基于特征的航空钣金零件快速设计方法研究与应用

在航空钣金零件设计知识没有得到管理和应用的情形下,钣金零件设计需要查询大量的纸质文件,导致建模时间长,重复劳动多,设计效率低下,容易产生人因错误.由于设计人员水平和习惯差异,航空钣金零件建模过程和方法不统一,模型质量参差不齐,难以实现规范化建模和最优化设计,也给后续工艺设计及加工制造带来不便.本文使用CATIA二次开发技术、基于知识工程的设计技术和CATIA航空钣金设计模块接口配置技术等,在总结提炼钣金特征设计知识、建立标准规范库和特征模板库的基础上,构建了基于特征的航空钣金零件快速设计系统,实现了航空钣金零件的快速规范化建模和最优化设计.系统已在型号研制中得到验证和使用,效果明显,大大提高了航空钣金零件的设计效率和质量.     

基于元素关联链的多领域特征模型一致性研究

为了有效地维护特征模型的一致性,提出一种基于设计特征模型与加工特征模型双向关联,并利用有关的准则,维护设计/加工/检测特征模型一致性的方法。     

设计特征模型中的装配特征识别

研究了由设计特征模型识别装配特征的算法 ,该算法采用凹凸特征模型为中间模型实现设计特征模型向装配模型的转化。识别算法用特征设计与特征识别相结合的方法有效地识别出设计特征指定面的所有凹凸特征 ,利用判别装配特征的充分必要条件得到所求的装配特征。该方法克服了传统算法的缺点 ,提高了装配特征识别的有效性和可靠性     

有利于并行工程的产品建模技术—变形曲面与特征剪贴

设计和制造人员协同开发新产品时，要求产品模型容易修改，而且适应毛坯制造、零件加工、工装设计等对产品模型进行相关变异的操作。本文介绍用有限元法求解约束变形的曲面造型技术和在机械产品特征模型中允许随机切取一部分结构，将其移植到另一个产品模型中的特征剪贴技术。     

面向制造的卫星零件设计系统的研究与实现

针对卫星零件的设计和加工特点,提出了一种基于特征的卫星零件面向制造的设计系统体系结构,研究了基于特征的面向制造设计系统中的零件信息模型,确定了该设计系统中可制造性评价的内容,并建立了基于知识和几何推理的可制造性评价系统,以实现面向制造的设计技术在卫星零件设计中的应用.     

角盒类零件加工特征识别方法

为提高角盒类零件数控加工工艺规划速度,研究加工特征自动识别过程,提出基于识别方向单特征顺序图匹配的特征识别方法。结合角盒类零件加工工艺流程,将加工特征分为正面加工特征、反面加工特征、正反双面加工特征、侧面加工特征4种类型。介绍了加工特征识别过程,包括孔特征和过渡特征识别与抑制、单特征属性邻接图生成与分解、加工特征类型判别等关键步骤。建立了角盒类零件加工特征识别原型系统,并通过角盒类典型零件验证所提方法的有效性与正确性。     

基于特征的蒙皮镜像铣加工残区刀轨优化方法

镜像铣加工装备及其加工工艺是蒙皮零件加工的有效手段,其特殊工艺对加工刀轨提出了等步距、无交叉、无抬刀且无残留等特殊要求。针对蒙皮零件加工特征的复杂形状,在满足等步距、无抬刀、无交叉的条件下对加工残留区域进行刀轨优化是一个难题。为解决以上难题,本文提出了一种基于特征的蒙皮镜像铣加工残区刀轨优化方法。该方法基于特征将蒙皮零件的工艺信息与几何信息相关联,自动提取加工特征的加工面及其对应的刀轨,将刀轨分割成若干段子刀轨,并构建子加工区域,再利用布尔并运算得到最终可加工区域。然后对加工面区域与最终可加工区域求布尔差识别出加工残留区域,并根据加工残区位置自适应生成满足蒙皮镜像铣特殊要求的优化刀轨。以典型复杂蒙皮零件验证本文提出的方法,结果表明,基于特征的蒙皮镜像铣加工残区刀轨优化方法可自动识别加工残区,并生成满足蒙皮镜像铣特殊要求的加工残区优化刀轨,为提高蒙皮零件数控编程效率提供技术支撑。     

动压马达半球零件表面微观工艺特征对 产品设计原理的影响研究

零件加工过程的工艺因素都会给零件表面及表层带来(留下)特有的微观特征,这种微观特征与产品设计原理和零件性能特性要求的匹配性对高精度惯性产品的固有性能会产生至关重要的作用.首次在惯性仪表制造体系中引入了零件表面微观工艺特征性概念,以解决仪表精度提高和合格率问题.采用微观工艺特征分析方法思路,从产品设计技术特征(原理特征和性能特征)角度,从更微观、更微小的细节去识别、分析加工合格的零件存在的某些特征状态.初步分析了动压马达半球零件加工表面存在的两类微观特征可能导致惯性仪表生产合格率低、参数稳定性差的影响机理和特征形成的制造因素,提出了改变和完善产品制造工艺设计的思路.     

基于特征编码的飞机结构件工艺设计

为解决飞机结构件数控加工工艺决策效率低及自动化程度不高的问题,提出基于特征编码的飞机结构件工艺设计方法。首先,该方法借鉴成组技术,将飞机结构件加工元分类编码,形成特征编码表后,把通过特征识别得到的加工特征分解为加工元,与特征编码表匹配并排序得到加工方案。最后,在CATIA V5平台上开发了基于特征编码的飞机结构件工艺设计模块。     

基于特征的航空机载设备壳体类零件CAD系统

为了满足航空机载设备壳体类零件集成制造的需求，建立了基于特征和STEP标准的零件集成信息模型，以此为基础在UG II 平台上利用UG/Open API接口开发了一个基于特征的CAD系统。该系统为制造后续环节提供较完备的零件设计和制造信息，便于实现零件设计、制造、测量的集成。     

并行CAD/CAM集成中的产品模型表示方法研究

提出了适用于并行协同CAD/CAM集成方式的产品模型表示方法。基于特征表示面向并行的产品模型,设计模型和制造模型有机地混合在同一表示中,可以同时满足设计与各制造环节的需要;用特征相关图完整地描述了各种类型特征之间(包括设计特征之间,设计特征与制造特征之间及制造特征之间)的相关关系,并利用双数据项字符矩阵全面地表示了特征相关图。     

一种民用飞机结构建模方法研究与应用

民用飞机结构设计过程中,结构建模占用了设计人员大量的时间与精力,如何快速完成结构建模是提升结构设计效率的关键之一,基于CATIA 二次开发技术,提出一种民用飞机结构快速建模方法。在分析总结常用民用飞机结构数模的基础上,将常用零件模型分解为典型加工特征的组合;针对每个特征,创建为CATIA知识模板,并集成为结构特征模板库;同时,采用CAA 二次开发技术,设计可视化操作界面用于特征模板库调用;通过模拟减材加工过程逐个调用加工特征模板,完成结构模型创建;以下陷特征为例,对比分析传统布尔操作建模方法与本文建模方法的建模效率与质量。结果表明：该建模方法能够显著提高结构建模效率和质量。     

Process-scheme-driven N C machining cell for automatic construction of aircraft structural parts

In order to enhance the NC programming efficiency and quality of aircraft structural parts （ASPs）, an intelligent NC programming pattern driven by process schemes is presented. In this pattern, the NC machining cell is the minimal organizational structure in the technological process, consisting of an operation machining volume cell, and the type and parameters of the machining operation. After the machining cell construction, the final NC program can be easily obtained in a CAD/CAM system by instantiating the machining operation for each machining cell. Accordingly, how to automatically establish the machining cells is a key issue in intelligent NC program- ming. On the basis of the NC machining craft of ASP, the paper aims to make an in-depth research on this issue. Firstly, some new terms about the residual volume and the machinable volume are defined, and then, the technological process is modeled with a process scheme. Secondly, the approach to building the machining cells is introduced, in which real-time complement machining is mainly considered to avoid interference and overcutting. Thirdly, the implementing algorithm is designed and applied to the Intelligent NC Programming System of ASP. Finally, the developed algorithm is validated through two case studies.     

复杂结构件数控编程加工特征用户自定义方法

加工特征是实现复杂结构件高效、高质量数控编程的有效手段,但是同一类加工特征只是几何形状和加工工艺相似,并不完全相同。如何适应不同的企业资源与工艺水平、不同类型的复杂结构件进行加工特征定义是基于加工特征进行自动数控编程的一个难题。针对以上难题,本文提出了一种复杂结构件数控编程加工特征用户自定义方法,基于全息属性面边图表达加工特征几何信息,给出了具有一定柔性的加工特征几何信息定义方法,基于语义与规则建立加工特征工艺信息及其与几何信息之间的关联关系,实现了由用户根据企业的制造资源、零件结构和工艺人员的编程习惯等因素自定义加工特征。根据本文提出的方法开发了飞机复杂结构件加工特征用户自定义及自动编程系统,已成功应用于国内某大型航空制造企业的飞机结构件数控编程,经过多项飞机结构件测试,本文提出的方法特征识别正确率平均达到97%。     

飞机结构件轮廓特征加工自动分区算法

作为飞机结构件重要组成部分,轮廓特征包含大量复杂曲面,且与工艺凸台等干涉物相连接,使得轮廓特征编程需综合考虑复杂曲面及干涉物信息,在自动编程模式下,轮廓特征编程仍严重依赖人工经验,其编程周期占结构件编程周期的40%以上,严重影响了结构件编程效率。针对该问题,提出了一种综合考虑复杂曲面及干涉物信息的轮廓特征加工自动分区方法,基于相邻轮廓面连接边属性及凸边约束原则对轮廓面进行初分区,依据干涉物信息构建虚拟边界,并基于虚拟边界对轮廓面初分区结果进行横向和纵向加工区域划分,通过对划分区域进行合并得到轮廓特征加工分区结果。根据提出的方法开发了飞机结构件轮廓特征加工自动分区系统,经过多项典型飞机结构件测试,该方法稳定可靠,可为轮廓特征加工程序编制提供支撑。     

工序模型驱动的航空发动机零件机加夹具变型设计方法

航空发动机新机研制过程中设计更改频繁,导致机加夹具修改工作量大。为提高机加夹具设计对航空发动机零件设计变更的响应速度,基于产品主模型思想,提出了一种工序模型驱动的航空发动机零件机加夹具变型设计方法。通过分析航空发动机零件机加夹具的设计特点,明确航空发动机零件机加夹具结构与机加工序模型装夹特征之间的关联关系,在此基础上构建航空发动机零件机加夹具变型设计主模型;通过设计同构零件装夹特征映射算法,将工序模型与夹具变型设计主模型中的装夹特征自动关联,实现工序模型与夹具变型设计主模型之间的设计参数联动;针对夹具结构中各类元件的资源特性,给出了不同类型夹具元件的变型策略,以提高夹具变型设计中各类元件资源的重用水平。最后,以铣削机匣外型面的夹具为例,验证了本文所提方法的可行性。     

基于飞机油箱模型形状特征的油量测量

在分析飞机数字式油量测量过程中目前广泛使用的切片法油量测量原理的基础上,针对现有的定步长切片法无法得到准确、可靠的燃油质量特性数据库的缺陷,结合对飞机油箱模型形状特征的分析,提出了基于飞机油箱模型形状特征的油量测量切片步长选择方法.此方法包括切片步长整体和局部选择两个过程,整体选择以实现相邻两切片平面所夹油箱模型体积近似相等为目的来确定切片步长,以体现油箱模型截面整体变化规律;局部选择以设计切片平面与截面突变平面重合或尽可能接近的方式,突出油箱截面的局部变化特征.实验结果表明:该切片步长选择方法较定步长方法能够建立更为合理、可靠的燃油质量特性数据库,从而提高了油量测量精度.     

基于贯序正则极端学习机的时间序列预测及其应用

为实现对液压泵特征参数的在线预测,提出一种贯序正则极端学习机(SRELM),并研究了基于SRELM的预测方法.SRELM根据结构风险最小化原理实现网络训练,其网络权值可随新样本的逐次加入而递推求解,具有泛化能力强与训练速度快的优点,因此适于特征参数的在线预测.基于SRELM的预测方法利用特征参数训练SRELM模型,以逐...