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基于飛機標準件裝配設計技術(shù)的研究
引導語(yǔ)：當今社會(huì )，科技飛速發(fā)展，在模具設計這一塊里也越加的完善，越來(lái)越多的學(xué)生會(huì )選擇就讀模具設計這一專(zhuān)業(yè)，下面是小編為大家整理出來(lái)的一些關(guān)于飛機標準件裝配設計技術(shù)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(guò)程中，大量使用標準件，這給飛機的設計、制造和裝配帶來(lái)很大的方便。設計人員可以直接從標準件庫中選取滿(mǎn)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(chǎn)成本。然而在實(shí)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(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裝配。盡管這一過(guò)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(chuàng )建約束，這在某種程度上降低了生產(chǎn)效率。
針對這一問(wèn)題，本文利用信息文件存儲裝配關(guān)系，有效實(shí)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(guò)程中，大量使用標準件，這給飛機的設計、制造和裝配帶來(lái)很大的方便。設計人員可以直接從標準件庫中選取滿(mǎn)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(chǎn)成本。然而在實(shí)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(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裝配忙J。盡管這一過(guò)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(chuàng )建約束，這在某種程度上降低了生產(chǎn)效率。
針對這一問(wèn)題，本文利用信息文件存儲裝配關(guān)系，有效實(shí)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(guò)程中的設計需求，所要創(chuàng )建系統的目標是提供一個(gè)快速、準確和可視化的操作平臺，減少在設計過(guò)程中對標準件的選取、調用和裝配等重復操作。所創(chuàng )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(gè)層次，
交互層：是系統與用戶(hù)之間的溝通橋梁，主要指CATIA軟件環(huán)境下的用戶(hù)界面。系統界面接受設計請求，并將其指令發(fā)送至應用層，同時(shí)將應用層的反饋結果以三維實(shí)體模型、參數表設置等直觀(guān)的形式在系統界面上呈現，即交互層提取應用層中的相關(guān)知識信息，根據應用層的反饋結果向CATIA發(fā)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(shí)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(guān)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(guò)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(guān)標準件信息并做進(jìn)一步處理，然后將結果反饋至交互層。應用層是實(shí)現系統所有后臺數據處理操作的技術(shù)層。
支撐層：是系統的數據基礎及運行保障，是系統的操作環(huán)境，也是整個(gè)裝配設計系統運行的根本保障。
2 標準件信息及約束的創(chuàng )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(lèi)在長(cháng)期的社會(huì )實(shí)踐和科學(xué)實(shí)踐中積累起來(lái)的，而標準件信息則是與標準件本身相關(guān)的一些尺寸信息、工程信息、裝配信息和配置信息等。按照功能可以將標準件信息分為標準件模型信息、標準件與產(chǎn)品的對應關(guān)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(shí)體構造相關(guān)聯(lián)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�；跇藴始䦷缀文Ｐ拖嗨频奶攸c(diǎn)，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(lái)表示幾何模型的形狀特征，并通過(guò)關(guān)聯(lián)主要特征尺寸的方法來(lái)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(guò)尺寸的驅動(dòng)來(lái)完成零件的更新。以螺栓為例，當其螺紋直徑和公稱(chēng)長(cháng)度兩個(gè)主要尺寸被確定后，其他參數就可以通過(guò)查閱模型尺寸信息表而唯一確定。
2.1.2 標準件與產(chǎn)品的對應關(guān)系信息
標準件與產(chǎn)品的對應關(guān)系信息即標準件與標準件的關(guān)聯(lián)信息，不同類(lèi)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(guò)對關(guān)聯(lián)信息文件的查詢(xún)，便可從標準件庫中自動(dòng)載人與之相關(guān)的其他標準件，并把它們作為一個(gè)整體裝配到一起。因為在整個(gè)設計過(guò)程中，標準件并不是孤立存在的，還有許多與之相關(guān)聯(lián)的標準件，正是這些關(guān)聯(lián)信息才是實(shí)現裝配設計的基礎。例如當載人螺栓時(shí)，通過(guò)查詢(xún)與之相匹配的螺母和墊圈信息的記錄，可以實(shí)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(guān)的信息，因為在裝配設計過(guò)程中，不僅要求載人相關(guān)聯(lián)的標準件，而且還需要建立標準件與標準件之間的約束關(guān)系，才能完成整體裝配，而標準件在裝配過(guò)程中主要是通過(guò)軸特征和面特征來(lái)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，這些需要在標準件的建模過(guò)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(guò)共線(xiàn)約束、接觸約束等約束關(guān)系來(lái)限制裝配零件的自由度，實(shí)現零件的定位。
標準件的裝配特征與裝配約束類(lèi)型關(guān)系，一般常用的主要是面面之間的貼合與線(xiàn)線(xiàn)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(xiàn)之間的同軸等。
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