原创《飞机座舱压板类零件展开数模设计方法》：本论文为免费优秀的关于数模论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
摘 要：飞机座舱压板类零件具有外形较窄、材料较薄、强度也较差、铣切区形状复杂、成形曲度大等特点,在制造的过程中,展开数模的设计成为零件加工的关键环节.文章以飞机座舱前压板零件为例,介绍基于MBD技术条件下飞机座舱压板类零件面向制造的展开数模设计、校正方法,论述了具体的解决方案,提出了展开数模的设计方法,解决了飞机座舱类零件在加工中反复校正展开件数据的问题.
关键词：展开数模；二维展开数据；工程数据集；展开件数据
中图分类号：V260；TP391.7 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）33-0018-02
1 概 述
设计所设计的飞机座舱压板类零件三维工程数据集都是基于飞机理论外缘的高曲度模型,在实际生产加工的过程中,需要展开成为三坐标加工的平面数模,便于数控加工,之后再成型.
随着MBD技术在国内外军民机生产中的普遍应用,使得飞机零件的加工及装配精度都非常高,各零、组部件的互换协调性也大幅度的提高,展开数模作为飞机数字化生产的首道工序,设计精准的展开数模成为了整个零件生产的关键环节,关系到零件的下料及铣切区的加工情况,并直接影响零件成形之后的精度.
设计高精度的展开数模直至零件交付到装配部门是一个复杂及漫长的过程,需要经过反复的展开校正,基本流程,如图1所示,起初利用CATIA V5软件的展开功能将压板类零件的曲面及铣切区边缘线一并展开,形成二维展开数据,根据二维展开数据及参考零件的三维工程数据集的实际和装配部门来设计三维的展开数模.
零件生产厂根据三维展开数模编程,数控铣切出平板零件,之后平板零件在到钣金厂成形,如果成形后的零件不符合工程数据集的尺寸要求,钣金厂则根据模胎上的划线向展开数模设计单位提供该零件的展开件数据,设计单位则将展开件数据扫描到计算机内,再根据展开件扫描数据,重新设计展开数模,此过程循环往复,直至零件成形后符合飞机实际装配的精度要求.
下面以飞机座舱前压板零件为例,针对压板类零件外形较窄、铣切区形状复杂、材料较薄、强度也较差、成形曲度大等特点,基于MBD技术,改进展开数模校正的流程,可以更好的解决军机生产中遇到的难题.
2 减小曲面和铣切区边缘线展开的误差
2.1 情况说明
运用CATIA V5软件的展开功能,将零件曲面及铣切区边缘线延展成在平面的二维数据,由于座舱处飞机理论外缘曲度较大,展开的曲面及铣切区边缘线失真严重,所产生的误差较大.飞机座舱前压板零件的工程数据集实体,如图2所示.
2.2 解决方案
由于飞机座舱压板零件左右形状对称的特点,在工程数据集中,根据飞机对称轴线将压板零件进行分割,保留其分割的一部分进行曲面及铣切区边缘的展开.如果铣切区边缘线在展开的过程中依然失真严重,则只展开曲面,等到零件展开后的轮廓线,将展开后的平面轮廓线提取,用草图拉伸零件实体的厚度,在拉伸出实体后,对工程数据集中零件实体的铣切区尺寸进行测量,根据测量所得出的铣切区尺寸在之前拉伸的实体上进行偏移,并进行分割修剪,以至展开数模中的所建实体符合工程数据尺寸要求,最后将所建实体关于分割面进行镜像,得出最终的展开数模.
3 减少展开校正的次数
3.1 情况说明
由于钣金厂工人的成形手法及成形方向每一次都不尽相同,即使是根据展开件的扫描数据所设计的展开数模,也无法保证零件可以精准成形,所以展开校正的此数往往是多次的；另外,展开件的情况也基本和零件成形的情况大致相同,操作的工人不同,成形的手法不一,所以当前的展开件数据同上一次提供的展开件数据相比,并非是更加的完善,成形的情况无法预料,事实上,钣金厂工人每提供一次展开件数据就相当于零件的加工过程重新开始一次,校正过程成为一个循环反复的过程.
3.2 解决方案
展开数模设计部门在最初运用CATIA V5软件的展开功能展开曲面之后,应将所得出的二维展开数据画成胶版和钣金厂模胎胎线相对照；如果胶版的弯曲情况无法替代零件材料成形时的收放料的实际情况,则可以请钣金厂工艺员协助,让钣金厂工艺员根据此二维展开数据先对此零件下料,再在模胎上成形,和胎线对照,将相差之处记录下来,向展开数模设计部门反馈,设计部门根据反馈情况更改二维展开数据,反复和模胎胎线对照,待二维展开数据逐步完善之后,再设计三维展开数模,向零件加工厂提供高精度的三维展开数模,以至顺利的成形,交付.改进后座舱压板零件加工基本流程,如图3所示.
如果运用CATIA V5软件的展开功能展开曲面所得到的二维数据和模胎胎线对照结果无法作为更改依据,此二维展开数据失真严重无更改的必要,钣金厂工人则提供展开件数据,根据展开件数据扫描所得到的二维展开数据再和模胎相对照,直至二维展开数据完善.
4 修正展开件扫描数据的精度
4.1 情况说明
运用CATIA V5软件的展开功能展开的曲面所设计的展开数模,投入零件生产,所加工的平板零件在钣金厂成形后往往是无法达到工程数据集中的尺寸要求,因此钣金厂的工人则要参考此零件及工装模胎上的胎线,为设计展开数模部门提供展开件数据.
由于飞机座舱压板类零件材料薄、强度差的特点,钣金厂工人所提供的展开件边缘线粗糙,并偶尔出现开裂现象,经过扫描仪扫描之后,所得到的二维展开数据集边缘线退化元素较多,甚至产生缺口.
4.2 解决方案
运用AUTO CAD软件,将展开件扫描数据所生成的二维展开数据集进行修复,将边缘线修复成圆滑的过渡曲线,删除退化元素,之后逐一检查二维数据的连通性.
在对二维数据集进行修复的整个过程中,要在保证在公差范围内的基础上,本着线条向零件边缘向外扩展的修复原则,防止在修复的过程中将二维展开数据的尺寸缩小,而导致零件在后续的生产中下料不足使零件报废的情况发生.
在运用CATIA V5软件构件草图拉伸实体厚度之前,先将导入的二维展开数据线条光顺,以保证在后续的设计展开数模中铣切区边缘线及按尺寸偏移边线操作的顺利进行,并且保证构建展开数模实体的表面粗糙度符合实际生产时数控编程的工艺要求.
4.3 注意事项
①在对二维展开数据修复的过程中,为防止扫描数据的偏差,将二维展开数据边缘线线轮廓整体向外偏移0.3 mm,以保证零件生产中下料的足够程度,防止下料偏小而导致的零件报废.
②在删除退化元素的过程中,首先要使用AUTO CAD软件中的“分解”功能,以保证退化元素完全被删除、修复.另外,零件经过数控加工生产之后,需要使用外形（展）样板对加工出的平板零件进行验证,在制作外形（展）样板时,激光切割程序中如存在连续的长度<1 mm的碎线时,切割容易出现烧损,所以在修复过程中,要将连续的长度<1 mm的碎线做相应的处理,同时也为后续的光顺操作提供便利的保障.
③使用展开件扫描数据所设计的展开数模,铣切区的确定需要根据测量工程数据集所知的尺寸对边缘线进行偏移,但是展开件数据往往是带有一部分的工艺余量,略大于工程数据集中的尺寸,在这种情况下,对于铣切区尺寸的处理方法则是符合工程数据集尺寸即可,将余量部分保证在无铣切区处,以保证装配过程中出现问题则还锉修的余地,避免产生零件尺寸不足而导致的零件直接报废.
5 结 论
当前MBD技术大量应用于飞机的制造过程中,对于工艺设计,二维工艺规划方法不能直接利用全数字化MBD模型,如何能够灵活的解决飞机座舱压板零件在生产加工过程中出现的不同问题,能将数字化技术当下的生产实际相结合,并得到广泛的应用,是整个行业不断探索的重要内容.
参考文献
[1] 范玉青.现代飞机制造技术[M].北京：北京航空航天大学出版社,2001.
数模论文参考资料：
结论：飞机座舱压板类零件展开数模设计方法为关于对写作数模论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文数学建模题目及答案论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
