基于MBD技術(shù)鉆孔樣板的設(shè)計

邱璠

摘 要：文章介紹了基于MBD模型的鉆孔樣板的設(shè)計，鉆孔樣板對提高裝配協(xié)調(diào)互換的重要性，證明了鉆孔樣板設(shè)計可以較好的的提高鉆孔的精度。

關(guān)鍵詞：MBD；鉆孔樣板；定位

引言

隨著飛機(jī)設(shè)計、生產(chǎn)數(shù)字化進(jìn)程的逐漸深入，MBD技術(shù)在國內(nèi)外軍民機(jī)生產(chǎn)中普遍應(yīng)用?；贛BD技術(shù)的飛機(jī)裝配生產(chǎn)協(xié)調(diào)問題，是研制生產(chǎn)部門的重點技術(shù)問題。MBD（Model Based Definition）技術(shù)，即基于模型的工程定義，是一個集成的三維實體模型來完整表達(dá)產(chǎn)品定義信息的方法體，它以參數(shù)形式涵蓋了產(chǎn)品尺寸、材料、設(shè)計信息、公差及其他信息。

在數(shù)字化條件下，模線樣板的作用已由過去尺寸協(xié)調(diào)依據(jù)逐步轉(zhuǎn)化為提高制造和檢驗效率。鉆孔樣板作為模線樣板的一種，一般用于平面零件的鉆孔，用于保證裝配零件孔位的相互協(xié)調(diào)一致。過去以圖紙為依據(jù)設(shè)計鉆孔樣板，通過查圖紙確定零件的孔位。存在孔位信息查找困難，不能保證排孔的準(zhǔn)確性，無法實現(xiàn)同一裝配件，需要裝配多個孔文件的情況。在MBD技術(shù)下飛機(jī)裝配生產(chǎn)協(xié)調(diào)解決了上述問題。

1 MBD技術(shù)下鉆孔樣板的設(shè)計方法

基于MBD技術(shù)下設(shè)計的鉆孔樣板，通過裝配模塊將孔文件、三維數(shù)模裝配在一起，可以精準(zhǔn)的確定零件上所需的孔位。解決了復(fù)雜零件裝配協(xié)調(diào)問題。

1.1 選取合理的樣板位置

（1）鉆孔樣板需避開零件鉆孔面上的凸臺、下陷、倒角等結(jié)構(gòu)使鉆孔樣板與零件的鉆孔面完全貼合以確保精度。

（2）當(dāng)零件的鉆孔面為曲面且曲率變化較大時，可以用分段的方法使樣板與鉆孔面更好的貼合。分段原則一般按鉆孔面的曲率變化，保證每一段的凹凸方向一致。

（3）當(dāng)零件鉆孔面為曲面，下陷多且距離較近時，通常設(shè)計一塊鉆孔樣板。避免樣板數(shù)量過多，不好管理，同時對樣板維護(hù)增加困難。

1.2 設(shè)計方法分析

機(jī)加零件的鉆孔樣板一般分兩種：鉆孔面是平面和曲面的二種零件。對于鉆孔面是平面的零件一般以無凸臺、筋條的的平面作為使用面即鉆孔樣板投影面。如圖1所示。

對于鉆孔面時曲面的零件，在取制緣條兩側(cè)的鉆孔樣板時，通常采用分段投影法。如圖2所示。

根據(jù)裝配廠所提狀態(tài)，將需要鉆孔的零件位置，根據(jù)零件的曲率變化，下陷位置合理分段，確保鉆孔樣板精度。需要注意的是合理確定樣板使用位置，并在展開時按矢量線確定所需孔位。如圖3。

1.3 模線樣板設(shè)計

當(dāng)零件的鉆孔面為平面時，可以將孔文件中的釘孔點直接投影到零件表面。對于鉆孔面為曲面的情況，應(yīng)以矢量線作為依據(jù)，當(dāng)矢量線與零件表面不垂直時，將矢量線與零件表面相交得到的交點和零件表面一起展開。

為方便使用，鉆孔樣板設(shè)計時通常會設(shè)計非工作邊來避開零件上的凸臺或者倒角。當(dāng)無法使用工作邊定位零件與樣板的相對位置時要增加定位線，確定樣板使用位置。避免因樣板使用位置不對，造成孔位鉆偏，影響生產(chǎn)。如圖4所示。

以此零件為例，針對零件外形，在下緣條設(shè)計3塊鉆孔樣板。鉆孔樣板1/3從零件左邊緣線取制到下陷位置。定位基準(zhǔn)有零件左邊緣線、筋條定位以及上下外形定位。中間鉆孔樣板2/3無法使用工作邊定位零件與樣板的相對位置，需增加定位線，避開倒角。鉆孔樣板3/3按筋條及上下外形定位。由于零件曲度大，分段設(shè)計可以更好的貼合零件，挺高鉆孔精度。如圖5所示。

2 鉆孔樣板的優(yōu)越性

（1）保證定位的可靠性，操作方便、迅速。（2）可以減輕工人的勞動強(qiáng)度，提高工作效率，加快生產(chǎn)進(jìn)度。（3）提高勞動生產(chǎn)率可以縮短飛機(jī)的生產(chǎn)周期，而且勞動工時的減少也是飛機(jī)生產(chǎn)成本降低的主要因素。

3 結(jié)束語

文章介紹的鉆孔樣板的設(shè)計，是依據(jù)三維數(shù)字模型的裝配模型，將孔文件與零件裝配在一起，將帶孔信息的三維數(shù)模轉(zhuǎn)化為符合客戶需求的鉆孔樣板，并作為生產(chǎn)和檢驗零件的依據(jù)。解決了基于圖紙設(shè)計時孔位信息查找困難，無法實現(xiàn)復(fù)雜零件裝配多個孔文件等問題。保障了產(chǎn)品的質(zhì)量，減少工人勞動強(qiáng)度，更提高生產(chǎn)效率，縮短了飛機(jī)的生產(chǎn)周期，確保了新機(jī)研制項目的順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

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