第一章-航空数字化制造技术课件.ppt
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1、飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁第一章 航空数字化制造技术 飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁第一章 航空数字化制造技术 第1节 基本概念和内涵第2节 数字化制造工艺第3节 数字化制造工装第4节 数字化设备飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁 在数字化技术和制造技术融合的背景下,并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下,根据用户的需求,迅速收集资源信息,对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组,实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造,进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁著名
2、的联合攻击战斗机JSF项目通过建立基于协同平台的全球化虚拟企业,覆盖飞机全生命周期全面采用数字化技术,成效如下:飞机设计时间减少50%,工装减少90%,总装工装减少95%,零部件数量减少50%,制造周期缩短67%,制造成本降低50%,使用维护成本降低50%。飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁第1节 基本概念和内涵MBD(Model Based Definition),即基于模型的工程定义,是一个用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息的方法体,它详细规定了三维实体模型中产品尺寸、公差的标注规则和工艺信息的表达方法 飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁MBD模型
3、组织定义飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁MBDMBD模型结构树表达模型结构树表达飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁识别码相关的零件工程几何全生命周期管理数据全生命周期管理数据材料和技术要求公差和说明注释飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁密封定义密封定义MBDMBD模型结构树表达模型结构树表达飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁基于MBD的飞机数字化制造应用体系飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁基于MBD的数字化制造流程 飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁 BOM(Bill of Material)也就是“物料清单”(或称为材料表或配方料表),是生产一个产品所需零件或部件的清单。它包括的信息有:
4、物料的结构层次、物料编号、物料名称、规格、计量单位、数量成品率、来源类型(自制/外购/外加工)、提前期(累计提前期)此外还标注有效期(生效期/失效期)。飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁BOM的分类和定义EBOM(Engineering BOM):产品工程设计管理中使用的数据结构,它通常精确地描述了产品的设计指标和零件与零件之间的设计关系。PBOM(Process planning BOM)是企业的工艺设计部门用来组织和管理生产某种产品及其相关零部件的工艺文件。MBOM(Manufacturing BOM)是企业生产制造部门用来组织和管理在实际制造和生产管理过程中生产某种产品所需的零部件BOM
5、。飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁不同部门BOM及相互关系飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁AO(Assembly order,装配大纲,装配大纲):工艺部门根据工程设计工艺部门根据工程设计的要求、工厂现有的工艺水平和质量保证的要求,编写的要求、工厂现有的工艺水平和质量保证的要求,编写的指导生产的工艺文件的指导生产的工艺文件 AO由管理页、说明页、草图和零件配套单组成,包括装由管理页、说明页、草图和零件配套单组成,包括装配名称编号、制造索引、工程更改申请单号、发放次号、配名称编号、制造索引、工程更改申请单号、发放次号、架次控制、版次控制、客户控制、系列号、简要工作说明、架次控制、版次控制、客
6、户控制、系列号、简要工作说明、操作内容要求、所需工装设备、产品图样、工艺标准、质操作内容要求、所需工装设备、产品图样、工艺标准、质量规范、检验要求、工时定额、零件名称和编号等量规范、检验要求、工时定额、零件名称和编号等40多项多项工艺信息、生产信息、质量信息、过程信息。工艺信息、生产信息、质量信息、过程信息。三维三维AO包括文字描述、三维附图、三维仿真动画、三维标注等。包括文字描述、三维附图、三维仿真动画、三维标注等。飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁FO(Fabrication Outline,制造大纲),制造大纲):由工艺人员编写的由工艺人员编写的用于零件加工、饭金成形工艺文件用于零件加工
7、、饭金成形工艺文件。FO由首页、草图和说明三部分组成,包括零件名称、件由首页、草图和说明三部分组成,包括零件名称、件号、生产计划安排、零件材料牌号、规格、状态、加工顺号、生产计划安排、零件材料牌号、规格、状态、加工顺序、草图、所需工装、设备、质控要求和换版记录等序、草图、所需工装、设备、质控要求和换版记录等 40多项要求。制造大纲按批次管理,每批零件有一份制造大多项要求。制造大纲按批次管理,每批零件有一份制造大纲,制造大纲由生产控制部门存档。纲,制造大纲由生产控制部门存档。飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁CAPP(Computer Aided Process Planning,计算机辅助,计
8、算机辅助工艺规划):借助于计算机软硬件技术和支撑环境,利用工艺规划):借助于计算机软硬件技术和支撑环境,利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程,是将产品设计信息转换为各种加工件机械加工工艺过程,是将产品设计信息转换为各种加工制造、管理信息的关键环节,是企业信息化建设中联系设制造、管理信息的关键环节,是企业信息化建设中联系设计和生产的纽带,同时也为企业的管理部门提供相关的数计和生产的纽带,同时也为企业的管理部门提供相关的数据,是企业信息交换的中间环节。据,是企业信息交换的中间环节。飞机制造工程技术基础主讲人:韩志
9、仁PDM(Product Data Management)是一种利用数据模型对企业的产品形成过程进行管理的方法。他以软件为基础,将所有与产品相关的信息和所有与产品有关的过程集成到一起 飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁产品工程数据集产品制造数据集工装制造数据集零件零件工装产品检验数据集装配工装产品产品检验工装检验零件检验数字化协调路线飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁三、数字化制造的特点三、数字化制造的特点比较项目传统制造数字化制造制造依据二维图纸、样板、标准样件统一的数据模型公差及技术要求标注在二维图纸上三维标注在统一的数据模型上,技术要求通过文本注释方式定义在统一的数字模型上工艺表达文字和
10、二维图形表达描述工艺过程和技术要求文字和三维动画、三维模型以及结构树信息描述工艺过程和技术要求制造方式数控加工和普通设备相结合,数控加工需要根据图纸建立零件数模采用数控设备(数控机床、数控拉弯机、数控弯管机、数控拉形机、数控铺带机、数控钻铆机、数控柔性工装、数控激光切割机等)制造周期工艺准备时间、工装制造周期长、总的制造周期长总的制造周期短飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁三、数字化制造的特点三、数字化制造的特点比较项目传统制造数字化制造信息与管理不容易实现知识的累积和重用、不容易实现信息化管理容易实现知识的累积和重用、容易实现信息化管理工装数量工装数量多柔性工装的使用是工装数量大大减少制造精
11、度零件和装配制造精度低零件和装配制造精度高工作模式串行工作模式,在设计阶段完成后开始解决工艺问题,解决不了的工艺问题再通过修改设计解决。并行工作模式,在设计阶段设计和工艺问题同时解决。检验主要采用传统方式采用数字化检验设备检验依据图纸、标准样件、样板等统一的产品数字模型飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁二二维维图图纸纸模模线线绘绘制制样样板板表表面面样样件件标标准准样样件件表表面面样样件件设设计计型型架架设设计计型型架架制制造造产品设产品设计计靠靠模模制制造造型型架架装装配配反反模模提提取取机机械械加加工工成成形形模模具具零零件件成成形形装装配配总总装装一、传
12、统飞机结构研制过程(模拟量传递)飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁三三维维综综合合数数据据模模型型NC编编程程数数控控加加工工型型架架制制造造零零件件成成形形模模具具NC模模具具设设计计型型架架设设计计产产品品设设计计结结构构装装配配型型架架装装配配总装总装 二、数字量传递飞机结构研制过程 飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁三、钣金件数字化制造过程(以橡皮囊液压成形为例)工艺审查工艺分析确定采用橡皮囊液压成形零件数模飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁三、钣金件数字化制造过程(以橡皮囊液压成形为例)工艺数模生成添加工艺孔、工艺耳片、工艺余量、回弹工艺仿真分析飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁有限
13、元模拟与工艺参数优化预测缺陷,改进工艺参数,实现模具优化设计飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁三、钣金件数字化制造过程(以橡皮囊液压成形为例)模具设计 模具制造橡皮囊液压成形成形件数控切边毛坯展开 工艺仿真分析飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁CAE分析软件分析软件材料数据库材料数据库成形工艺参数知识库成形工艺参数知识库CAE分分析析平平台台分析过程:分析过程:1.几何建模;几何建模;2.单元定义;单元定义;3.材料定义;材料定义;4.接触定义;接触定义;5.网格划分;网格划分;6.载荷定义;载荷定义;7.计算;计算;8.结果分析;结果分析;前处理前处理计算计算后处理后处理飞机制造工程技术基础
14、主讲人:韩志仁毛坯展开:毛坯展开:常用展开方法:常用展开方法:用用CATIA自带钣金模块展开功能展开。自带钣金模块展开功能展开。然后根据经验添加工艺余量。然后根据经验添加工艺余量。影响展开准确性的主要因素:中性层系数影响展开准确性的主要因素:中性层系数飞机制造工程技术基础主讲人:韩志仁橡皮囊液压成形零件回弹修正:橡皮囊液压成形零件回弹修正:制造方法手工修形手工修模数模修形零件数模不处理不处理根据回弹对零件数模修形模具制造直接按零件数模制造模具根据回弹量反复修模具根据修形的数模制造模具零件修形在模具上人工修形不需要修形不需要修形检验依据模具需要专业模胎或数字化检验需要专业模胎或数字化检验制造设备
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