一種飛機(jī)構(gòu)件的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控加工領(lǐng)域，具體涉及一種飛機(jī)構(gòu)件的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)家對(duì)航空領(lǐng)域的大型工業(yè)機(jī)械建設(shè)的投入加大，在航空制造行業(yè)方面，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件機(jī)械加工的主要方法依然是數(shù)控加工，尤其是數(shù)控銑削。結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工夾具的發(fā)展從很大程度上影響著我國(guó)飛機(jī)制造的水平提升。盡管如此，結(jié)構(gòu)件的數(shù)控加工夾具存在還是存在著一些冋題。
[0003]近年來(lái)高速切削的方法在加工時(shí)被大量的使用，如西飛公司的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件都是在數(shù)控中心上完成加工，結(jié)構(gòu)件種類(lèi)含蓋了機(jī)翼大梁、壁板、梁間肋、框、大型支撐接頭和對(duì)接接頭等，這些結(jié)構(gòu)件具有精度高、壁厚薄、槽腔多的特征且必須滿足飛機(jī)變斜角理論曲面要求的特性，此外它還具有零件輪廓尺寸大、槽腔深和基準(zhǔn)平面輪廓度要求嚴(yán)的要求，成飛結(jié)構(gòu)件的加工分別在數(shù)控分廠和結(jié)構(gòu)件分廠完成，大型結(jié)構(gòu)件放在數(shù)控分廠進(jìn)行，小型結(jié)構(gòu)件在結(jié)構(gòu)分廠。在國(guó)內(nèi)整機(jī)廠中，用于結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工的夾具有如下3個(gè)問(wèn)題:
[0004]1、專(zhuān)用夾具數(shù)量多，適用范圍窄，利用率低；
[0005]由于國(guó)內(nèi)大型飛機(jī)還處于研制過(guò)程中的原因，造成零件生產(chǎn)的數(shù)量少但是種類(lèi)繁多。為了保證加工的質(zhì)量，每種零件都為其生產(chǎn)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的夾具，基座材料是非常笨重的鑄件，而且定位精度不高。各類(lèi)家具在車(chē)間庫(kù)甚至車(chē)間地上處處可見(jiàn)。在需要重新組合夾具的時(shí)候，重新安裝夾具的轉(zhuǎn)換時(shí)間在2小時(shí)左右，大大降低了生產(chǎn)效率。飛機(jī)上的大型整體結(jié)構(gòu)件，如整體蒙皮和壁板，現(xiàn)在仍部分采用大型模胎來(lái)進(jìn)行切邊和銑削。而且模胎設(shè)計(jì)制造成本高、專(zhuān)用性強(qiáng)。模胎體積龐大嚴(yán)重占用廠房面積。
[0006]2、缺乏計(jì)算機(jī)輔助模擬夾具拼裝系統(tǒng)和生產(chǎn)流程管理系統(tǒng)；
[0007]目前，夾具設(shè)計(jì)和夾具拼裝方案的規(guī)劃依然是采取人工手工方式。導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員勞動(dòng)量大、而且效率低下；設(shè)計(jì)的質(zhì)量取決于工人的經(jīng)驗(yàn)，質(zhì)量無(wú)保障、規(guī)范性差，夾具元件的拼裝、查找耗費(fèi)大量人力。缺乏夾具及夾具元件的分類(lèi)檢索方法及系統(tǒng)，夾具生產(chǎn)流程管理混亂。對(duì)于新的結(jié)構(gòu)件，往往存在可能合適的夾具，但是由于難以查找型號(hào)和結(jié)構(gòu)，或找到類(lèi)似夾具后，缺乏科學(xué)的方法指導(dǎo)裝配，使得設(shè)計(jì)者不得不放棄利用已有夾具而不得不重新設(shè)計(jì)和制造，這種情況導(dǎo)致了極大的浪費(fèi)。此外在工件加工任務(wù)完成后，夾具不能及時(shí)有序地拆裝歸位。
[0008]3、夾具自動(dòng)化程度低；
[0009]實(shí)際生產(chǎn)中結(jié)構(gòu)件的裝夾過(guò)程仍然采用人工裝夾，如螺釘壓板方式，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。在大部分情況下，夾具組裝的時(shí)間和工件裝夾的時(shí)間之和遠(yuǎn)比工件切削時(shí)間長(zhǎng)，造成實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間的浪費(fèi)。數(shù)控機(jī)床和夾具在結(jié)構(gòu)及控制方面是相對(duì)獨(dú)立的，不能利用數(shù)控指令，協(xié)同地對(duì)待加工工件進(jìn)行準(zhǔn)確定位、裝夾和進(jìn)退刀加工。
[0010]此外，隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)已經(jīng)日益成熟，企業(yè)在其設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中開(kāi)始使用CAD、CAM等技術(shù)，但其都自成體系，彼此之間缺少有效的信息共享和利用，形成所謂的“信息孤島”，隨之而來(lái)的各種數(shù)據(jù)也急劇膨脹，對(duì)企業(yè)的相應(yīng)管理形成巨大壓力。比如數(shù)據(jù)種類(lèi)繁多，數(shù)據(jù)重復(fù)冗余，數(shù)據(jù)檢索困難，數(shù)據(jù)的安全性及共享管理等等。
[0011]因此，對(duì)于各種數(shù)據(jù)多而雜亂的企業(yè)，高效有序化的數(shù)據(jù)管理在提高效率，降低成本，搶先滿足市場(chǎng)需求方面顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種飛機(jī)構(gòu)件的加工方法，其可有效解決上述問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)有的夾具進(jìn)行建模，對(duì)現(xiàn)有夾具的可工裝性進(jìn)行分析，已提供最佳的夾具對(duì)待加工工件進(jìn)行夾裝和加工。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案進(jìn)行實(shí)施:
[0014]一種飛機(jī)構(gòu)件的加工方法，其包括如下操作步驟:
[0015]S1:對(duì)工件加工中心現(xiàn)有夾具進(jìn)行三維建模；
[0016]S2:對(duì)建模的夾具進(jìn)行三維裝配、干涉檢驗(yàn)、可視化裝配以及裝夾運(yùn)動(dòng)仿真；
[0017]S3:對(duì)建模的夾具在裝夾待加工件進(jìn)行夾緊時(shí)做變形分析；
[0018]S4:依據(jù)變形分析的結(jié)果在數(shù)控機(jī)床上裝配夾具對(duì)待加工件進(jìn)行裝夾，裝夾完成后按照工件的加工要求啟動(dòng)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。
[0019]具體的方案為:
[0020]步驟SI中三維建模采用Nuigraphics NX5.0軟件平臺(tái)實(shí)施。步驟S2中采用UseSolids Where Available模式進(jìn)行干涉檢驗(yàn)分析。步驟S2中變形分析采用Ansysl2.0軟件平臺(tái)實(shí)施。采用Teamcenter軟件平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。
[0021]本發(fā)明的有益效果為:采用上述方案對(duì)待加工件進(jìn)行加工，可有效整合現(xiàn)有的夾具進(jìn)行可靠裝夾，降低工件的加工成本和提高加工效率。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明流程圖；
[0023]圖2-1為建立標(biāo)準(zhǔn)件部件圖；
[0024]圖2-2為創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)件名片圖；
[0025]圖2-3為部件族創(chuàng)建流程圖；
[0026]圖2-4為標(biāo)準(zhǔn)件編號(hào)表圖；
[0027]圖3為裝配運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化過(guò)程圖；
[0028]圖4為有限元分析步驟圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，以下文字僅僅用以描述本發(fā)明的一種或幾種具體的實(shí)施方式，并不對(duì)本發(fā)明具體請(qǐng)求的保護(hù)范圍進(jìn)行嚴(yán)格限定。
[0030]PDM是一項(xiàng)管理技術(shù)，它管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息(包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等)和產(chǎn)品生產(chǎn)相關(guān)過(guò)程(包括過(guò)程定義和管理)。在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中PDM是發(fā)展最快的技術(shù)之一，20世紀(jì)80年代初期出現(xiàn)，目的是為了解決大量技術(shù)文檔、工程圖紙和CAD文件的計(jì)算機(jī)化的管理問(wèn)題，隨著技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)需求這項(xiàng)技術(shù)也逐步擴(kuò)展到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的三個(gè)主要領(lǐng)域。
[0031]1:管理設(shè)計(jì)圖紙和電子文檔，材料清單(Bill of Material, BOM)的管理。
[0032]2:材料清單與工程文檔的集成。
[0033]3:工程環(huán)節(jié)變更請(qǐng)求/指令的跟蹤與管理。
[0034]隨著網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的不斷發(fā)展，PDM技術(shù)也在20世紀(jì)90年代取得了很大的進(jìn)步。PDM技術(shù)在國(guó)外己被廣泛應(yīng)用，據(jù)美國(guó)CMdat公司都是調(diào)查，48%的被訪企業(yè)都實(shí)施了 PDM。PDM技術(shù)的應(yīng)用及相關(guān)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)同樣也呈現(xiàn)出較較好的勢(shì)頭。這項(xiàng)技術(shù)的核心是能夠使所有涉及項(xiàng)目人員自由共享整個(gè)信息生命周期中與產(chǎn)品相關(guān)的異構(gòu)數(shù)據(jù)。它可被看作是一個(gè)企業(yè)信息的集成框架或是橋梁，各種應(yīng)用系統(tǒng)(如CAD/CAPP/CAMC/AE、EDA、0A、ER等)將通過(guò)多樣的的方式作為一個(gè)對(duì)象(Object)被集成在同一個(gè)平臺(tái)下，通過(guò)高度集成、協(xié)調(diào)、共享分布各個(gè)部門(mén)、分廠、應(yīng)用中使用的所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)，使得產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程得到最佳優(yōu)化。目前，國(guó)際上有很多大企業(yè)欲將PDM作為支持經(jīng)營(yíng)過(guò)程重組、并行工程、質(zhì)量認(rèn)證，保持企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵技術(shù)。現(xiàn)在PDM技術(shù)所涉及的領(lǐng)域已從設(shè)計(jì)工程部門(mén)逐步向生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理部門(mén)滲透。PDM不僅在前期有效地管理定義從概念設(shè)計(jì)、工程分析、工裝設(shè)計(jì)、工藝流程設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、制造、銷(xiāo)售、維護(hù)、直至產(chǎn)品報(bào)廢相關(guān)的數(shù)據(jù)，還可以使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在整個(gè)生命周期內(nèi)保持一致性、第一性、安全性。同時(shí)，還可以作為連接CAD/CAM/CAPP系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)、MRP11/ERP、車(chē)間管理與控制系統(tǒng)的橋梁和紐帶，為各類(lèi)軟件提供一個(gè)統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)。PDM系統(tǒng)的有效實(shí)施與管理，在提高效率方面，可避免繁瑣的數(shù)據(jù)查找，及時(shí)提準(zhǔn)確的產(chǎn)品數(shù)據(jù)；減少企業(yè)成本方面，極大提高設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的再利用率，減少重復(fù)勞動(dòng)；使用便利性方面，能它有效控制工程更改，決策人員可以不限時(shí)、不限地域地進(jìn)行設(shè)計(jì)審查；并行工程方面，它可以進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程控制，提供并行設(shè)計(jì)的協(xié)同工作環(huán)境，很有利于整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的系統(tǒng)集成?？傊訮DM技術(shù)正朝著企業(yè)全局信息集成的方向發(fā)展。
[0035]西門(mén)子公司推出的PDM類(lèi)軟件Teamcenter是目前業(yè)界使用最為廣泛的管理系列軟件。Teamcenter作為市場(chǎng)領(lǐng)先的產(chǎn)品全生命周期管理的協(xié)同應(yīng)用系統(tǒng)，它具有兩個(gè)關(guān)鍵的卓越功能:
[0036]I)統(tǒng)一管理整個(gè)產(chǎn)品生命周期；
[0037]2)針對(duì)行業(yè)提供即開(kāi)即用的解決方案。
[0038]Teamcenter的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)及卓越功能加快了產(chǎn)品的上市縮短上市時(shí)間，從而可以獲得額外利潤(rùn)，謀求更大