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基於飛機標準件裝配設計技術的研究

模具設計 閱讀(2.28W)

引導語:當今社會,科技飛速發展,在模具設計這一塊裡也越加的完善,越來越多的學生會選擇就讀模具設計這一專業,下面是小編為大家整理出來的一些關於飛機標準件裝配設計技術的研究,希望能對大家更深入瞭解模具設計有所幫助!

基於飛機標準件裝配設計技術的研究

 前言

在飛機的設計過程中,大量使用標準件,這給飛機的設計、製造和裝配帶來很大的方便。設計人員可以直接從標準件庫中選取滿足需求的標準件,大大減少了非標零件的設計,縮短了飛機的設計週期,減少了生產成本。然而在實際的裝配流程中,設計人員首先要將選定的標準件載入設計系統,然後還要載入與之相對應的其他標準件,並根據裝配特徵建立裝配約束,將所有相關零件作為一個整體裝配到一起,最後與其他部件完成後續裝配。儘管這一過程並不複雜,但面對大量標準件組成的裝配體而言,尤其是像成套或成組使用的標準件,設計人員需要反覆選擇零件,重複建立約束,這在某種程度上降低了生產效率。

針對這一問題,本文利用資訊檔案儲存裝配關係,有效實現了飛機標準件的裝配設計功能,並以螺栓為例驗證了系統功能的可行性。在飛機的設計過程中,大量使用標準件,這給飛機的設計、製造和裝配帶來很大的方便。設計人員可以直接從標準件庫中選取滿足需求的標準件,大大減少了非標零件的設計,縮短了飛機的設計週期,減少了生產成本。然而在實際的裝配流程中,設計人員首先要將選定的標準件載入設計系統,然後還要載入與之相對應的其他標準件,並根據裝配特徵建立裝配約束,將所有相關零件作為一個整體裝配到一起,最後與其他部件完成後續裝配忙J。儘管這一過程並不複雜,但面對大量標準件組成的裝配體而言,尤其是像成套或成組使用的標準件,設計人員需要反覆選擇零件,重複建立約束,這在某種程度上降低了生產效率。

針對這一問題,本文利用資訊檔案儲存裝配關係,有效實現了飛機標準件的裝配設計功能,並以螺栓為例驗證了系統功能的可行性。

  1 裝配系統總體框架

根據標準件在裝配過程中的設計需求,所要建立系統的目標是提供一個快速、準確和視覺化的操作平臺,減少在設計過程中對標準件的選取、呼叫和裝配等重複操作。所建立的標準件裝配設計系統作為系統執行基礎的底層資料平臺,包括互動層、應用層和支撐層三個層次,

互動層:是系統與使用者之間的溝通橋樑,主要指CATIA軟體環境下的使用者介面。系統介面接受設計請求,並將其指令傳送至應用層,同時將應用層的反饋結果以三維實體模型、引數表設定等直觀的形式在系統介面上呈現,即互動層提取應用層中的相關知識資訊,根據應用層的反饋結果向CATIA傳送相應的指令,從而完成對飛機標準件的裝配設計。

應用層:是系統實現相應功能的核心。它主要有標準件模型資訊、標準件對應關係資訊和裝配資訊等,並將這些資訊統一封裝在資料庫中,通過接收由互動層提供的資訊處理指令,將指令傳至資料庫中查詢相關標準件資訊並做進一步處理,然後將結果反饋至互動層。應用層是實現系統所有後臺數據處理操作的技術層。

支撐層:是系統的資料基礎及執行保障,是系統的操作環境,也是整個裝配設計系統執行的根本保障。

2 標準件資訊及約束的`建立方法

2.1 標準件資訊的定義

資訊是設計的基礎,資訊的獲取是設計的重中之重。資訊是人類在長期的社會實踐和科學實踐中積累起來的,而標準件資訊則是與標準件本身相關的一些尺寸資訊、工程資訊、裝配資訊和配置資訊等。按照功能可以將標準件資訊分為標準件模型資訊、標準件與產品的對應關係資訊,以及標準件的裝配資訊等。

  2.1.1 標準件模型資訊

標準件模型資訊是與標準件幾何實體構造相關聯的資訊,包括標準件模型的幾何特徵資訊、幾何模型的系列尺寸資訊和幾何模型的材料資訊等。基於標準件幾何模型相似的特點,標準件模型資訊可採用引數化設計。引數化設計是一種全新的設計方法,它利用幾何約束來表示幾何模型的形狀特徵,並通過關聯主要特徵尺寸的方法來約束其他尺寸特徵,具有良好的可修改性,設計人員可以通過尺寸的驅動來完成零件的更新。以螺栓為例,當其螺紋直徑和公稱長度兩個主要尺寸被確定後,其他引數就可以通過查閱模型尺寸資訊表而唯一確定。

  2.1.2 標準件與產品的對應關係資訊

標準件與產品的對應關係資訊即標準件與標準件的關聯資訊,不同類別的標準件需要有與其相配合的標準件配套。載入某一規格標準件後,通過對關聯資訊檔案的查詢,便可從標準件庫中自動載人與之相關的其他標準件,並把它們作為一個整體裝配到一起。因為在整個設計過程中,標準件並不是孤立存在的,還有許多與之相關聯的標準件,正是這些關聯資訊才是實現裝配設計的基礎。例如當載人螺栓時,通過查詢與之相匹配的螺母和墊圈資訊的記錄,可以實現將其整體裝配到一起載入系統以完成後續裝配。

 2.1.3 標準件的裝配資訊

標準件的裝配資訊是與標準件裝配設計相關的資訊,因為在裝配設計過程中,不僅要求載人相關聯的標準件,而且還需要建立標準件與標準件之間的約束關係,才能完成整體裝配,而標準件在裝配過程中主要是通過軸特徵和麵特徵來完成約束,因此可將裝配資訊劃分為裝配特徵資訊和裝配約束資訊。裝配特徵定義了裝配體中各個元件間的體素特徵和關係特徵,包括面、軸和點等幾何要素,這些需要在標準件的建模過程中定義和建立;裝配約束是裝配基體與標準件相對位置的限制條件,可以通過共線約束、接觸約束等約束關係來限制裝配零件的自由度,實現零件的定位。

標準件的裝配特徵與裝配約束型別關係,一般常用的主要是面面之間的貼合與線線之間的同軸,如螺栓與墊圈的約束關係就有螺栓底面與墊圈上面的貼合,螺栓杆部與墊圈孔部軸線之間的同軸等。