飞机工装机床夹具快速设计系统的研究

发布时间：2017-10-07 03:30

  本文关键词：飞机工装机床夹具快速设计系统的研究

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【摘要】：机床夹具是航空企业重要的工艺装备,企业的生产效率、质量和成本都受到机床夹具设计制造的约束。在当前航空工业迅速发展的时代,对飞机工装机床夹具的设计提出了更高的要求,使得机床夹具设计追求快速化、智能化和柔性化的需求日益增强,促使了机床夹具设计方法发生巨大的变化,面向特定用户定制的机床夹具快速设计系统能有效地满足企业的需求,缩短机床夹具设计周期,实现设计知识重用以及设计流程规范化。通过对目前已有的CAFD系统的研究,结合国内某大型航空制造企业工装设计所的机床夹具设计实际状况,开发了飞机工装机床夹具快速设计系统,本文主要研究内容如下:(1)在深入研究飞机工装机床夹具设计过程中设计人员对设计知识需求的基础上,针对目前企业机床夹具设计资料管理混乱的状况,通过构建机床夹具设计知识库实现设计资料的规范化管理;运用关键词扩展和知识模板方法,实现机床夹具设计知识的快速检索获取,满足设计人员快速获取设计知识的需求。(2)分析了现有的模块化设计方法,同时结合飞机工装机床夹具的设计流程,提出了两种机床夹具模块化设计方法。为了提高对已有机床夹具实例资源的高效重用,在飞机工装机床夹具快速设计系统中引入基于实例推理的夹具检索方法,提高了对机床夹具实例的检索效率。(3)研究了机床夹具标准件参数化建模方法,重点研究装配约束关系、装配特征以及零件自动装配技术,通过在参数化的机床夹具标准件中定义相应的装配信息,实现了标准件的快速装配,极大地加快了机床夹具标准件的装配速度。根据以上理论研究,选择达索公司三维设计软件CATIA,采用CATIA V5的CAA二次开发技术,开发了满足企业机床夹具快速设计需求的飞机工装机床夹具快速设计系统。该系统实现了企业现有的飞机工装机床夹具设计资源的规范性管理,并且包含模块设计流程以及快速装配工具。该系统在某大型航空制造企业工装设计所经过一年多的试运行,满足企业实际需求,极大地提高了飞机工装机床夹具设计效率与设计质量。
【关键词】：机床夹具 快速设计 知识库 模块化 快速装配
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V261
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-22
• 1.1 CAFD和快速设计技术概述13-15
• 1.1.1 计算机辅助夹具设计13-14
• 1.1.2 快速设计技术14-15
• 1.2 国内外夹具CAD研究现状15-18
• 1.3 课题背景及意义18-19
• 1.4 本文主要工作内容19-22
• 1.4.1 论文主要研究内容19-20
• 1.4.2 论文组织结构20-22
• 第二章 机床夹具设计系统体系结构和关键技术22-32
• 2.1 机床夹具设计系统的体系结构22-25
• 2.1.1 系统概述22
• 2.1.2 系统设计准则22-23
• 2.1.3 系统体系结构设计23-24
• 2.1.4 系统业务逻辑设计24-25
• 2.2 机床夹具设计系统功能模块25-26
• 2.3 机床夹具设计系统的关键技术26-31
• 2.3.1 设计知识库与知识获取26-27
• 2.3.2 模块化设计技术27-29
• 2.3.3 快速装配技术29-30
• 2.3.4 CAD软件二次开发技术30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 机床夹具设计知识快速获取32-49
• 3.1 机床夹具设计的过程及特点32-35
• 3.1.1 机床夹具设计的过程32-34
• 3.1.2 机床夹具设计中知识的特点34-35
• 3.2 机床夹具设计知识优化处理35-36
• 3.3 文本中设计知识快速获取36-42
• 3.3.1 基于关键词扩展检索模型36-37
• 3.3.2 机床夹具本体分析与构建37-38
• 3.3.3 语义扩展词库创建38-39
• 3.3.4 关键词语义扩展39-40
• 3.3.5 检索过滤规则40-41
• 3.3.6 排序方法41-42
• 3.4 夹具模型中设计知识快速获取42-45
• 3.4.1 信息模板创建42-43
• 3.4.2 模型知识快速获取步骤43-45
• 3.5 机床夹具设计知识库的构建45-46
• 3.6 机床夹具设计知识获取功能实现46-48
• 3.7 本章小结48-49
• 第四章 机床夹具模块化设计方法49-64
• 4.1 机床夹具的结构设计模块化49-51
• 4.1.1 机床夹具模块划分原则49-50
• 4.1.2 机床夹具结构模块分类50-51
• 4.2 机床夹具的设计流程模块化51
• 4.3 新夹具设计模块化方法51-53
• 4.4 已有夹具设计模块化方法53-58
• 4.4.1 已有夹具改进设计模块化方法54-56
• 4.4.2 已有夹具变型设计模块化方法56-58
• 4.5 基于实例推理夹具检索58-63
• 4.5.1 夹具实例的表示58-59
• 4.5.2 机床夹具实例检索59-60
• 4.5.3 夹具实例相似度的计算60-62
• 4.5.4 夹具实例的修改62
• 4.5.5 功能实现62-63
• 4.6 本章小结63-64
• 第五章 机床夹具快速装配技术64-76
• 5.1 面向快速装配夹具标准件库64-68
• 5.1.1 标准件参数化建模64-65
• 5.1.2 标准件装配信息定义65-66
• 5.1.3 夹具标准件库创建66-68
• 5.2 夹具标准件的快速装配68-73
• 5.2.1 装配元素的分类68-70
• 5.2.2 零组件的快速匹配70-72
• 5.2.3 装配特征的快速生成72-73
• 5.2.4 装配约束的快速生成73
• 5.3 夹具标准件快速装配实例73-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第六章 机床夹具快速设计系统76-84
• 6.1 CATIA V5 二次开发76-77
• 6.2 系统开发和运行环境77
• 6.2.1 系统开发环境77
• 6.2.2 系统运行环境77
• 6.3 系统组成及主要界面77-83
• 6.3.1 系统界面实现77-79
• 6.3.2 系统功能实现79-83
• 6.4 系统应用效果与评价83
• 6.5 本章小结83-84
• 第七章 总结与展望84-86
• 7.1 课题研究总结84
• 7.2 研究展望84-86
• 参考文献86-91
• 致谢91-92
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文92-93
• 附录 1：机床夹具标准件库中零件列表93-99

【参考文献】

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本文编号：986694