基于飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件裝配設(shè)計(jì)技術(shù)的研究

基于飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件裝配設(shè)計(jì)技術(shù)的研究

　　引導(dǎo)語(yǔ)：當(dāng)今社會(huì)，科技飛速發(fā)展，在模具設(shè)計(jì)這一塊里也越加的完善，越來越多的學(xué)生會(huì)選擇就讀模具設(shè)計(jì)這一專業(yè)，下面是小編為大家整理出來的一些關(guān)于飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件裝配設(shè)計(jì)技術(shù)的研究，希望能對(duì)大家更深入了解模具設(shè)計(jì)有所幫助!

　　前言

　　在飛機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，大量使用標(biāo)準(zhǔn)件，這給飛機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和裝配帶來很大的方便。設(shè)計(jì)人員可以直接從標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)中選取滿足需求的標(biāo)準(zhǔn)件，大大減少了非標(biāo)零件的設(shè)計(jì)，縮短了飛機(jī)的設(shè)計(jì)周期，減少了生產(chǎn)成本。然而在實(shí)際的裝配流程中，設(shè)計(jì)人員首先要將選定的標(biāo)準(zhǔn)件載入設(shè)計(jì)系統(tǒng)，然后還要載入與之相對(duì)應(yīng)的其他標(biāo)準(zhǔn)件，并根據(jù)裝配特征創(chuàng)建裝配約束，將所有相關(guān)零件作為一個(gè)整體裝配到一起，最后與其他部件完成后續(xù)裝配。盡管這一過程并不復(fù)雜，但面對(duì)大量標(biāo)準(zhǔn)件組成的裝配體而言，尤其是像成套或成組使用的標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)人員需要反復(fù)選擇零件，重復(fù)創(chuàng)建約束，這在某種程度上降低了生產(chǎn)效率。

　　針對(duì)這一問題，本文利用信息文件存儲(chǔ)裝配關(guān)系，有效實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件的裝配設(shè)計(jì)功能，并以螺栓為例驗(yàn)證了系統(tǒng)功能的可行性。在飛機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，大量使用標(biāo)準(zhǔn)件，這給飛機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和裝配帶來很大的方便。設(shè)計(jì)人員可以直接從標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)中選取滿足需求的標(biāo)準(zhǔn)件，大大減少了非標(biāo)零件的設(shè)計(jì)，縮短了飛機(jī)的設(shè)計(jì)周期，減少了生產(chǎn)成本。然而在實(shí)際的裝配流程中，設(shè)計(jì)人員首先要將選定的標(biāo)準(zhǔn)件載入設(shè)計(jì)系統(tǒng)，然后還要載入與之相對(duì)應(yīng)的其他標(biāo)準(zhǔn)件，并根據(jù)裝配特征創(chuàng)建裝配約束，將所有相關(guān)零件作為一個(gè)整體裝配到一起，最后與其他部件完成后續(xù)裝配忙J。盡管這一過程并不復(fù)雜，但面對(duì)大量標(biāo)準(zhǔn)件組成的裝配體而言，尤其是像成套或成組使用的標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)人員需要反復(fù)選擇零件，重復(fù)創(chuàng)建約束，這在某種程度上降低了生產(chǎn)效率。

　　針對(duì)這一問題，本文利用信息文件存儲(chǔ)裝配關(guān)系，有效實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件的裝配設(shè)計(jì)功能，并以螺栓為例驗(yàn)證了系統(tǒng)功能的可行性。

　　1 裝配系統(tǒng)總體框架

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件在裝配過程中的設(shè)計(jì)需求，所要?jiǎng)?chuàng)建系統(tǒng)的目標(biāo)是提供一個(gè)快速、準(zhǔn)確和可視化的操作平臺(tái)，減少在設(shè)計(jì)過程中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的選取、調(diào)用和裝配等重復(fù)操作。所創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)件裝配設(shè)計(jì)系統(tǒng)作為系統(tǒng)運(yùn)行基礎(chǔ)的底層數(shù)據(jù)平臺(tái)，包括交互層、應(yīng)用層和支撐層三個(gè)層次，

　　交互層：是系統(tǒng)與用戶之間的溝通橋梁，主要指CATIA軟件環(huán)境下的用戶界面。系統(tǒng)界面接受設(shè)計(jì)請(qǐng)求，并將其指令發(fā)送至應(yīng)用層，同時(shí)將應(yīng)用層的反饋結(jié)果以三維實(shí)體模型、參數(shù)表設(shè)置等直觀的形式在系統(tǒng)界面上呈現(xiàn)，即交互層提取應(yīng)用層中的相關(guān)知識(shí)信息，根據(jù)應(yīng)用層的反饋結(jié)果向CATIA發(fā)送相應(yīng)的指令，從而完成對(duì)飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件的裝配設(shè)計(jì)。

　　應(yīng)用層：是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的核心。它主要有標(biāo)準(zhǔn)件模型信息、標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)應(yīng)關(guān)系信息和裝配信息等，并將這些信息統(tǒng)一封裝在數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過接收由交互層提供的信息處理指令，將指令傳至數(shù)據(jù)庫(kù)中查找相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件信息并做進(jìn)一步處理，然后將結(jié)果反饋至交互層。應(yīng)用層是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所有后臺(tái)數(shù)據(jù)處理操作的技術(shù)層。

　　支撐層：是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)及運(yùn)行保障，是系統(tǒng)的操作環(huán)境，也是整個(gè)裝配設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行的根本保障。

　　2 標(biāo)準(zhǔn)件信息及約束的創(chuàng)建方法

　　2.1 標(biāo)準(zhǔn)件信息的定義

　　信息是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，信息的獲取是設(shè)計(jì)的重中之重。信息是人類在長(zhǎng)期的社會(huì)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)踐中積累起來的，而標(biāo)準(zhǔn)件信息則是與標(biāo)準(zhǔn)件本身相關(guān)的一些尺寸信息、工程信息、裝配信息和配置信息等。按照功能可以將標(biāo)準(zhǔn)件信息分為標(biāo)準(zhǔn)件模型信息、標(biāo)準(zhǔn)件與產(chǎn)品的對(duì)應(yīng)關(guān)系信息，以及標(biāo)準(zhǔn)件的裝配信息等。

　　2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)件模型信息

　　標(biāo)準(zhǔn)件模型信息是與標(biāo)準(zhǔn)件幾何實(shí)體構(gòu)造相關(guān)聯(lián)的信息，包括標(biāo)準(zhǔn)件模型的幾何特征信息、幾何模型的系列尺寸信息和幾何模型的材料信息等。基于標(biāo)準(zhǔn)件幾何模型相似的特點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件模型信息可采用參數(shù)化設(shè)計(jì)。參數(shù)化設(shè)計(jì)是一種全新的設(shè)計(jì)方法，它利用幾何約束來表示幾何模型的形狀特征，并通過關(guān)聯(lián)主要特征尺寸的方法來約束其他尺寸特征，具有良好的可修改性，設(shè)計(jì)人員可以通過尺寸的驅(qū)動(dòng)來完成零件的更新。以螺栓為例，當(dāng)其螺紋直徑和公稱長(zhǎng)度兩個(gè)主要尺寸被確定后，其他參數(shù)就可以通過查閱模型尺寸信息表而唯一確定。

　　2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)件與產(chǎn)品的對(duì)應(yīng)關(guān)系信息

　　標(biāo)準(zhǔn)件與產(chǎn)品的對(duì)應(yīng)關(guān)系信息即標(biāo)準(zhǔn)件與標(biāo)準(zhǔn)件的關(guān)聯(lián)信息，不同類別的標(biāo)準(zhǔn)件需要有與其相配合的標(biāo)準(zhǔn)件配套。載入某一規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)件后，通過對(duì)關(guān)聯(lián)信息文件的查詢，便可從標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)中自動(dòng)載人與之相關(guān)的其他標(biāo)準(zhǔn)件，并把它們作為一個(gè)整體裝配到一起。因?yàn)樵谡麄�(gè)設(shè)計(jì)過程中，標(biāo)準(zhǔn)件并不是孤立存在的，還有許多與之相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)件，正是這些關(guān)聯(lián)信息才是實(shí)現(xiàn)裝配設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。例如當(dāng)載人螺栓時(shí)，通過查詢與之相匹配的螺母和墊圈信息的記錄，可以實(shí)現(xiàn)將其整體裝配到一起載入系統(tǒng)以完成后續(xù)裝配。

　　2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)件的裝配信息

　　標(biāo)準(zhǔn)件的裝配信息是與標(biāo)準(zhǔn)件裝配設(shè)計(jì)相關(guān)的信息，因?yàn)樵谘b配設(shè)計(jì)過程中，不僅要求載人相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)件，而且還需要建立標(biāo)準(zhǔn)件與標(biāo)準(zhǔn)件之間的約束關(guān)系，才能完成整體裝配，而標(biāo)準(zhǔn)件在裝配過程中主要是通過軸特征和面特征來完成約束，因此可將裝配信息劃分為裝配特征信息和裝配約束信息。裝配特征定義了裝配體中各個(gè)組件間的體素特征和關(guān)系特征，包括面、軸和點(diǎn)等幾何要素，這些需要在標(biāo)準(zhǔn)件的建模過程中定義和建立;裝配約束是裝配基體與標(biāo)準(zhǔn)件相對(duì)位置的限制條件，可以通過共線約束、接觸約束等約束關(guān)系來限制裝配零件的自由度，實(shí)現(xiàn)零件的定位。

　　標(biāo)準(zhǔn)件的裝配特征與裝配約束類型關(guān)系，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(guān)系就有螺栓底面與墊圈上面的貼合，螺栓桿部與墊圈孔部軸線之間的同軸等。