飞机设计域向工装域映射机理研究.pdf

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaDec．252012V01．33No．122330-2337lSSN1000．6893ON11-1929／Vhttp：Hhkxb，buaa．edu．crlhkxb@buaa．edu．cn文章编号：i000—6893(2012)i2-2330—08飞机设计域向工装域映射机理研究靳江艳1，黄翔1’*，卢鹄2，李泷杲11．南京航空航天大学机电学院，江苏南京2100162．上海飞机制造有限公司，上海200436摘要：为提高某飞机制造企业产品设计、工艺规划和工装设计的协同设计效率和响应速度，对三者之间的映射机

2、理进行研究。首先依据企业需求，定义飞机设计域、工艺域和工装域的信息构成；然后，明确飞机设计一工艺一工装之间的有机联系，构建基于多色集合理论的分层映射模型，给出映射模型的建模原理和建模流程，从而实现飞机部件从设计特征到工装概念设计特征的映射；最后，开发了相关设计工具并在该公司某机型舱门骨架的装配工艺规划和工装概念设计中进行应用验证，为实现飞机设计一工艺一工装的一体化设计奠定了理论基础和实践基础。关键词：飞机装配；特征映射；多色集合；工艺规划；工装设计；协同设计中图分类号：V262．4；TP391．7文献标识码：A当前，在飞机制造企业，普遍存在工艺规划结果不统一、设计过程反复、各

3、研制阶段协同设计效率低、响应速度慢等现实问题。飞机装配工艺设计的一项重要工作是根据产品设计要求，制定工装申请单，为工装概念设计提供设计参考。工装设计主要依据飞机产品设计数据和装配工艺设计要求完成，必须根据飞机设计的更改和工艺要求的改变及时作出调整，并反馈给产品设计和工艺规划，三者是并行的。因此，针对企业现实状况，研究产品设计、工艺规划和工装设计之间的信息映射关系对于规范制造企业的工艺规划和工装设计过程、提高设计效率具有重要的现实意义。国外航空企业采用MBD技术构建产品模型应用于飞机研制的全过程口1]，国内部分工作在对国外先进技术进行消化吸收的基础上，针对数字化标准工装的定义和

4、应用开展研究n1，并提出基于数字标工模型的数字化协调方法¨]。文献E4]和文献[53给出了数字标工模型的组成元素和组织结构，并对其中关键要素的建立过程和作用进行了分析，但是对于如何将设计要素转化为数字标工模型的关键要素等重要内容未作详细阐述。另外，潘志毅等[63建立了产品设计模型与工装设计之间的关联关系，实现了基于飞机结构更改的装配工装变型设计。郑国磊等口3构建了飞机舱门框工艺标准数字模型，详细介绍了基于产品模型构建舱门框互换协调模型的关键技术。文献E6-1和文献[7]均没有建立设计、工艺和工装之间的关联关系一体化模型，只研究了其中的部分内容。本文针对某飞机制造企业具体需求，

5、通过分析产品设计、工艺规划和工装设计之间的关联关系，对三者之间的映射机理进行研究，提出基于多色集合理论的映射模型及其建模流程，最后，开发了相关设计工具，并在某飞机舱门骨架装配工装收稿日期：2011—12—31；退修日期：2012—03—01；录用日期：2012—03-20；网络出版时间：2012—03·2911：40网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．1929V．20120329．1140．006html基金项目：国家商用飞机制造工程技术研究中心创新基金项目(SAMCI1-Js一07—202)*通讯作者．Tel：025—84892910E—m

6、ail：xhuang@nuaaedu．crl}

7、用榕武lJinJY．HuangX．LuH，eta1．Researchonmappingmechanismfromproductdesigntotoolingconceptdesignforaircraft．ActaAeronauticaetAstronauticaSinica，20／2．33(12)：2330-2337．崭江艳，黄翔，卢鸹，等．飞机设计域晦I装域映射机理研究。航空学报．2012．33(12)：2330一2337．靳江艳等：飞机设计域向工装域映射机理研究申请单制定和工装概念设计中进行应用验证。1飞机装配工装设计描述

8、飞机产品与一般机械产品不同，其装配过程不能单独依靠零件自身形状和尺寸加工的准确性来装配出合格的产品，必须采用装配工艺装备(简称装配工装)来保证产品的装配质量[8]。飞机装配工装是飞机产品在完成从零组件到部件的装配及总装配过程中，用以控制其形状几何参数，且具有定位功能的专用工艺装备，一般包括骨架、定位和夹紧装置、辅助设备等。飞机研制是一个反复迭代、逐步逼近的过程，现代飞机研制正在从过去的串行开发模式向数字化产品、工艺和工装协同设计的方向发展。工艺规划部门根据下发的产品设计数模，进行装配工艺方案设计，并提出