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- 航空导管数控绕弯工艺快速准备系统的设计与实现
- 作者： 李慧 来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 数控弯管 快速工艺准备 工艺知识库 干涉检测 回弹预测
- 描述： 数控弯管工艺由于能够精确、高效地弯制管件，已在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。目前国内航空制造企业已通过引进CATIA等先进CAD软件及数控弯管机等先进数控设备，初步实现了导管设计和制造的数字化，但工艺准备工作还依赖于工艺人员的经验知识，这种情况严重阻碍了导管数字化生产的进程。因此如何在现有条件下提高工艺准备阶段的效率和水平，成为提高飞机导管制造能力亟待解决的问题。本文详细设计了基于MBD的航空导管数控绕弯快速工艺准备系统的总体框架，明确了系统功能模块及各子系统的相互关系，给出了系统运行流程、数据流程及基于MBD的数控弯管3D制造模型。根据数控弯管工艺的特点，在明确工艺知识库功能的基础上，对工艺知识库的总体架构、零件表等表的逻辑关系、各个模块的功能流程及系统界面等做了详细的规划与设计。针对复杂导管数控弯曲过程中管件与机床部件、地面等易发生碰撞干涉的问题，采用CAA二次开发工具，基于CATIA V5平台开发了数控弯管机构运动仿真系统。给出了系统的总体结构及运行流程，并从机床几何与运动建模、模具参数化建模、导管动态造型及碰撞干涉检测等方面突破了系统实现的关键技术；结合实例对仿真系统的应用进行了说明。应用该仿真系统，可模拟不同数控弯管机加工过程，预先发现弯管过程中的碰撞干涉危险并验证NC代码的正确性。针对数控弯管回弹的现象，采用幂指数和双线性硬化模型，在考虑中性层偏移的基础上，推导出了回弹角及半径回弹补偿量的解析公式。在此基础上，应用Matlab编程实现了回弹的快速预测并分析了部分工艺参数对回弹的影响规律，结合有限元软件PAM-TUBE及回弹试验研究结果，对解析结果进行了验证。验证结果表明：对于材料为20A的导管，采用双线性和幂指数两种硬化模型，不考虑中性层偏移的回弹角均较考虑中性层偏移的回弹角小，且后者更接近实验值；在考虑中性层偏移的情况下，回弹角的解析值与试验值随弯曲角度变化的规律一致，且幂指数硬化模型的解析值更接近试验值。
- 航空导管数控绕弯工艺快速准备系统的设计与实现
- 作者： 李慧 来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 数控弯管 快速工艺准备 工艺知识库 干涉检测 回弹预测
- 描述： 数控弯管工艺由于能够精确、高效地弯制管件，已在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。目前国内航空制造企业已通过引进CATIA等先进CAD软件及数控弯管机等先进数控设备，初步实现了导管设计和制造的数字化，但工艺准备工作还依赖于工艺人员的经验知识，这种情况严重阻碍了导管数字化生产的进程。因此如何在现有条件下提高工艺准备阶段的效率和水平，成为提高飞机导管制造能力亟待解决的问题。本文详细设计了基于MBD的航空导管数控绕弯快速工艺准备系统的总体框架，明确了系统功能模块及各子系统的相互关系，给出了系统运行流程、数据流程及基于MBD的数控弯管3D制造模型。根据数控弯管工艺的特点，在明确工艺知识库功能的基础上，对工艺知识库的总体架构、零件表等表的逻辑关系、各个模块的功能流程及系统界面等做了详细的规划与设计。针对复杂导管数控弯曲过程中管件与机床部件、地面等易发生碰撞干涉的问题，采用CAA二次开发工具，基于CATIA V5平台开发了数控弯管机构运动仿真系统。给出了系统的总体结构及运行流程，并从机床几何与运动建模、模具参数化建模、导管动态造型及碰撞干涉检测等方面突破了系统实现的关键技术；结合实例对仿真系统的应用进行了说明。应用该仿真系统，可模拟不同数控弯管机加工过程，预先发现弯管过程中的碰撞干涉危险并验证NC代码的正确性。针对数控弯管回弹的现象，采用幂指数和双线性硬化模型，在考虑中性层偏移的基础上，推导出了回弹角及半径回弹补偿量的解析公式。在此基础上，应用Matlab编程实现了回弹的快速预测并分析了部分工艺参数对回弹的影响规律，结合有限元软件PAM-TUBE及回弹试验研究结果，对解析结果进行了验证。验证结果表明：对于材料为20A的导管，采用双线性和幂指数两种硬化模型，不考虑中性层偏移的回弹角均较考虑中性层偏移的回弹角小，且后者更接近实验值；在考虑中性层偏移的情况下，回弹角的解析值与试验值随弯曲角度变化的规律一致，且幂指数硬化模型的解析值更接近试验值。