基于飞机标准件装配设计技术的研究

引导语：当今社会，科技飞速发展，在模具设计这一块里也越加的完善，越来越多的学生会选择就读模具设计这一专业，下面是小编为大家整理出来的一些关于飞机标准件装配设计技术的研究，希望能对大家更深入了解模具设计有所帮助!

　前言

在飞机的设计过程中，大量使用标准件，这给飞机的设计、制造和装配带来很大的方便。设计人员可以直接从标准件库中选取满足需求的标准件，大大减少了非标零件的设计，缩短了飞机的设计周期，减少了生产成本。然而在实际的装配流程中，设计人员首先要将选定的标准件载入设计系统，然后还要载入与之相对应的其他标准件，并根据装配特征创建装配约束，将所有相关零件作为一个整体装配到一起，最后与其他部件完成后续装配。尽管这一过程并不复杂，但面对大量标准件组成的装配体而言，尤其是像成套或成组使用的标准件，设计人员需要反复选择零件，重复创建约束，这在某种程度上降低了生产效率。

针对这一问题，本文利用信息文件存储装配关系，有效实现了飞机标准件的装配设计功能，并以螺栓为例验证了系统功能的可行性。在飞机的设计过程中，大量使用标准件，这给飞机的设计、制造和装配带来很大的方便。设计人员可以直接从标准件库中选取满足需求的标准件，大大减少了非标零件的设计，缩短了飞机的设计周期，减少了生产成本。然而在实际的装配流程中，设计人员首先要将选定的标准件载入设计系统，然后还要载入与之相对应的其他标准件，并根据装配特征创建装配约束，将所有相关零件作为一个整体装配到一起，最后与其他部件完成后续装配忙J。尽管这一过程并不复杂，但面对大量标准件组成的装配体而言，尤其是像成套或成组使用的标准件，设计人员需要反复选择零件，重复创建约束，这在某种程度上降低了生产效率。

针对这一问题，本文利用信息文件存储装配关系，有效实现了飞机标准件的装配设计功能，并以螺栓为例验证了系统功能的可行性。

　　1 装配系统总体框架

根据标准件在装配过程中的设计需求，所要创建系统的目标是提供一个快速、准确和可视化的操作平台，减少在设计过程中对标准件的选取、调用和装配等重复操作。所创建的标准件装配设计系统作为系统运行基础的底层数据平台，包括交互层、应用层和支撑层三个层次，

交互层：是系统与用户之间的沟通桥梁，主要指CATIA软件环境下的用户界面。系统界面接受设计请求，并将其指令发送至应用层，同时将应用层的反馈结果以三维实体模型、参数表设置等直观的形式在系统界面上呈现，即交互层提取应用层中的相关知识信息，根据应用层的反馈结果向CATIA发送相应的指令，从而完成对飞机标准件的装配设计。

应用层：是系统实现相应功能的核心。它主要有标准件模型信息、标准件对应关系信息和装配信息等，并将这些信息统一封装在数据库中，通过接收由交互层提供的信息处理指令，将指令传至数据库中查找相关标准件信息并做进一步处理，然后将结果反馈至交互层。应用层是实现系统所有后台数据处理操作的技术层。

支撑层：是系统的数据基础及运行保障，是系统的操作环境，也是整个装配设计系统运行的根本保障。

2 标准件信息及约束的`创建方法

2.1 标准件信息的定义

信息是设计的基础，信息的获取是设计的重中之重。信息是人类在长期的社会实践和科学实践中积累起来的，而标准件信息则是与标准件本身相关的一些尺寸信息、工程信息、装配信息和配置信息等。按照功能可以将标准件信息分为标准件模型信息、标准件与产品的对应关系信息，以及标准件的装配信息等。

　　2.1.1 标准件模型信息

标准件模型信息是与标准件几何实体构造相关联的信息，包括标准件模型的几何特征信息、几何模型的系列尺寸信息和几何模型的材料信息等。基于标准件几何模型相似的特点，标准件模型信息可采用参数化设计。参数化设计是一种全新的设计方法，它利用几何约束来表示几何模型的形状特征，并通过关联主要特征尺寸的方法来约束其他尺寸特征，具有良好的可修改性，设计人员可以通过尺寸的驱动来完成零件的更新。以螺栓为例，当其螺纹直径和公称长度两个主要尺寸被确定后，其他参数就可以通过查阅模型尺寸信息表而唯一确定。

　　2.1.2 标准件与产品的对应关系信息

标准件与产品的对应关系信息即标准件与标准件的关联信息，不同类别的标准件需要有与其相配合的标准件配套。载入某一规格标准件后，通过对关联信息文件的查询，便可从标准件库中自动载人与之相关的其他标准件，并把它们作为一个整体装配到一起。因为在整个设计过程中，标准件并不是孤立存在的，还有许多与之相关联的标准件，正是这些关联信息才是实现装配设计的基础。例如当载人螺栓时，通过查询与之相匹配的螺母和垫圈信息的记录，可以实现将其整体装配到一起载入系统以完成后续装配。

　2.1.3 标准件的装配信息

标准件的装配信息是与标准件装配设计相关的信息，因为在装配设计过程中，不仅要求载人相关联的标准件，而且还需要建立标准件与标准件之间的约束关系，才能完成整体装配，而标准件在装配过程中主要是通过轴特征和面特征来完成约束，因此可将装配信息划分为装配特征信息和装配约束信息。装配特征定义了装配体中各个组件间的体素特征和关系特征，包括面、轴和点等几何要素，这些需要在标准件的建模过程中定义和建立;装配约束是装配基体与标准件相对位置的限制条件，可以通过共线约束、接触约束等约束关系来限制装配零件的自由度，实现零件的定位。

标准件的装配特征与装配约束类型关系，一般常用的主要是面面之间的贴合与线线之间的同轴，如螺栓与垫圈的约束关系就有螺栓底面与垫圈上面的贴合，螺栓杆部与垫圈孔部轴线之间的同轴等。