一种飞机构件的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数控加工领域，具体涉及一种飞机构件的加工方法。
【背景技术】
[0002]目前，国家对航空领域的大型工业机械建设的投入加大，在航空制造行业方面，飞机结构件机械加工的主要方法依然是数控加工，尤其是数控铣削。结构件数控加工夹具的发展从很大程度上影响着我国飞机制造的水平提升。尽管如此，结构件的数控加工夹具存在还是存在着一些冋题。
[0003]近年来高速切削的方法在加工时被大量的使用，如西飞公司的大型复杂结构件都是在数控中心上完成加工，结构件种类含盖了机翼大梁、壁板、梁间肋、框、大型支撑接头和对接接头等，这些结构件具有精度高、壁厚薄、槽腔多的特征且必须满足飞机变斜角理论曲面要求的特性，此外它还具有零件轮廓尺寸大、槽腔深和基准平面轮廓度要求严的要求，成飞结构件的加工分别在数控分厂和结构件分厂完成，大型结构件放在数控分厂进行，小型结构件在结构分厂。在国内整机厂中，用于结构件数控加工的夹具有如下3个问题:
[0004]1、专用夹具数量多，适用范围窄，利用率低；
[0005]由于国内大型飞机还处于研制过程中的原因，造成零件生产的数量少但是种类繁多。为了保证加工的质量，每种零件都为其生产设计了相应的夹具，基座材料是非常笨重的铸件，而且定位精度不高。各类家具在车间库甚至车间地上处处可见。在需要重新组合夹具的时候，重新安装夹具的转换时间在2小时左右，大大降低了生产效率。飞机上的大型整体结构件，如整体蒙皮和壁板，现在仍部分采用大型模胎来进行切边和铣削。而且模胎设计制造成本高、专用性强。模胎体积庞大严重占用厂房面积。
[0006]2、缺乏计算机辅助模拟夹具拼装系统和生产流程管理系统；
[0007]目前，夹具设计和夹具拼装方案的规划依然是采取人工手工方式。导致设计人员劳动量大、而且效率低下；设计的质量取决于工人的经验，质量无保障、规范性差，夹具元件的拼装、查找耗费大量人力。缺乏夹具及夹具元件的分类检索方法及系统，夹具生产流程管理混乱。对于新的结构件，往往存在可能合适的夹具，但是由于难以查找型号和结构，或找到类似夹具后，缺乏科学的方法指导装配，使得设计者不得不放弃利用已有夹具而不得不重新设计和制造，这种情况导致了极大的浪费。此外在工件加工任务完成后，夹具不能及时有序地拆装归位。
[0008]3、夹具自动化程度低；
[0009]实际生产中结构件的装夹过程仍然采用人工装夹，如螺钉压板方式，费时费力。在大部分情况下，夹具组装的时间和工件装夹的时间之和远比工件切削时间长，造成实际生产时间的浪费。数控机床和夹具在结构及控制方面是相对独立的，不能利用数控指令，协同地对待加工工件进行准确定位、装夹和进退刀加工。
[0010]此外，随着计算机应用的飞速发展，计算机辅助技术已经日益成熟，企业在其设计和生产过程中开始使用CAD、CAM等技术，但其都自成体系，彼此之间缺少有效的信息共享和利用，形成所谓的“信息孤岛”，随之而来的各种数据也急剧膨胀，对企业的相应管理形成巨大压力。比如数据种类繁多，数据重复冗余，数据检索困难，数据的安全性及共享管理等等。
[0011]因此，对于各种数据多而杂乱的企业，高效有序化的数据管理在提高效率，降低成本，抢先满足市场需求方面显得尤为重要。
【发明内容】
[0012]本发明的目的在于提供一种飞机构件的加工方法，其可有效解决上述问题，对现有的夹具进行建模，对现有夹具的可工装性进行分析，已提供最佳的夹具对待加工工件进行夹装和加工。
[0013]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案进行实施:
[0014]一种飞机构件的加工方法，其包括如下操作步骤:
[0015]S1:对工件加工中心现有夹具进行三维建模；
[0016]S2:对建模的夹具进行三维装配、干涉检验、可视化装配以及装夹运动仿真；
[0017]S3:对建模的夹具在装夹待加工件进行夹紧时做变形分析；
[0018]S4:依据变形分析的结果在数控机床上装配夹具对待加工件进行装夹，装夹完成后按照工件的加工要求启动数控机床进行加工。
[0019]具体的方案为:
[0020]步骤SI中三维建模采用Nuigraphics NX5.0软件平台实施。步骤S2中采用UseSolids Where Available模式进行干涉检验分析。步骤S2中变形分析采用Ansysl2.0软件平台实施。采用Teamcenter软件平台进行数据管理。
[0021]本发明的有益效果为:采用上述方案对待加工件进行加工，可有效整合现有的夹具进行可靠装夹，降低工件的加工成本和提高加工效率。
【附图说明】
[0022]图1为本发明流程图；
[0023]图2-1为建立标准件部件图；
[0024]图2-2为创建标准件名片图；
[0025]图2-3为部件族创建流程图；
[0026]图2-4为标准件编号表图；
[0027]图3为装配运动状态变化过程图；
[0028]图4为有限元分析步骤图。
【具体实施方式】
[0029]为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。
[0030]PDM是一项管理技术，它管理所有与产品相关的信息(包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等)和产品生产相关过程(包括过程定义和管理)。在计算机应用领域中PDM是发展最快的技术之一，20世纪80年代初期出现，目的是为了解决大量技术文档、工程图纸和CAD文件的计算机化的管理问题，随着技术发展和市场需求这项技术也逐步扩展到产品开发的三个主要领域。
[0031]1:管理设计图纸和电子文档，材料清单(Bill of Material, BOM)的管理。
[0032]2:材料清单与工程文档的集成。
[0033]3:工程环节变更请求/指令的跟踪与管理。
[0034]随着网络数据库技术的不断发展，PDM技术也在20世纪90年代取得了很大的进步。PDM技术在国外己被广泛应用，据美国CMdat公司都是调查，48%的被访企业都实施了 PDM。PDM技术的应用及相关产品在国内同样也呈现出较较好的势头。这项技术的核心是能够使所有涉及项目人员自由共享整个信息生命周期中与产品相关的异构数据。它可被看作是一个企业信息的集成框架或是桥梁，各种应用系统(如CAD/CAPP/CAMC/AE、EDA、0A、ER等)将通过多样的的方式作为一个对象(Object)被集成在同一个平台下，通过高度集成、协调、共享分布各个部门、分厂、应用中使用的所有产品数据，使得产品研发过程得到最佳优化。目前，国际上有很多大企业欲将PDM作为支持经营过程重组、并行工程、质量认证，保持企业竞争力的关键技术。现在PDM技术所涉及的领域已从设计工程部门逐步向生产经营管理部门渗透。PDM不仅在前期有效地管理定义从概念设计、工程分析、工装设计、工艺流程设计、详细设计、制造、销售、维护、直至产品报废相关的数据，还可以使产品数据在整个生命周期内保持一致性、第一性、安全性。同时，还可以作为连接CAD/CAM/CAPP系统、MIS系统、MRP11/ERP、车间管理与控制系统的桥梁和纽带，为各类软件提供一个统一的运行平台。PDM系统的有效实施与管理，在提高效率方面，可避免繁琐的数据查找，及时提准确的产品数据；减少企业成本方面，极大提高设计数据的再利用率，减少重复劳动；使用便利性方面，能它有效控制工程更改，决策人员可以不限时、不限地域地进行设计审查；并行工程方面，它可以进行产品设计过程控制，提供并行设计的协同工作环境，很有利于整个产品开发过程的系统集成。总之而言PDM技术正朝着企业全局信息集成的方向发展。
[0035]西门子公司推出的PDM类软件Teamcenter是目前业界使用最为广泛的管理系列软件。Teamcenter作为市场领先的产品全生命周期管理的协同应用系统，它具有两个关键的卓越功能:
[0036]I)统一管理整个产品生命周期；
[0037]2)针对行业提供即开即用的解决方案。
[0038]Teamcenter的绝对优势及卓越功能加快了产品的上市缩短上市时间，从而可以获得额外利润，谋求更大