一种飞机构件的加工方法_2

文档序号:8473105阅读:来源:国知局
的市场份额,赢得市场主导地位。使得对于后来的竞争者,要超越这些优势是很困难的,也要付出很大的代价。同时促进了企业的设计重用,有利于企业降低产品开发成本。
[0039]本发明提供的飞机构件的加工方法,如图1所示,其包括如下操作步骤:
[0040]S1:对工件加工中心现有夹具进行三维建模;
[0041]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;
[0042]S3:对建模的夹具在装夹待加工件进行夹紧时做变形分析;
[0043]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。
[0044]本发明采用的技术平台具体可为:
[0045]美国德克萨斯普莱诺公司推出的Nuigraphics NX5.0三维设计软件;
[0046]有限元分析软件Ansys 12.0 ;
[0047]西门子公司研发的PDM类软件Teamcenter。
[0048]具体的操作为:
[0049]加工中心夹具通常具有以下特点:(I)加工中心具有自动换刀的功能,这一功能决定了它的刀具为悬臂式,因此在夹具上不安装引导刀具的导向件,如镗模套、钻模板等;
(2)为了使待加工表面充分暴露在外,要求夹具最大限度开敞,必要时可以在夹具体上铣出空洞,避开钻夹头、镗杆等,避免其与夹具体发生干涉,使得可以刀具悬伸长度缩短,可以
[0050]提高刚度;(3)在工件待加工面与底面相交的时,应在夹具上设能将工件提高一定高度的等高元件,以方便进刀,也能满足主轴与工作台面最小距离的要求。此外,工件夹具不得与机床的各元件相互干涉,安装后的工件和夹具最高点不能影响主轴换刀操作,否则会影响效率。与通用机床相比,加工中心所用的夹具的要求要更简单、结构紧凑、刚度高、精度高,装夹便利、快速,具有一定的柔度。
[0051]一、加工中心夹具的NX建模
[0052]NX 是 Unigraphics Solut1ns CA 公司推出的集 CAD/CAM/CAE 于一体的三维参数化设计软件,在汽车、交通、航空航天、日用消费品、机械及电子工业等多领域被大规模应用。
[0053]NX系统为用户提供了一个以过程为基础的产品设计环境,使产品开发从最初设计到实施加工真正地实现数据的无缝集成,因而优化企业的产品设计与制造过程及结果。NX中,面向过程驱动的技术是虚拟产品开发的关键技术;在这一环境中,用户的全部产品以及精确的数据模型能够在产品开发过程的各个环节保持关联,使得并行工程的理念及思想得以充分利用。
[0054]加工中心夹具库的建立是工作的第一步,也是最基础、最重要的一个环节。模型的质量决定着装配的质量,承载着数据管理的意义。以下对加工中心夹具进行建立及PDM管理。
[0055]1、参数化建模:
[0056]整套夹具体的装配离不开标准件的辅助及支撑。因此夹具的三维工装设计必须有健全的标准件库以供调用。由于标准件种类繁多,数量庞大,一种型号多个参数的前提,故采用三维参数化建模,确保标准件准确性,规范性。具体步骤如下:
[0057]a、建立标准件名称,item等,如图2-1所示;
[0058]b、创建标准件名片,如图2-2所示;
[0059]C、建立种子部件;
[0060]d、创建部件族,其流程如图2-3所示;
[0061]经过部件族创建的参数化模型都经软件系统默认存储在文件夹Family Members里,每个部件族都一一对应自身的部件族文件夹。在参数化设计成功之后,需要进一步检查种子文件中的参数表格是否保存完整,如保存完整,则该参数化设计的标准件可以投入使用。
[0062]2、标准件的调用:
[0063]在模型进行装配需要使用标准件时,和装配专用件步骤相同,选择添加组件功能按钮,进入选择界面如图2-4所示,进入PDM数据管理界面选择Search功能栏,在框内输入标准件号,选择所需参数的标准件即可。
[0064]二、三维可视化装配
[0065]三维装配是指三维产品模型的装配过程,是一种基于虚拟环境的装配技术,一定环境下也叫虚拟装配。三维装配不需要实体产品或零件支持来完成物理实现,只需通过分析、先验模型、可视化和数据表达等手段,利用计算机工具来安排或辅助进行与装配有关的工程。三维装配是虚拟制造的一个重要而关键的环节,也是未来数字化设计与制造中将不断改进及发展的重点。因为在传统二维装配工艺系统中,很难单纯用表格、文字、平面图片清楚地表达复杂装配工艺。由于企业三维CAD(Computer Aided Design)软件的普及应用,基于三维模型的装配技术可以很好解决这个问题。在三维环境下动态地演练装配过程,并进行实时干涉检查,还可以帮助工艺设计者直观地看到装配的可行性。生成的装配仿真动画可以直观地指导工人进行装配活动。
[0066]考虑到三维模型装配的方便性及不产生大量的计算机数据,此环节依然采用NX软件。在装配之前,需要对加工中心夹具的各个夹具元件进行准确性建模,将各个夹具分类放置于特定的文件夹中以便装配检索。导入模型,装配顺序根据各个夹具的不同特点进行装配,主要的装配方法有自顶向下装配、自底向上装配、混合装配。
[0067]1、选取所用软件平台
[0068]采用NX5.0平台,虚拟装配模式。
[0069]2、三维可视化装配方法
[0070]采用PMI方式进行三维可视化装配,具体步骤如下:
[0071]1)NX 的 PMI 预设置;
[0072]其中:
[0073]①注视平面:设置PMI注释的放置默认平面。
[0074]②显示在所有视图中:创建的尺寸信息是否生成在所有视图中,勾选则在生成视图中显示。
[0075]③通过有色模型显示PM1:当PMI被实体遮挡,PMI是否会变色显示。
[0076]④视图旋转后更新读取方向:当尺寸旋转180度后,数字是否会更新显示。
[0077]以上四种基本设置是进行PMI标识的第一步,根据具体情况选择不同设置,每个设置选项内容都是在实际操作中经常遇到的,具有很强的实用性。
[0078]2) NX PMI 添加注释
[0079]用户可以在常规的六个平面里对模型进行标注,也可以把任意屏幕停留视图当做一平面进行注释。
[0080]3) NX PMI添加截面视图
[0081]按照需求创建尽可能多的横截面视图,查看装配部件之间是如何交互的。
[0082]4) NX的PMI布局添加
[0083]因为PMI标注反应模型某一个平面的说明信息,对于稍复杂的装配或零件模型单个视图不能把全部信息表示出来,所以通过布局将模型多个方位的信息表达出来。
[0084]5)成果展示
[0085]加工中心夹具三维可视化装配图。
[0086]三、装配的仿真
[0087]1、装配体干涉分析
[0088]干涉检查包括动态干涉检查和静态干涉检查。本发明仅涉及静态干涉检查。静态干涉检验是指物体在空间中静止即场景中零件在整个时间轴上是不发生变化的,检测零件间的干涉情况。可利用NX软件自带的分析功能进行简单分析,也可对装配件的部分或全部组件间隙分析,此模式可采用交互式或批处理模式进行装配分析,具体方法有如下3种:
[0089]方法一 -Assemblies----Components----Check Clearances
[0090]方法二:Analysis----Simple Interference
[0091]方法三:Analysis----Assembly Clearance
[0092]干涉检查主要采用以下三种模式进形分析:
[0093]基于小平面(Facet Based):利用小平面进行分析。特点:速度快。如果检查出相交,系统就建立许多交线和交点以表示干涉体积。
[0094]使用可用的实体(Use Solids Where Available):默认方式。(建议使用此模式。)特点:此模式首先用小平面进行预处理,再用实体方式完成分析。如果要建立并保存干涉实体。
[0095]使用实体(Use Solids):此模式利用实体几何体计算精确的结果,这种
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