第十一节__飞机产品数字建模技术.pptVIP

（三）数控加工和工厂车间布置 产品的数字化定义过程给数控加工程编人员一个很好的机会，即在产品设计发放以前，他们就可以在产品协同设计组中构造数控加工表面，定义零件数控加工所需的线框和表面模型，并且可以在计算机上进行数控加工过程的模拟，验证所设计的走刀路线是否正确。 这种数控程编人员和产品设计及制造工艺人员在一起商定的产品数字化定义，已经考虑到数控加工过程的各种问题，包括零件的表面定义是否有利于数控加工、加工过程的工艺问题、有否刀具干涉和过切等情况。这种数字化产品定义发出后，将有利于提高生产效率，减少设计更改和返工现象，对缩短整个制造周期也十分有利。 * 北京航空航天大学飞行器制造工程系 * 十一、飞机产品数字建模技术 传统的工程设计方法是设计人员在图纸上利用几个不同投影视图来表示一个三维产品设计模型，图纸上还有很多人为规定、标准、符号和文字描述。对于一个较为复杂部件，要用若干张图纸，尽管这样，图纸上还尽是密密麻麻的各种线条、符号和标记等。 利用实体建模软件进行产品设计时，设计人员可在计算机上直接进行三维设计，马上在屏幕上见到所设计产品的真实三维模型。所以，这是工程设计方法的一个突破，将从根本上改变传统的设计方法。波音777客机的机体设计中大部分零件用三维实体设计到50％的细节。 当零件在计算机中建立三维数字模型后，工程师就可在计算机上很方便地进行后续环节的设计工作，如部件的模拟装配、总体布置、管路敷设、运动模拟、干涉检查以及数控加工程编及模拟等。所以，它为计算机集成制造和在并行工程思想指导下实现整个生产环节采用统一的产品信息模型奠定了基础。 11.1 产品数字建模的内容及效果 （一）百分之百产品数字化定义（100％ Digital Product Definition） 在航空领域，飞机零件的数字化定义一般用CATIA（Computer－Aided－Three－Dimensional Interactive Application）CAD/CAM系统进行零件的三维建模。CATIA是法国达索飞机公司的系统注册商标。 所有零件的三维设计结果是唯一的权威性数据集（Data set），可供所有的后续环节使用。用户评审的唯一依据是这套数据集，而不再是图纸。每个零件的数据集将包含它的三维模型、也给出二维图形，并标有尺寸和公差。对于数控加工可利用三维的线框和表面模型数据。 （二）三维实体模型数字化预装配（3D Solid Digital Pre-assembly） 数字化预装配（DPA）是在计算机上进行零件造型和装配的一个过程，达到在零件进行加工前就进行了配合检查的目的。DPA的成功依赖于零件设计的彼此共享。DPA的使用将降低由于工程错误和返工等带来的设计更改成本。 随着新的DPA软件工具的出现，设计的职责将包括对配合面和干涉的检查，其精确度可达到前所未有的程度。DPA的目标是在发放设计以前就消除干涉现象。 DPA还将用来进行结构与系统布局、管路安装、导线走向等进行设计集成，以及论证零件的可安装和可拆卸性。 （三）并行方式产品定义（Concurrent Product Definition） 并行产品定义（CPD）是一个系统工程方法，它包括产品各部分的同时设计和综合，以及有关工程、制造和支持相关性协调的处理。这一方法使开发人员一开始就能考虑到产品生命周期里的所有环节，从项目规划到产品交付的有关质量、成本、周期和用户要求等。 当CPD有效应用后，它将提供以下效益： 在早期产品设计中由于工程更改单的激剧减少，导致设计质量的提高。 通过产品和设计过程的优化处理，大大减少了废品和返工现象。 通过使多种功能和学科集成到产品设计过程中，降低了制造成本。 由于把产品的设计和制造的顺序方式改变成并行方式，减少了产品开发时间。 数字化建模技术除上述三个主要的设计工作外，还有下述多方面工作与它们配合： （1）组织产品协同设计组（Integrated Product Team） 按工程运筹观点，把设计、制造、材料、财务和有关工作人员组织起来，共同开发一个更少修改、出错和返工的设计，并具有一次和按时（one time，on time）完成设计的优点。 （2）工装设计数字化定义和预装配 可利用100％数字定义的零件工程数据库，进行对工装的设计、制造和验证。 （3） 利用零件对工装和工装对工装的关系进行数字化预装配 使用三维数据库来模拟零件和工装的物理模型的装配，来验证它们之间的配合、功能和装配