基于MBD的数控加工工艺技术研究

针对传统数控加工工艺设计面临的问题,提出在基于MBD(Model Based Definition)的设计与工艺协同的新模式下,实现工厂工艺资源管理、数控加工工艺设计、工序模型的创建及三维标注、结构化工艺设计、三维作业指导卡的发布等一体化管理与应用.结构化工艺设计技术的应用将极大地缩短产品研制生产周期,为全面推进工厂的数字化建设提供了保障.     

基于PDM的辅助工序设计

在统一的PDM数据管理平台、一致的制造工艺数据表示方式下,企业在制造工艺过程定义中存在制造工艺过程定义的协同等问题,而建立准确的数据模型是保证各子系统间信息顺畅传递的关键所在,本文就辅助工序设计方案及流程设计做了详细介绍。     

航空制造企业面向协同的工艺并行设计系统研究与应用

提出了面向协同的工艺并行设计方法。分析了CSCW技术及制造企业工艺技术工作的应用现状,建立了工艺协同设计模型。以某航空制造企业基于CAPPFramework和Teamcenter集成开发的协同工艺设计系统为背景,建立了CSCW-CAPP的系统架构,对工艺协同设计中的关键流程进行了详细论述,并以XML为工具进行了协同系统协同过程的通信、合作和协调的形式化描述。     

面向飞机制造的协同工艺设计

介绍了教练机制造工艺设计过程的基本特征,描述了协同工艺设计的方法和要求,揭示了协同工艺设计工作在教练机零件制造和部件装配中的作用及意义。     

面向三维重建的工艺语言理解及工艺语义模型构建

从动态工艺设计过程的视角考察工艺设计意图和二维工序图形的进化进程,以电子工艺卡片为输入对象,将自然语言理解技术和图形理解技术相融合,用具有工艺语义的工序语言指导二维工序图形的三维重建,实现对制造毛坯三维形态演变过程的智能推理,重建出基于特征的零件模型及中间工序模型.研究了工艺语义的定义与表示、机械加工领域概念知识库的构...     

CFRP/Ti叠层构件螺旋铣孔层间孔径偏差研究

螺旋铣孔是航空航天领域装配孔加工的一种新型加工工艺,与传统钻孔工艺相比,具有加工质量好、制孔效率高、刀具成本低等优势。在进行碳纤维复合材料（CFRP）/钛合金（Ti）叠层构件螺旋铣孔时,由于两种材料特性差异巨大,易导致层间出现孔径偏差,影响制孔精度,成为螺旋铣孔技术应用过程中亟须解决的关键问题。基于便携式螺旋铣孔单元搭建了试验装置,开展了CFRP/Ti叠层构件螺旋铣孔工艺试验,分析了CFRP/Ti叠层构件螺旋铣孔层间孔径偏差的形成原因,提出了通过改变螺旋铣孔工艺参数和铣削方式减小CFRP/Ti叠层构件层间孔径偏差的工艺方法,并进行了试验验证。结果表明,变工艺参数加工可使层间孔径偏差有效降低,不超过0.02 mm。     

工序网络图表法在机加工艺过程优化设计中的应用

介绍了一种适用于航空发动机机加工艺过程优化设计和编制的新方法———工序网络图表法。     

基于MBD技术的航空制造数字化工艺实施应用

目前机加工艺编制仍然以二维工艺卡片为主,工艺人员接收工艺编制任务后,通过TCM设计加工过程的各工序和工步,工艺员需要通过TCM与其他数字化产品设计工具绘制加工过程模型的二维工序图,并且在工序图上添加工艺标注,工步内容、刀具、量具等工艺相关信息,在做大量的图形绘制工作,同时加工信息也要进行详尽的说明,由于数据源不唯一,人工获取与处理MBD模型的信息,势必造成信息重复录入和人为失误带来数据不一致的情况发生,工艺员不增值劳动太多,巨大的人力、物力消耗在与工艺设计无关的环节上.     

面向MBD环境的三维CAPP技术研究

传统的二维工艺设计应用模式无法直接利用上游设计发放的三维模型,在工艺设计阶段需要经历二维/三维的转换过程,这无疑加大了工艺人员工作量,并且无法为后期的数控加工以及工艺检验提供三维数模的支持。本文提出的MBD环境下的三维CAPP技术,可以直接利用零件MBD模型进行工艺规划,在工艺规划过程中建立的MBD工序模型,可以在CAM、CMM阶段直接利用,实现CAD/CAPP/CMM/CAM的集成,为更进一步的CIMS集成技术研究奠定了基础。     

基于VPM的并行工程在飞机研制过程中的研究初探

本文介绍了并行工程与成熟度的概念以及国内现有飞机设计/制造异地协同模式,在此基础上,提出了一种基于VPM的设计/制造并行工程模式,该模式通过成熟度的划分与升降级控制,实现了产品设计、工艺设计与工装设计三者并行协同,从而缩短了整个产品研制周期,并能从根本上解决厂所分离模式下导致的跨平台异构系统间数据迁移所带来的隐患。     

装备产品工艺的设计开发与控制

从标准对工艺设计和工艺控制的要求入手,分析了标准的内涵,给出了工艺设计、评审、验证、确认、更改的基本概念,在此基础上,对如何开展工艺设计活动提供了基本思路,对几种主要的工艺文件如何编制给出了指导性意见,对主要的工艺控制活动如何开展给出了方法,最后指出做好工艺工作对组织生存和发展均具有重大意义。     

C919大型客机的协同数字化工艺设计

讨论了数字化工艺开展的条件、协同设计的基本方法,并给出了数字化装配工艺仿真分析、装配协调准确度分析的基本要素,提出并建立了基于模型定义的生产现场可视化方案,为C919飞机开展数字化协同设计奠定了基础。     

支持工艺设计的制造知识类型及层次模型

针对工艺设计人员对大量制造知识的需求问题,分析了制造知识与工艺设计的关系,按照对工艺设计的支持作用,将制造知识分为制造资源类、制造对象类和制造过程类三大类别,建立了包括零件层、属性层和数据库层的制造知识结构层次模型,以制造设备为例,采用IDEF1X方法建立了支持工艺设计的制造知识表达模型.     

一种飞机顶层设计指标最优分配的新方法

探讨了一种新的设计指标最优分配方法--协同分配法,用于处理飞机顶层设计中的大规模设计指标最优分配问题.分析了飞机顶层设计中的设计指标最优分配特征,据此给出了协同法的原理并建立了数学模型.协同法按设计指标分配关系将最优分配问题分解为主系统优化和子系统优化,主优化对子系统设计指标进行最优分配,子优化以最小化分配设计指标值与期望设计指标值之间的差异为目标,进行子系统最优设计,或对底层元件(如飞机翼梁、翼肋和翼盒等)进行设计指标最优分配,并把最优解信息反馈给主优化.主优化通过子优化最优解信息构成的一致性约束协调分配量,提高系统整体性能,并重新给出分配方案.主系统与子系统反复协调,直到得到设计指标最优分配方案.两层可靠度指标分配算例初步验证了本文方法的正确性与可行性,三层可靠度指标分配算例证明了本文方法的有效性.最后,以重量指标分配为例,简要叙述了针对飞机顶层设计中设计指标协同分配的数学模型和求解思路.     

全复合材料主承力梁结构研制与分析验证

根据结构特点和受力特性,研制了一种全复合材料主承力梁结构。给出了主梁的铺层设计,详述了其成形工艺。基于MSC.Patran/Nastran建立了主梁有限元分析模型,采用线性求解器对多级载荷作用下的主梁进行了静强度分析,给出了结构应变与位移结果。同时设计了强度试验方案,对主梁结构进行了静强度试验验证,采集了应变与位移信息,确定了结构的响应。结果表明,全复合材料主承力梁结构满足强度设计要求,为复合材料应用于主承力结构提供了依据。     

支持工艺设计过程的工作流模型研究

通过对工艺设计过程工作流模型的研究，将现阶段工艺规程设计的工作模式转化为计算机可处理的工作模式，介绍了建立AO、FO电子审签系统的流程控制方法和运行的状态，以及所开发基于工作流平台的工艺编制功能。     

CFRP/TC4叠层结构制孔技术对比实验

因CFRP、TC4材料的物理性能差异较大，导致CFRP/TC4叠层构件切削性能匹配性较差，钻削过程中存在界面损伤、CFRP孔壁损伤难以调控的问题。针对上述问题，本文采用变参数啄式钻削工艺、变参数钻削工艺和恒参数钻削工艺对CFRP/TC4叠层结构进行了制孔实验，并对不同工艺条件下的轴向力、界面质量、TC4的切屑形态、CFRP层孔壁质量进行了对比分析。结果表明：相对于其他两种钻削工艺，在变参数啄式钻削工艺条件下，TC4材料层轴向力明显较高，产生短带状和短螺旋状切屑；CFRP层出口和入口处的孔径更接近于名义孔径，孔壁缺陷较少，表面粗糙度相对较小。     

环氧树脂膜RFI工艺研究

借助流变仪和差示扫描量热仪分析了双酚F环氧树脂膜的性能,以此为依据先后制备了四个批次铺层方式为[（0,°90°）/（±45°）]s的层合板;利用超声波无损检测和金相显微检查等手段检测了层合板的内部质量;逐步调整、优化RFI工艺的参数,制出了质量较优的层合板;测试了各批次层合板的拉伸、弯曲和层间剪切性能,并对破坏形式和机理进行了探讨。随着RFI工艺参数的优化,制得的层合板的孔隙率逐步降低、层间由疏松变为致密,其破坏形式为不分层的小区域破坏,宏观力学性能不断提高。     

飞机软油箱新型成形模胎——骨架式纸板模

飞机软油箱一般为多层橡胶和加强布层组成的软体薄壳式结构,形状各异。传统的成形方法是在金属分解模上分层贴制,然后高温硫化脱模而成。这种方法橡胶收缩率难以掌握、变形大、工艺不稳定、模胎制造困难、工序多、成本高、周期长、难于返修、与飞机结构     

基于知识工程的钣金快速工艺设计系统开发

介绍了国内外现代民用飞机快速研制的实际需求,参考国外航空制造企业的经验和国内飞机钣金专业技术在知识工程方面的研究进展,提出了以知识工程技术为核心,以数值推理为手段,建立钣金快速工艺设计系统的总体思路与技术途径,并通过专家知识库构建和系统软件开发,建立基于知识工程的钣金快速工艺设计系统。通过在民用飞机研制中的应用,批量、自动实现了钣金零件的工艺性分析、工序设计,自动生成工艺分析报告、制造大纲、数控代码,大幅度提高民用飞机研制的工艺设计效率,降低技术人员的劳动强度。