基于CATIA的装配型架骨架快速设计技术研究与实现

基于CATIA的装配型架骨架快速设计技术研究与实现

第+0卷第3期!""#年0月

机电产品开发与创新

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基于’()*(的装配型架骨架快速设计技术研究与实现

蒋红岩!%黄

(!"南京航空航天大学%江苏南京

翔!%唐实"

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#!$$!%)#&成都飞机工业集团有限责任公司四川成都

摘要"骨架设计对飞机装配型架的总体性能和研制进度具有重要影响&在深入分析骨架形状及其设计

特点的基础上%提出了主元线框的概念%并建立了可扩充可修改的骨架线框库&在&’()’平台上建立了骨架设计的流程向导%大大提高了骨架设计的效率%取得了良好的效果&

关键词"&’*)型架)骨架)线框中图分类号"()*’!"+

文献标识码",

文章编号"!--#.%%+*(#--%$-/.-0+.-*

"引言

型架是在飞机产品从零组件到部件的装配以及总装

元件)"骨架主元件组"和产品同一结构断面定位相关的一组主元件%并且这个面内的骨架元件构成封闭或半封闭的规则几何图形)#主元线框"骨架主元件组和该平面内的次元件的轴线连成的具有规则几何图形的线框&如果是开放式的线框%通过添加’修改线段%使其成为封闭的线框&一般情况下%骨架都可以提取出主元线框&

配过程中%用以控制其形状几何参数%且具有定位功能的专用工艺装备&在型架结构中%骨架是型架的基体%主要用于定位器’夹紧器的固定和支撑%同时确保这些元件空间位置的准确性和稳定性&目前%影响骨架设计效率的因素有以下几个方面"!骨架设计缺乏规范的设计流程%设计的随意性大%设计质量和效率主要依赖设计人员的个人水平)"在长期的生产实践中%积累了大量的骨架设计知识和经验%但目前缺乏归纳和总结的机制%造成了这些知识和规则的浪费和流失)#1,2应用水平有限%导致设计出来的骨架可重用性较差%一旦产品发生改变%骨架修改困难%重复劳动多%设计效率低下&

针对以上问题%本文在分析归纳骨架设计特点的基础上%提出了主元线框的概念%在此基础上建立了可扩充’可修改的无冗余骨架线框库&建立了骨架设计的流程%包括骨架元件造型’骨架元件相贯处理和骨架明细表信息&

+,!线框库设计与重用

骨架线框库中的零件可以是完整的骨架线框%也可

以是骨架中可重用的部分(如底座线框$&骨架线框库为可扩充’可修改的开放库&管理员可以根据需要添加’删除库中的零件&利用主元线框的形状对骨架线框进行分类%并考虑到线框零件之间的互换性&如图!所示%骨架的上下梁为主元件&提取它们的轴线%经过和次元件轴线的连接’修改%得到两个骨架的主元线框分别为长方形和梯形&通过改变参数3!和

3#的值%骨架的形

状就可以发生相互转换%这两种线框视为

主元件

3!3#

+

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主元线框与线框库

主元线框定义

骨架线框是骨架建模的重要基础&为了便于检索%

图!骨架形式的统一

同一种线框&同时%"#$%!&’#()*+"*,+-.’/0,1-具有相同形状的主元

线框%但是主元线框个数不一样的线框零件%将之归入一类&这样%线框库中的线框种类就大大减少了&有效避免了线框库的冗余&线框库中线框的集合称为4%则

要求线框库分类明确’定义简单%这也是骨架快速设计的保证&为了建立适用的骨架线框库%首先提出如下概念"!骨架主元件和次元件"将用于安装定位件’夹紧件的骨架元件定义为骨架主元件%其余的骨架元件为次

收稿日期"!""#$"%$&"

作者简介"蒋红岩#!"#$%$%女%硕士研究生&研究方向"数字化设计制造’制造业信息化&

4的数学表达式为"

456(7875#9%:7875!;.!9%<7875*;=;/;%9%**%>?(!$

式中"(+主元线框的形状为三角形):,主元线框的形状为四边形)<,主元线框的形状为六边形)>,无法提取主元线框形状的其余骨架线框)7,主元线框的个

!"

基于CATIA的装配型架骨架快速设计技术研究与实现

!制造业信息化!

数"!"##主元线框不在同一平面内"但非常接近$线框库中的每一个线框元素$可以看成是三个元素的集合"即%

$%&’!&(!&)!*’+(

其中’!%,’!-"’!+))’!.*为某类骨架线框的所有线框集合$(!为’!的类’或称哑图("类中定义描述了线框零件的拓扑结构和尺寸参数$骨架零件的参数由主参数和其余次要参数共同组成$根据主元线框的定义"线框的主参数也可以分为三类%主元线框参数&主元线框间距和其它参数$其余参数根据知识和规则通过表达式和主参数建立联系$)!为文本文件"用来说明该类骨架的设计意图和属性等工程信息$

实现线框的重用需要将线框库中的零件实例化"并驱动线框零件的主参数获得实例$为此"本文开发了一种骨架线框的离线编辑工具"实现了骨架线框的离线编辑"使用户能根据设计需要编辑线框尺寸"达到快速修改的目的$具体步骤如下%!离线编辑工具提取保存与此线框实例中的主参数及参数值"并获得该实例在线框库中的二维哑图*"通过比对哑图"利用离线编辑工具修改主参数值$获得新的主参数值"通过/(0函数实现零件组参数的编辑和零部件模型的刷新$

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骨架建模

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骨架元件造型

元件造型的实质就是将所选截面在轴线上扫略"进

而得到实体零件的过程$图+显示了元件造型的流程$在线框零件的基础上"选择使用的截面形状和扫略基准"并赋予元件材料"即可生成骨架元件$而截面定位基准包括截面定位点&截面定位角度和元件定位面"主要控制截面的定位情况$

截面形状

材料属性

扫略基准骨架线框截面定位基准

骨架元件

在生成骨架元件的四个要素中"骨架截面形状和材料是生成骨架元件的必需条件$本文归纳总结出1种目前骨架常用的型材%方钢&矩形钢&槽钢&圆钢"并在此基础上设计了骨架截面库$将骨架的常用材料整理"建立骨架材料库$截面库和材料库具有可扩充&可修改的开放性$保证了截面库与材料库在采用新的型材的后仍可使用$

!"!骨架元件相贯处理

骨架元件的相贯处理是指对元件之间采用合适的连

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接方式"从而得到相贯线的过程$本文归纳总结了三种常见的骨架元件相贯处理方式%单斜角相贯&对称面相贯和双斜角相贯"如图2所示$!单斜角相贯%两元件的相贯方式为一个元件的端面和另一个元件的侧面对接装配"保持后一个元件不变"找出相交平面"用该平面截前一个元件$如图2345所示*"对称面相贯%该种相贯方式多发生在两元件在端面处相贯的情况$为了保证焊接面完全吻合"元件间的焊接装配面必须在两元件轴线的角平分面上"计算出轴线的角平分面"并用该面对两元件做相交处理"即得相贯线$如图2365所示*#双斜角相贯%前面两种都是两个零件装配的情况"有时会有多个零件在一处进行装配"以三个元件在端头处相贯的情况为例说明$在对它 …… 此处隐藏：3593字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……