主要指支架的輪廓多邊形, 根據輪廓多邊形的尺寸及用戶輸入的參數計算具體結構的主尺寸, 例如根據用戶輸入的ni 或者di 計算型架板草圖的長度參數Bi= F( L i, ni, di ) 等。當設計草圖完全確定后, 根據計算或者輸入的詳細設計參數( 截面參數) , 利用CAD 的掃掠( loft ) 功能生成最終的實體模型, 完成支架部分的設計。
6 復合材料構件模具設計系統(tǒng)的開發(fā)
基于以上對復合材料構件成型模具設計方法的研究, 整個復合材料構件模具的設計可分為3 個階段進行: 成型曲面的可加工性檢測階段, 模具體設計階段以及支架設計階段, 采用自頂向下的設計模式, 利用向導的方式指導設計者進行模具的設計。開發(fā)了其數字化設計系統(tǒng), 該系統(tǒng)主要包括3個模塊: 成型曲面可加工性檢測模塊、模具體設計模塊、支架參數化設計模塊。其系統(tǒng)的結構如圖5所示。
成型曲面可加工性評價模塊主要是在設計初期, 對復合材料構件成型曲面按照曲面本身的設計質量以及企業(yè)現有的資源條件進行檢查, 在設計階段判斷出不符合設計質量的曲面, 以免影響后續(xù)的加工制造, 出現加工迭代情況。模具體的設計模塊主要是在設計模具體階段, 考慮到成型曲面在設計過程中不易偏置, 而且模具體與支架結構制造方式的不同, 防止因制造誤差而引起的模具體與模具支架不能裝配的情況, 保證設計的模具體與支架的成功裝配, 減少模具體的變形, 提高精度。支架的參數化設計模塊主要在設計支架時, 利用參數化設計思想, 減少設計者的大量而煩瑣的重復繪圖工作, 提高設計效率。
根據企業(yè)的實際需求, 本系統(tǒng)基于CAA 進行二次開發(fā), 集成于CAT IA 系統(tǒng)中。該系統(tǒng)已在國內某大型航空企業(yè)中得到了成功應用, 取得了很好的應用效果。圖6 為根據本系統(tǒng)設計的飛機某復合材料構件成型模具以及系統(tǒng)的部分界面。
7 結束語
本文研究了復合材料構件模具自頂向下的設計過程中的若干關鍵技術, 開發(fā)了相應的設計系統(tǒng)。為減少加工迭代問題, 今后將針對成型曲面的質量檢測技術做更加深入的研究; 根據不同的工藝、工件的大小、形狀特征、經驗知識等因素, 總結復合材料構件模具材料的選擇方法, 以及模具設計中的經驗和知識, 建立相應的設計知識庫系統(tǒng), 以輔助復合材料構件模具的設計。
參考文獻:
[ 1] 韓克岑, 張穎. 復合材料結構數字化設計與制造[ J] .航空制造技術, 2006( 1) : 50-52.
[ 2] 燕瑛, 王正龍, 劉秀之. 復合材料結構數字化設計與工藝制造一體化技術研究及應用[ J ] . 航空制造技術,2007( 8) : 46-48.
[ 3] 趙渠森, 楊國章. 復合材料飛機構件制造技術[M ] . 北京: 國防工業(yè)出版社, 1989.
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[ 10] 來新民, 黃田, 陳關龍, 等. 自由曲面數字化的自適應規(guī)劃[ J] . 上海交通大學學報, 1999, 33( 7) : 837-841.
[ 11] Li S Z. Adaptiv e sampling and m esh g eneration[ J] .Comput er-Aided Desig n, 1995, 27( 3) : 235-240
6 復合材料構件模具設計系統(tǒng)的開發(fā)
基于以上對復合材料構件成型模具設計方法的研究, 整個復合材料構件模具的設計可分為3 個階段進行: 成型曲面的可加工性檢測階段, 模具體設計階段以及支架設計階段, 采用自頂向下的設計模式, 利用向導的方式指導設計者進行模具的設計。開發(fā)了其數字化設計系統(tǒng), 該系統(tǒng)主要包括3個模塊: 成型曲面可加工性檢測模塊、模具體設計模塊、支架參數化設計模塊。其系統(tǒng)的結構如圖5所示。
成型曲面可加工性評價模塊主要是在設計初期, 對復合材料構件成型曲面按照曲面本身的設計質量以及企業(yè)現有的資源條件進行檢查, 在設計階段判斷出不符合設計質量的曲面, 以免影響后續(xù)的加工制造, 出現加工迭代情況。模具體的設計模塊主要是在設計模具體階段, 考慮到成型曲面在設計過程中不易偏置, 而且模具體與支架結構制造方式的不同, 防止因制造誤差而引起的模具體與模具支架不能裝配的情況, 保證設計的模具體與支架的成功裝配, 減少模具體的變形, 提高精度。支架的參數化設計模塊主要在設計支架時, 利用參數化設計思想, 減少設計者的大量而煩瑣的重復繪圖工作, 提高設計效率。
根據企業(yè)的實際需求, 本系統(tǒng)基于CAA 進行二次開發(fā), 集成于CAT IA 系統(tǒng)中。該系統(tǒng)已在國內某大型航空企業(yè)中得到了成功應用, 取得了很好的應用效果。圖6 為根據本系統(tǒng)設計的飛機某復合材料構件成型模具以及系統(tǒng)的部分界面。
7 結束語
本文研究了復合材料構件模具自頂向下的設計過程中的若干關鍵技術, 開發(fā)了相應的設計系統(tǒng)。為減少加工迭代問題, 今后將針對成型曲面的質量檢測技術做更加深入的研究; 根據不同的工藝、工件的大小、形狀特征、經驗知識等因素, 總結復合材料構件模具材料的選擇方法, 以及模具設計中的經驗和知識, 建立相應的設計知識庫系統(tǒng), 以輔助復合材料構件模具的設計。
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