基于飛機標準件裝配設計技術的研究

基于飛機標準件裝配設計技術的研究

　　引導語：當今社會，科技飛速發展，在模具設計這一塊里也越加的完善，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于飛機標準件裝配設計技術的研究，希望能對大家更深入了解模具設計有所幫助!

　　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、制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，縮短了飛機的設計周期，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，然后還要載入與之相對應的其他標準件，并根據裝配特征創建裝配約束，將所有相關零件作為一個整體裝配到一起，最后與其他部件完成后續裝配。盡管這一過程并不復雜，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，設計人員需要反復選擇零件，重復創建約束，這在某種程度上降低了生產效率。

　　針對這一問題，本文利用信息文件存儲裝配關系，有效實現了飛機標準件的裝配設計功能，并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、制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，縮短了飛機的設計周期，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，然后還要載入與之相對應的其他標準件，并根據裝配特征創建裝配約束，將所有相關零件作為一個整體裝配到一起，最后與其他部件完成后續裝配忙J。盡管這一過程并不復雜，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，設計人員需要反復選擇零件，重復創建約束，這在某種程度上降低了生產效率。

　　針對這一問題，本文利用信息文件存儲裝配關系，有效實現了飛機標準件的裝配設計功能，并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，所要創建系統的目標是提供一個快速、準確和可視化的操作平臺，減少在設計過程中對標準件的選取、調用和裝配等重復操作。所創建的標準件裝配設計系統作為系統運行基礎的底層數據平臺，包括交互層、應用層和支撐層三個層次，

　　交互層：是系統與用戶之間的溝通橋梁，主要指CATIA軟件環境下的用戶界面。系統界面接受設計請求，并將其指令發送至應用層，同時將應用層的反饋結果以三維實體模型、參數表設置等直觀的形式在系統界面上呈現，即交互層提取應用層中的相關知識信息，根據應用層的反饋結果向CATIA發送相應的指令，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信息、標準件對應關系信息和裝配信息等，并將這些信息統一封裝在數據庫中，通過接收由交互層提供的信息處理指令，將指令傳至數據庫中查找相關標準件信息并做進一步處理，然后將結果反饋至交互層。應用層是實現系統所有后臺數據處理操作的技術層。

　　支撐層：是系統的數據基礎及運行保障，是系統的操作環境，也是整個裝配設計系統運行的根本保障。

　　2 標準件信息及約束的創建方法

　　2.1 標準件信息的定義

　　信息是設計的基礎，信息的獲取是設計的重中之重。信息是人類在長期的社會實踐和科學實踐中積累起來的，而標準件信息則是與標準件本身相關的一些尺寸信息、工程信息、裝配信息和配置信息等。按照功能可以將標準件信息分為標準件模型信息、標準件與產品的對應關系信息，以及標準件的裝配信息等。

　　2.1.1 標準件模型信息

　　標準件模型信息是與標準件幾何實體構造相關聯的信息，包括標準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�；�于標準件幾何模型相似的特點，標準件模型信息可采用參數化設計。參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征，并通過關聯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后，其他參數就可以通過查閱模型尺寸信息表而唯一確定。

　　2.1.2 標準件與產品的對應關系信息

　　標準件與產品的對應關系信息即標準件與標準件的關聯信息，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后，通過對關聯信息文件的查詢，便可從標準件庫中自動載人與之相關的其他標準件，并把它們作為一個整體裝配到一起。因為在整個設計過程中，標準件并不是孤立存在的，還有許多與之相關聯的標準件，正是這些關聯信息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信息的記錄，可以實現將其整體裝配到一起載入系統以完成后續裝配。

　　2.1.3 標準件的裝配信息

　　標準件的裝配信息是與標準件裝配設計相關的信息，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系，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組件間的體素特征和關系特征，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、接觸約束等約束關系來限制裝配零件的自由度，實現零件的定位。

　　標準件的裝配特征與裝配約束類型關系，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。

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