飞机零部件产品的三维工艺设计

我国航空制造业数字化技术的发展历程,主要是围绕着设计、制造和生产管理3个主线方向推进.典型模式一般是产品设计以CAD/CAE/PDM等系统为主线,制造以CAD/CAPP/PDM等系统为主线,生产管理以MES/ERP/CRM/SCM等系统为主线.近10年来,我国航空制造业在上述3方面的数字化建设上取得了巨大的成绩. 近年来基于二维(图纸)信息表达与传递方式正在被基于模型的设计方式所取代,产品设计已经全面采用基于模型的设计,使几何信息和非几何信息全部表达在三维模型上,不再需要进行二维非几何信息的补充表述.但是生产制造方面却显不足,主要是由于产品三维设计与二维化制造的不匹配所致.由于三维工艺设计技术的开发和应用远落后于三维产品设计技术,使得三维工艺设计成为产品制造的瓶颈.     

基于CAD/CAPP结构的回转体图形显示处理技术研究

为更好地实现工程图形文件的读取与数据共享,促进CAD/CAPP模块工艺信息的表达与集成,现在车削加工自动编程系统中,以车削回转体图形文件为研究对象,主要通过CAD软件系统完成图形输入,并利用VC语言开发应用程序,编程实现文件的数据读取与数据处理,变成CAPP模块需要的基于特征的数据结构,最后结合OpenGL图形处理技术,完成对输入图形的三维绘制以及其他渲染处理,最终实现了CAD/CAPP/CAM的正确集成,为CAD/CAM系统集成提供了新的技术支持.     

集成化虚拟装配系统体系结构研究

针对虚拟装配系统中的信息孤岛问题,提出了与CAD系统集成的虚拟装配系统体系结构。通过信息双向传递的VA-CADPIM模型实现虚拟装配系统与CAD系统的设计集成;采用虚拟手和鼠标、键盘的混合交互模式使设计者在沉浸式虚拟环境与非沉浸式CAD环境中相互切换,充分发挥沉浸式与非沉浸式环境的优势;通过分析系统信息流、运行原理及工作流程描述了系统的集成工作过程。基于CATIA V5及其二次开发环境,Immersion Virtual Hand SDK和组件技术实现了虚拟装配原型系统IVADS。通过某飞机的实例验证,表明该体系结构能够实现虚拟装配系统和CAD系统的无缝集成,具有较好的可扩展性和易移植性。     

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。     

集成化虚拟装配系统体系结构研究

针对虚拟装配系统中的信息孤岛问题,提出了与CAD系统集成的虚拟装配系统体系结构.通过信息双向传递的VA-CADPIM模型实现虚拟装配系统与CAD系统的设计集成;采用虚拟手和鼠标、键盘的混合交互模式使设计者在沉浸式虚拟环境与非沉浸式CAD环境中相互切换,充分发挥沉浸式与非沉浸式环境的优势;通过分析系统信息流、运行原理及工作流程描述了系统的集成工作过程.基于CATIA V5及其二次开发环境,Immersion Virtual Hand SDK和组件技术实现了虚拟装配原型系统IVADS.通过某飞机的实例验证,表明该体系结构能够实现虚拟装配系统和CAD系统的无缝集成,具有较好的可扩展性和易移植性.     

基于CAXA的三维物体模型重建及加工过程仿真

在介绍一种三维物体表面特征数据获取方法的基础上,利用CAXA软件平台,以普通眼镜盒实体为例,完成了对实体的三维模型重建及加工过程仿真(MPS),并提出了一种切实可行的CAT(计算机辅助测试)/CAD/CAM集成方案,为产品的设计、开发和制造提供了可行的方法与经验。     

CAD/CAE在飞机改型设计中的应用

结合某试验机承力密封框结构件的研制 ,开展先进CAD/CAE系统在飞机改型设计中的应用研究 ,其中包括 :简要介绍应用先进的CAD/CAE系统 ,进行承力密封框的三维数字化建模 ,包括建立三维结构模型和有限元分析模型 ;根据承力密封框的使用环境和设计要求 ,确定对其进行刚度和强度分析时所需的各种主要参数 ;应用CAE系统计算承力密封框的刚度和强度 ,分析计算结果。最后 ,总结了先进CAD/CAE系统在飞机改型设计中的应用效果     

严格逆向过程的捷联惯导快速回溯对准

回溯对准是利用高性能计算机反复进行正向和逆向导航解算来实现惯导系统的初始对准。对捷联惯导系统回溯参数辨识对准技术进行了研究,首次将严格逆向过程用在常规回溯对准中,其逆向过程不采用常规的近似解算,而是严格由正向过程的终点递推至起点,这可有效缩短惯导姿态失准角的估计时间,从而可相应提高捷联惯导在相同对准精度下的对准速度。最后,利用光纤陀螺捷联惯导系统进行了离线对准试验。结果表明,该对准方法的对准时间比常规回溯对准法缩短了1/3以上,证明了该对准方法的正确性、可行性。     

基于Hough变换的航空发动机管线三维反求建模技术

探讨了基于反求工程技术的管线三维反求建模策略,提出了基于Hough变换技术的管线平面、圆柱面特征的识别方法,以及管线的CSG模型构建技术,进而实现了对航空发动机管线的三维反求建模.经实践证明,该方法可以精确、有效地实现对航空发动机管线测量数据的反求建模.     

基于注塑CAD/CAE的多视图产品模型

在分析多视图模型的基础上 ,提出了基于多视图表达的双向转换CAD/CAE集成模型 ;根据注塑产品CAD视图和CAE视图的关系 ,分析了视图转换算法 ,实现了CAD视图和CAE视图之间的双向转换。     

逆向工程中曲面重构算法研究与实现

给出了基于坐标测量机测得的海量数据重新构造样板物体的数字化表面模型的算法流程。该算法首先利用部分测量数据构造张量积的B样条网格曲面,通过确定适当的检查点,并计算检查点到所构造的B样条网格曲面间的距离,从而控制重构曲面的构造精度。讨论了与文中算法相关的空间点到NURBS曲面间的距离计算等问题。给出了1个工程应用实例,表明该算法稳定可靠、效率较高。     

一种基于 ICT 的工件模型三维重建方法

基于ICT的CAD建模技术,是一种引入了ICT这一高新科技的逆向工程方法,模型三维重建是这一技术的关键。针对具有机加表面的产品工件,提出一种模型三维重建方法,对其实现过程进行了描述,并通过了实验验证。     

基于IGES的CAD/CAM后置处理器的实现

IGES是实现不同CAD/CAM系统之间的数据转换的文件标准,介绍了IGES的主要特点以及基于IGES的CAD/CAM平台后置处理器设计的基本过程。将一种CAD/CAM平台的模型数据通过IGES转换标准导入另一种CAD/CAM平台中,实现了模型数据的共享。     

基于STEP的CAD/CAPP集成

CAD/CAPP的信息渠成是CIMS的关键技术之一,它的实施必须应用STEP技术。本文介绍了一个基于STEP的CAD/CAPP集成系统,它是通过建立CAD和CAPP之间的信息转换接口,将MPIM和BRCAPP连接起来实现的。MPIM和BRCAPP之间的信息交换方式采用了STEP中性文件交换。     

基于IGES的CAD/CMM零件自动建模的实现

提出了一种基于IGES文件的CAD/CMM零件建模系统.该系统能够对待测零件的CAD数据自动进行提取与识别,并经处理形成具有检测意义的零件模型.文中给出了其实现的基本原理及系统组成,最后通过实验加以验证.     

CIEM系统工程集成技术

 应用数据库技术、文档管理系统和通用数据文件格式实现大型计算机辅助设计集成系统的数据管理、信息交换,在统一执行控制系统的操作下,实现程序流的运行和数据流的管理,同时为用户提供良好的用户界面,这样形成了CIEM集成系统框架。在此基础上集成了飞机设计的大量应用程序和图形软件,形成程序流和数据流,即CIEM集成系统的集成技术。     

成都飞机工业公司的CIMSCAD／CAM集成系统的设计与开发

介绍了成都飞机工业公司的ＣＩＭＳＣＡＤ／ＣＡＭ集成系统的设计和开发,论证了实现ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ集成的数据转换接口、加工特征定义、ＣＡＰＰ、工程数据库等关键技术的开发和应用。     

飞机外形和结构件反求建模技术研究

 探讨了基于特征的飞机外形和结构件反求建模策略,并给出曲面特征和实体特征的定义,该方法支持具有完整特征表达的模型快速重建。提出了大规模散乱数据k近邻的空间球搜索算法,其逐步增大搜索范围的策略可有效提高搜索效率。研究了结构件与外形相关曲面特征的重建方法,当贴合面较窄、外形线接近于直线时,采用直纹面逼近,否则由蒙皮曲面等距间接求取。研究了基于工程约束的曲面形状修改算法,以B样条曲面需满足的点、线、面几何约束为目标约束,通过最小化形状修改前后差曲面的弯曲能得到精确满足目标约束的光滑曲面,推导了曲面弯曲能和曲线约束的表达式。最后,以飞机翼肋模型反求为例验证了所提方法的可行性。     

基于STL文件的笛卡尔网格生成方法研究

采用从STL文件中直接获取模型几何数据的方法,利用ADT数据结构快速剔除相同顶点,提出一种新的“推进查找”方法替代以往网格单元是否在物面内部的判定方法,避免了对物面的自封闭要求,无需进行几何重构,直接完成网格生成,更进一步提高了自适应笛卡尔网格生成速度和自动化程度,为实现CAD与CFD的之间的数据对接提供了一种新的方式。     

五轴联动高速加工螺旋桨叶轮的关键技术研究

为提高整体叶轮的五轴高速加工精度和加工效率,利用B样条方法通过调整偏离权和光顺项权得到理想的二阶连续的桨叶曲面.把叶轮的CAD几何模型导入到CAM加工模块中,通过对五轴高速加工工艺规划的研究和加工参数的选择,计算出叶轮的加工刀轨路径,并通过后置处理得到符合MIKRONUCP800数控机床的NC代码并加工出叶轮产品.