(2) Pro/ENGINEER 应用系统界面的持续新颖
PTC对Pro/ENGINEER野火版软件中最常用的一些用户界面进行了大幅的改进。Pro/ENGINEER野火版4.0与时俱进。例如，大多数常用的详细设计操作都已摒弃了传统的菜单管理器（Menu Manager）。所有的制图新建和编辑操作现在都可以通过一个直观、统一的图形界面来完成。另外，绝大多数的钣金设计命令都已全面更新，它们充分利用了Pro/ENGINEER野火版中的仪表板概念和图形化预览技术。所有结构和热仿真命令都从菜单管理器移植到顶层菜单栏上，从而使用户更方便更快捷地找到命令。其它方面的改进包括：全新的测量和分析工具、增强的搜索工具、制造和仿真功能区的HTML报告功能。

(3) 更轻松地建立更高质量的设计
使用Pro/ENGINEER野火版4.0，用户比以往任何时候都更容易建立更高质量的设计。首先，它提供了一个全新的故障检修工具，使用它，可以更清楚地了解特征失败的原因。它能让用户快速诊断故障发生的原因和区域，并提供了可能的故障处理方案。另外，这一故障检