屈東旭

摘 要：現(xiàn)代飛機(jī)制造技術(shù)中，模線樣板技術(shù)是重要的模擬量傳遞技術(shù)，是加工和檢驗(yàn)零件的重要依據(jù)，在航空制造業(yè)中有著至關(guān)重要的作用，由于大型機(jī)加件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其外形樣板的取制方法一直都是難點(diǎn)。針對幾類復(fù)雜的機(jī)加類零件，提出模線樣板的取制方法。

關(guān)鍵詞：模線樣板；外形；零件；取制方法

模線樣板生產(chǎn)是飛機(jī)制造的第一步工作，是飛機(jī)從設(shè)計到生產(chǎn)之間的橋梁，是飛機(jī)幾何尺寸的原始依據(jù)，是飛機(jī)制造過程中保證各類零件、組件、部件尺寸協(xié)調(diào)的主要手段，飛機(jī)的大部分零件和工藝裝備都需要按模線樣板制造和檢驗(yàn)。隨著飛機(jī)制造工藝水平不斷提高，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用和MBD技術(shù)的普及，現(xiàn)在一些數(shù)控零件有的也采用先進(jìn)的三維數(shù)字化測量機(jī)檢驗(yàn)，但是有的一些大型復(fù)雜的零件，由于外形復(fù)雜很難定位，所以必須采用樣板檢驗(yàn)，樣板的精度就決定了零件的精度。因此對樣板制造和設(shè)計的準(zhǔn)確度和精確度提出了很高的要求?，F(xiàn)在用數(shù)控繪圖儀和激光切割機(jī)取代了傳統(tǒng)的模線和樣板手工制作的方法，很大程度上提高了模線和樣板的精度，在現(xiàn)階段，模線樣板的前期設(shè)計工作是在計算機(jī)上用CATIA V5投影三維數(shù)模所得到的幾何圖形，現(xiàn)代飛機(jī)的理論外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)錯綜復(fù)雜，在很多情況下，零件投影到某一個平面上并不能完全反應(yīng)零件的真實(shí)形狀，并不能滿足零件生產(chǎn)車間的技術(shù)要求，基于現(xiàn)在飛機(jī)零件的生產(chǎn)現(xiàn)狀，文章總結(jié)了在大型機(jī)加件零件模線樣板設(shè)計過程中常見的幾種問題，分別針對各個問題提出了有效地解決方法。

1 大型機(jī)加件樣板取制位置問題

對于一些大型機(jī)加類零件，如整體式壁板、墻、肋、梁類零件的外形樣板取制一直是難題，這類樣板需要表達(dá)的信息很多，樣板取制的位置經(jīng)常無法滿足零件車間生產(chǎn)的要求，現(xiàn)提出“非腹板高筋條取制原則”。示例零件如圖1，圖2，圖3。

整體式壁板如上圖所示，樣板應(yīng)取的位置如下圖所示。

采用此方法零件的所有的信息都可以一目了然，可以有效減少樣板返修的次數(shù)，提高樣板的檢驗(yàn)準(zhǔn)確度。

2 基于CATIA V5系統(tǒng)框類零件外形樣板取制方法

框類零件是飛機(jī)的主要承力構(gòu)件，框的外緣及飛機(jī)的理論外緣，結(jié)構(gòu)變化較復(fù)雜，在設(shè)計樣板時，外形樣板應(yīng)取在零件的最高處，但是零件的邊緣和筋條等幾何信息沒有完全達(dá)到樣板所取的平面的位置，如何把這些幾何信息準(zhǔn)確的表達(dá)在樣板上，下面提出了幾種解決方案。

（1）曲面“曲率化”延長相交法。將最高的筋條面作為樣板平面，將框的內(nèi)外緣曲面以“曲率”的方式外延（如圖4），與樣板所在平面相交線即為外形樣板的外形線（如圖5）。

（2）毛坯初定義法?？蝾惲慵谧詈笊勺罱K實(shí)體前，都要經(jīng)過一個初始狀態(tài)，定義為“毛坯”狀態(tài)，在CATIA V5結(jié)構(gòu)樹上將這個狀態(tài)“定義為工作對象”，在此狀態(tài)下把零件的邊界提取出來即為外形樣板的外形線，如圖6，圖7所示。

用CATIA的提取命令 ，直接提取零件的邊緣線即為外形樣板的外形線。

（3）自定義擬合曲面相交法。當(dāng)零件的邊緣為不規(guī)則圖形時，無法以曲率方式外延，得不到外形線，就需要自己擬合一個曲面，具體操作步驟如下：

第一步：邊界線平面的選取

做一個介于樣板使用平面與腹板平面之間的平面，此平面應(yīng)盡量靠近樣板使用平面，保證交線為規(guī)則曲線，且與所有緣條和筋條都相交，定義為平面1。

第二步：做平面與內(nèi)外緣曲面的交線

用平面1與內(nèi)緣曲面相交得到一曲線，定義為曲線1。

第三步：做擬合曲面

提取腹板面曲線，與曲線1擬合曲面。

第四步：以曲率方式外延與樣板使用平面相交即為外形線，如圖8所示。

3 基于CATIA V5系統(tǒng)墻類零件的外形樣板取制方法

墻類零件為飛機(jī)的特大型承力構(gòu)件，尺寸都在3米以上，腹板面上開口較多，多為飛機(jī)控制系統(tǒng)通道，并且多筋條多轉(zhuǎn)角。對于直徑大于10的開口區(qū)域，多為數(shù)控中心數(shù)銑成型，樣板只起到檢驗(yàn)作用。現(xiàn)行的樣板一般為中心孔，在實(shí)際應(yīng)用過程中并不好用，這種孔無法檢驗(yàn)到零件的邊緣，對于這類孔，樣板應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況給出孔徑大小。

4 結(jié)束語

文章總結(jié)了復(fù)雜機(jī)加類零件模線樣板的取制方法和基于CATIA V5系統(tǒng)框類零件樣板取制方法，解決了以前此類樣板取制方法不規(guī)范的問題，從根本上解決了樣板反復(fù)返修的問題，從根本上杜絕了因取制方法造成樣板報廢的情況，提高了樣板的精度，從而保證了零件的精度。