MBD技術(shù)條件下樣板應(yīng)用研究

摘 要：在MBD技術(shù)的支撐下對(duì)樣板應(yīng)用的研究，可以將三維模型中的數(shù)據(jù)用二維工程圖紙的方式表達(dá)出來(lái)，將產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息用平面的方式表達(dá)出來(lái)，保證數(shù)字量傳遞、制造和協(xié)調(diào)的準(zhǔn)確度，避免標(biāo)準(zhǔn)樣件在過(guò)度環(huán)節(jié)花費(fèi)太多的時(shí)間，縮短協(xié)調(diào)的路線和時(shí)間，從而節(jié)省整個(gè)樣板生產(chǎn)周期，提高工作效率。樣板設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)發(fā)揮樣板直觀、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，提高M(jìn)BD條件下樣板為飛機(jī)等機(jī)械的服務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：MBD技術(shù)；樣板；應(yīng)用；新途徑

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.224

0 引言

在傳統(tǒng)的飛機(jī)樣板制作過(guò)程中，是以模線樣板生產(chǎn)作為生產(chǎn)飛機(jī)的主要步驟，因此模線樣板的制作進(jìn)度直接影響了新飛機(jī)的出廠周期。飛機(jī)上的零件種類很多，因此在樣板制造的過(guò)程中也會(huì)涉及很多樣板品種的選擇，在飛機(jī)的制造過(guò)程中，樣板發(fā)揮著主導(dǎo)的作用。隨著MBD技術(shù)的成熟與發(fā)展，我國(guó)在飛機(jī)樣板的制作中，積極采用三維模型加二維數(shù)據(jù)的形式，建立數(shù)學(xué)模型，提高飛機(jī)制造效率。因此在MBD條件下，樣板的應(yīng)用空間還很大。

1 MBD技術(shù)條件下樣板研究的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)的工程圖紙相比，MBD技術(shù)擁有巨大的優(yōu)勢(shì)，樣板應(yīng)用在此基礎(chǔ)上發(fā)揮最大的作用。主要有八大點(diǎn)：第一，MBD數(shù)據(jù)集是樣板生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的單一數(shù)據(jù)來(lái)源，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)不吻合、成本高的現(xiàn)象；第二，MBD技術(shù)可以展現(xiàn)樣板的三維空間動(dòng)態(tài)，直觀的表達(dá)樣板造型，尤其是一些有曲面的樣板；第三，可以促進(jìn)研制人員對(duì)樣板設(shè)計(jì)的表達(dá)，可以讓生產(chǎn)人員更加準(zhǔn)確的把握樣板設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，更精確的制作樣板；第四，可以更好的實(shí)現(xiàn)新型技術(shù)和產(chǎn)品的制造和加工；第五，MBD技術(shù)真正的實(shí)現(xiàn)了樣板產(chǎn)品數(shù)字化定義，使產(chǎn)品在加工、裝配、測(cè)量和檢驗(yàn)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)高度的集成，生產(chǎn)人員即使在脫離圖紙的情況下，也能進(jìn)行產(chǎn)品的順利制造和檢驗(yàn)；第六，MBD技術(shù)借助CAD系統(tǒng)具備的隱藏、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和縮放等功能，使得樣板產(chǎn)品信息可以更加簡(jiǎn)潔、有效存取、管理和展示；第七，基于MBD技術(shù)的制造技術(shù)采用數(shù)字化研制體系，可以準(zhǔn)確、高效的傳遞樣板產(chǎn)品信息，可以避免在后期生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)人員閱讀、輸入產(chǎn)品信息的流程，減少產(chǎn)品研制過(guò)程中由于人為因素導(dǎo)致的操作失誤，減少重復(fù)性勞動(dòng)，提高整體生產(chǎn)效率；第八，在MBD技術(shù)條件下，樣板應(yīng)用研究可以給研發(fā)人員帶來(lái)三維模型和二維數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)，可以促進(jìn)研發(fā)人員更準(zhǔn)確的把握產(chǎn)品的信息。

2 MBD技術(shù)條件下隔板定位樣板的應(yīng)用研究

在飛機(jī)的裝配過(guò)程中，傳統(tǒng)的方式是通過(guò)在平面或近似平面的壁板上進(jìn)行，主要是采用工裝，一般要花費(fèi)大量的設(shè)計(jì)時(shí)間、消耗大量的材料、延長(zhǎng)加工時(shí)間。而在MBD技術(shù)條件下的隔板定位樣板的設(shè)計(jì)可以利用三維模型進(jìn)行模擬試驗(yàn)，得到精確的二維工程圖紙數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)字化生產(chǎn)，得到的產(chǎn)品用于飛機(jī)制造的時(shí)候也會(huì)有更高的利用率。在MBD技術(shù)的支撐下，將10到15天的設(shè)計(jì)研制周期縮短為1到2天，大大縮短了前期的設(shè)計(jì)時(shí)間，同時(shí)解決隔板間間距小的問(wèn)題，隔板定位樣板已經(jīng)可以取代裝配工裝，達(dá)到隔板安裝的要求。隔板樣板以其簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的特點(diǎn)，廣泛的用于航天制造業(yè)中。

3 MBD技術(shù)條件下裝配檢查樣板的應(yīng)用研究

在飛機(jī)的某些大型零件安裝之后，需要對(duì)其在實(shí)際操作中的性能進(jìn)行檢測(cè)，需要非常精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，而這些專業(yè)要求高的工作必須由專業(yè)的技術(shù)人員完成，因此占用大量的專業(yè)人員，增加飛機(jī)制造過(guò)程中的技術(shù)和人工成本，一旦檢測(cè)不合格，又要花費(fèi)大量的時(shí)間去更換，浪費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力。而裝配檢查樣板在設(shè)計(jì)時(shí)間上占有足夠的優(yōu)勢(shì)，減少加工周期，還可以更準(zhǔn)確的進(jìn)行幾何形狀、定位尺寸的檢查，關(guān)鍵是每個(gè)操作人員都可以使用，后期檢查的過(guò)程中，不需要太多的技術(shù)要求。

裝配檢查樣板的設(shè)計(jì)需要借助CATIA軟件，將需要檢查的數(shù)學(xué)模型裝配在同一個(gè)catproduct中，樣板的造型取自飛機(jī)外緣形狀，保障檢查工作環(huán)境的安全。采用20#的冷軋鋼板制作裝配檢查樣板，可以提高裝配檢查樣板的使用效果。

4 MBD技術(shù)條件下型材類零件外形樣板的應(yīng)用研究

科技的進(jìn)步帶動(dòng)數(shù)字化的進(jìn)程，航天事業(yè)也積極引用數(shù)字化技術(shù)，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在飛機(jī)零件制造過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到一些曲面零件的加工，但是由于曲面的尺寸把握的高難度，時(shí)間生產(chǎn)中就會(huì)出現(xiàn)很多廢品，浪費(fèi)了不少資源。目前對(duì)這種曲面零件的制作還很難進(jìn)行數(shù)控加工，因?yàn)楹茈y找到零件的原點(diǎn)，定位的時(shí)候也比較困難，生產(chǎn)的進(jìn)度很難掌控。因此在這類零件加工中還是建立傳統(tǒng)的平面數(shù)模。

這種帶有曲面零件的外形樣板的設(shè)計(jì)不同于以往的外形樣板的設(shè)計(jì)，是在展開(kāi)數(shù)字模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行外形樣板的設(shè)計(jì)?？蒲屑夹g(shù)人員根據(jù)工程數(shù)據(jù)將數(shù)字模型展開(kāi)，得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行重新建模的工作，外形樣板的模型可以提高曲面零件的精確度。外形樣板是加工全面零件的重要依據(jù)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)的建立和表達(dá)都需要十分的準(zhǔn)確和清晰，最大程度的節(jié)省飛機(jī)制造的周期，提高飛機(jī)產(chǎn)品出廠時(shí)的質(zhì)量。

5 MBD技術(shù)條件下模線樣板的應(yīng)用研究

國(guó)內(nèi)外在軍機(jī)生產(chǎn)中普遍運(yùn)用MBD技術(shù)，新技術(shù)條件下，模線樣板的應(yīng)用價(jià)值也得到充分的發(fā)揮。模線樣板作為檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)可以為檢測(cè)帶來(lái)更加直觀、簡(jiǎn)便和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；作為大型零件的配置工作來(lái)說(shuō)，可以更加經(jīng)濟(jì)、輕便；作為加工高難度的小型零件來(lái)說(shuō)，可以準(zhǔn)確的控制零件的尺寸和造型。模線樣板技術(shù)還可以運(yùn)用到更多零件的加工、配置、檢查和工作中，需要技術(shù)人員不斷挖掘新的價(jià)值，借助MBD技術(shù)的力量，簡(jiǎn)化飛機(jī)制造過(guò)程，縮短生產(chǎn)周期，提高工作效率和質(zhì)量。

6 總結(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品數(shù)字化改革已經(jīng)成為大勢(shì)所趨，三維數(shù)學(xué)模型加二維工程圖紙的生產(chǎn)方式逐漸替代二維圖紙的生產(chǎn)模式，讓生產(chǎn)前線的制造人員可以更好的領(lǐng)會(huì)技術(shù)人員表達(dá)的意圖，準(zhǔn)確的進(jìn)行產(chǎn)品的加工與制造。在樣板生產(chǎn)過(guò)程中積極采用MBD技術(shù)，可以為飛機(jī)、航天器的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，促進(jìn)我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展。

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