基于CATIA的模線樣板設(shè)計投影問題研究

郭禹彤

（中航工業(yè)沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司制造數(shù)據(jù)中心，遼寧沈陽110085）

基于CATIA的模線樣板設(shè)計投影問題研究

郭禹彤

（中航工業(yè)沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司制造數(shù)據(jù)中心，遼寧沈陽110085）

基于CATIA的模線樣板設(shè)計投影問題展開了探討，將模線樣板設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的三種問題的情況進(jìn)行了闡述，針對這三種問題使用凸緣下標(biāo)記、外形投影、分別投影三種方法分別進(jìn)行解決。

CATIA；模線樣板設(shè)計；投影

引言

對于飛機(jī)來說，要將其設(shè)計轉(zhuǎn)化為制造，則需要通過樣板設(shè)計來實現(xiàn)。同時樣板設(shè)計也是飛機(jī)幾何尺寸的參照標(biāo)準(zhǔn)，也能起到協(xié)調(diào)飛機(jī)制造中的各類部件、組件、零件尺寸的作用。在設(shè)計飛機(jī)零件三維模型以及理論外形時需要使用數(shù)字化的技術(shù)，在這一過程中，準(zhǔn)確、唯一是零件中的信息的主要特征。在數(shù)控加工中使用的檢測方法為數(shù)控測量，使用的傳遞方法為數(shù)字量方法，這種方法具有一個固定的數(shù)據(jù)來源，因此其工藝裝備制造具有非常高的準(zhǔn)確性。在當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r中，基于CATIA的樣板設(shè)計的發(fā)展前景非常好，但其零件形狀種類繁多，且十分復(fù)雜，因此在進(jìn)行基于CATIA的樣板設(shè)計時往往會碰到各種各樣的復(fù)雜的難題［1］。

1　基于CATIA的樣板設(shè)計中存在的問題

本文所探討的樣板設(shè)計所采用的樣板模線材料是多空網(wǎng)泡防火型，充填泡沫塑料是這一材料的主要成分，多用于飛機(jī)的燃油箱的填充，這種材料用于飛機(jī)燃油箱的原因就在于其海綿狀內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在燃油箱內(nèi)一旦出現(xiàn)火焰擴(kuò)散的情況，就需要對其進(jìn)行抑制，而海綿狀的結(jié)構(gòu)正好就能抑制火焰的擴(kuò)散，因此在飛機(jī)燃油箱中大多都使用多孔網(wǎng)泡防火材料，從而避免出現(xiàn)燃油箱爆炸的情況。

基于CATIA的樣板設(shè)計中存在的問題主要有三類：1）在進(jìn)行投影時，部分投影在投影面的形狀是一條線，導(dǎo)致模線樣板無法正常進(jìn)行加工［2］；2）凸臺的角度常會發(fā)生變化，但當(dāng)其角度變化太大時，就會導(dǎo)致其相交于延伸平面上，使其外輪廓無法正常獲??；3）將三視圖投影用于異邊非直角零件時，零件的尺寸往往不夠精確，位置也不夠精準(zhǔn)，常常發(fā)生偏移的情況。

2　基于CATIA的樣板設(shè)計中問題的解決措施

2.1外形投影

如果在凸臺角度發(fā)生變化時，出現(xiàn)角度過大的問題。在這種情況下，其延伸線在延伸上頂面相交，所以在這時想要獲得其外形就不能使用常規(guī)的方法。如果凸臺傾斜角度為120°，此時相交線就位于凸臺之外。在這種情況下，就應(yīng)該使用外形投，雙擊投影，隨后進(jìn)行零件外輪廓的選擇。模線樣板的加工需要在完成投影外形之后，而此時明顯還未完成，因此要將外形投字樣標(biāo)志在外形輪廓上，通過這種方式使得樣板零件外形得以正確表達(dá)。

2.2凸緣下標(biāo)記

如果出現(xiàn)投影時部分投影呈線狀，由于零件所在的面成一條線，此時在模線中無法很好地表達(dá)其最大輪廓，因此鞋面也就無法很好的進(jìn)行表達(dá)。面對這一情況，我們可以尋找面上一個合適的地方，將其中的最大輪廓選取出來，在其進(jìn)行角度測量時借助CATIA工具欄，運(yùn)用其中的測量功能進(jìn)行測量，在其臨近面上將凸緣角度標(biāo)出來。［3］為了通過模線樣板設(shè)計將其斜面進(jìn)行準(zhǔn)確地表達(dá)，需要將凸緣下80°的投影標(biāo)記出來。

2.3分別投影

三角圖投影并不適用于異邊非直邊零件的投影，因為其零件的邊角不是直角，所以在使用三視圖投影時并不能達(dá)到預(yù)期效果，得到面的最大輪廓［3］。在這一過程中，其誤差是隨著角度變化的程度而變化的，因此當(dāng)其角度過大時，其誤差也就越大。本文所采用的模型夾角為96.217°，具體情況參照圖1和圖2。

在上圖中，圖1為三視圖投影和正視圖投影的對比，圖2是兩種投影重疊后的對比。在圖2中，可以清晰看到A點(diǎn)發(fā)生偏移，而且位置產(chǎn)生變化，其變化還包括了A點(diǎn)的寬尺寸，變化值為0.13 mm。由于尺寸和未知的變化很小，所以這種微笑的變化常常被設(shè)計者忽略，但這種變化的出現(xiàn)，極其微小，也會對樣板的質(zhì)量產(chǎn)生影響。在這種情況下，為了取得面的最大輪廓，需要針對這兩個面的不同情況，取其正視圖，從而使其符合標(biāo)準(zhǔn)。

圖1　三視圖投影和正視圖投影的對比

圖2　兩種投影重疊后的對比

3　結(jié)語

本文基于CATIA的模線樣板設(shè)計投影問題進(jìn)行了探討，針對樣板中常見的問題使用凸緣下標(biāo)記、外形投影、分別投影三種方法進(jìn)行解決。通過這些方法的實行，使得模線樣板設(shè)計符合工程的需求，解決其內(nèi)部的問題，使其設(shè)計經(jīng)驗為后來的樣板設(shè)計提供幫助。

［1］齊德勝，劉秀芝，宮少波，等.基于FiberSIM的復(fù)合材料構(gòu)件數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)研究［J］.航空制造技術(shù)，2012（3）:52-55.

［2］陳湘陽，李凱旋.基于流程的任務(wù)管理在工藝裝備設(shè)計中的應(yīng)用研究［J］.CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2012（4）:84-87.

［3］劉慶萍，於智良，呂銳.蒙皮化學(xué)銑切工藝系統(tǒng)協(xié)調(diào)誤差分析及控制［J］.硅谷，2014（2）:100-101.

（編輯：劉楠）

Problems Exploration about Lofting-template Design Project of Parts Based on CATIA

Guo Yutong
（AVIC Shenyang Aircraft Industry（Group）Co.，Ltd.Manufacturing Data Center，Shenyang Liaoning 110085）

This paper discussed the problems exploration about lofting-template design project of parts based on CATIA.It often appears in the design of line model of three kinds of problems and use under the flange marks for the three problems，the contour projection and projection to solve three methods respectively.

CATIA；the lofting-template design；project

V261.2+8

A

2095-0748（2016）13-0107-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.13.42

2016-05-23

郭禹彤（1986—），女，山東濟(jì)南人，碩士，畢業(yè)于沈陽航空航天大學(xué)，助理工程師，研究方向：工藝裝備與生產(chǎn)準(zhǔn)備。