基于特征的飞机结构件装夹方案设计方法

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1、学术论文RESEARCH*基于特征的飞机结构件装夹方案设计方法Feature-BasedFixtureDesignMethodinAircraftStructuralParts成都飞机工业（集团）有限责任公司数控加工厂林勇汤立民南京航空航天大学机电学院李迎光刘长青[摘要]针对飞机结构件的结构特点及其装夹难目前，对零件装夹方案的研究主要有2种方法。第[1]点，本文提出了基于特征的飞机结构件装夹方案设计方一种是运用有限元分析的方法。贾新杰等采用有限法。该方法首先提出了装夹面槽腹板特征相对刚度的元分析方法，研究了

2、夹紧力及位置对工件变形的影响；[2]概念，并对腹板的相对刚度进行评价；根据腹板的相对陈华等针对多种装夹方案分别建立了有限元模型，并[3]刚度，初步确定装夹方案，然后结合腹板以及筋特征的通过比较零件变形，选出最优的装夹方案；董辉跃等结构及其刚性综合设计飞机结构件的装夹定位面。实通过对各种装夹方案的夹紧力位置、加载顺序以及加载[4]例表明，基于该方法可以提高飞机结构件装夹方案设计方式进行模拟分析，确定了最佳方案；金秋等针对薄的效率，保证飞机结构件加工过程中的刚度需要，减少壁件的铣削加工过程，建立了考虑瞬态铣削力的工

3、件变变形，同时降低了生产成本。形有限元模型，并通过优化夹紧点的位置来减少工件变[5]关键词:飞机结构件装夹特征刚度设计形；董辉跃等研究了装夹位置分布、装夹顺序对残余[ABSTRACT]Afeature-basedfixturescenariode-应力、应变的影响，进而对装夹方案进行优化选择，使残signmethodisproposedtoaddresstheproblemconsider-余应力的分布有利于减少对工件的加工变形的影响。ingthestructuralcharacteristicsoftheai

4、rcraftstructural第二种是运用算法设计装夹方案或者对已有装夹方案[6]partsandthedifficultyofthefixture.Inthispaper,therela-进行评价。郑联语等提出了一种基于模糊理论评价tivestiffnessofthepocketbottomfeaturewhichisused装夹方案的方法，该方法综合考虑了精度、变形、稳定asclampingfaceisproposed,andtherelativestiffnessof性和干涉因素，建立了装夹方案综合评价

5、体系；秦国华[7]bottomisanalyzed.Thepreliminaryfixturescenariois等提出了一种全新的夹具定位方案设计算法，建立了completedaccordingtothestiffnessofbottom.Thenthe描述加工尺寸与应限制自由度之间关系的自由度约束[8]generalfixturedesignscenarioofaircraftstructuralparts原理，并提出了定位合理性的判定定理；易红等针对isdecidedbycombingthestructu

6、ralofpocketsandrib箱体零件的问题，采用人工神经网络技术，实现了自动[9]featuresandtheirstiffness.Thecasestudyshowsthatthis装夹方案设计；高翔等综合考虑了夹紧力、接触力、methodcanimprovetheefficiencyofthedesignoffixture切削力、摩擦力等对工件变形的影响，采用遗传算法和scenarioofaircraftstructuralparts,anditmeetstheneeds有限元方法相结合的方法实现了

7、夹具布局和夹紧力的ofstiffnessofaircraftstructuralpartsintheirmachining同步优化。process,anditcanalsoreducethecostofproduction.以上方法虽然都在一定程度上对装夹设计提供了Keywords:AircraftstructuralpartsFixture技术支持，但是对工艺人员的素质要求较高，分析效率FeatureStiffnessDesign低，工程实用性较弱，加之目前工艺员的分析方法对经验依赖性强，因此，针对以上问题，

8、本文提出了基于特征随着新一代飞机性能的不断提高以及数控加工技的飞机结构件装夹方案设计方法。术的快速发展，整体结构件和薄壁零件被广泛使用，并且其结构日趋复杂，精度要求也越来越高，这导致其制1 飞机结构件装夹方案分析造难度越来越大，可加工性越来越差，因此零件的装夹飞机结构件主要包括框、梁、肋、壁板等类型，其中方案在保证其加工可靠性和精度方面的作用日益突出。框类和梁零件是尺寸最大、所占比例最