飞行器数字化制造技术课件.ppt
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1、下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 在飞机的在飞机的主尺寸表面主尺寸表面MDSMDS定义定义和和数字内部轮廓数字内部轮廓模型模型DIPDIP构成的飞机数字化产品定义的基础上,进一构成的飞机数字化产品定义的基础上,进一步对零组件进行结构设计。作为一般规则,此阶段的所步对零组件进行结构设计。作为一般规则,此阶段的所有零组件都应构造成精确的三维实体模型。有零组件都应构造成精确的三维实体模型。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 在此基础上,再由三维实体模型生成二维工程图纸,在此基础上,再由三维实体模型生成二维工程图纸,并标注尺寸和公差等,
2、构成唯一的授权数据集。并标注尺寸和公差等,构成唯一的授权数据集。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 在此设计阶段,设计人员在产品协同设计组在此设计阶段,设计人员在产品协同设计组IPTIPT中与中与分析、制造工艺、工艺装备设计、材料、客户服务和其他分析、制造工艺、工艺装备设计、材料、客户服务和其他相关人员一起工作。设计人员一方面听取他们的反馈意见,相关人员一起工作。设计人员一方面听取他们的反馈意见,改进产品的设计;另一方面也协助他们的工作,支持他们改进产品的设计;另一方面也协助他们的工作,支持他们制定制造计划,一起作出是自制还是外购,共同确定装配制定制造计划,一起作出是自制还是外购,共
3、同确定装配的要求等。此阶段还有一项重要的设计工作,即设计人员的要求等。此阶段还有一项重要的设计工作,即设计人员和制造工艺人员共同商定如何建立和控制产品零件树(产和制造工艺人员共同商定如何建立和控制产品零件树(产品结构树)。现阶段的工作都是在产品协同设计组品结构树)。现阶段的工作都是在产品协同设计组IPTIPT中中进行的,其工作结果体现在综合工作说明进行的,其工作结果体现在综合工作说明IWSIWS中。此时,中。此时,产品设计尚未发放。产品设计尚未发放。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 当结构设计人员进行了详细设计,且每个零组件当结构设计人员进行了详细设计,且每个零组件的几何形状和尺寸
4、正确无误后,把产品的几何定义的几何形状和尺寸正确无误后,把产品的几何定义(三维实体模型和二维图形、数控加工曲面信息,以(三维实体模型和二维图形、数控加工曲面信息,以及机构运动模拟信息等)存到数据库,并由集成数据及机构运动模拟信息等)存到数据库,并由集成数据管理管理IDMIDM(Integrated Data ManagementIntegrated Data Management)系统进行管系统进行管理。同时,对于在综合工作说明理。同时,对于在综合工作说明IWSIWS中的产品结构树以中的产品结构树以及其它相关的工艺信息,通过自动零件表生成器及其它相关的工艺信息,通过自动零件表生成器APLGAP
5、LG(AutmatedAutmated Part List Generator Part List Generator),),将其输入到自将其输入到自动零件表系统中动零件表系统中 。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页产品产品数字化数字化模型模型几何信息几何信息非几何信息非几何信息IDMAPL图号、零件号图号、零件号 由此可知,产品的设计结果体现在两个方面,由此可知,产品的设计结果体现在两个方面,一方面是产品的几何信息,它存储在一方面是产品的几何信息,它存储在IDMIDM系统中的数系统中的数据集中据
6、集中;另一方面是产品的非几何信息,包括产品另一方面是产品的非几何信息,包括产品结构树和工艺信息,它存储于结构树和工艺信息,它存储于APLAPL系统中系统中。这两部分。这两部分信息密切相关、不可分割,其相关性是通过产品图信息密切相关、不可分割,其相关性是通过产品图号或零件号来实现的,由统一的系统来管理。号或零件号来实现的,由统一的系统来管理。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 飞机的产品数字建模除了上述产品外飞机的产品数字建模除了上述产品外形和内部结构的三维数字定义之外,还有形和内部结构的三维数字定义之外,还有很多系统数字建模和其它的相关工作:很多系统数字建模和其它的相关工作:绝缘毯设
7、计:绝缘毯设计:三维数字化定义三维数字化定义 计算机辅助排样计算机辅助排样飞行驾驶舱设计:飞行驾驶舱设计:人机工程设计人机工程设计 管线设备布置安装管线设备布置安装标准零件库:标准零件库:连接件,紧固件,垫片,轴承,液压系统元件连接件,紧固件,垫片,轴承,液压系统元件 零件零件下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 利用成组技术,对飞机上已经用利用成组技术,对飞机上已经用过的零件也建立相应的库,这样,设过的零件也建立相应的库,这样,设计人员只需修改所要零件的几个参数计人员只需修改所要零件的几个参数就可以生成新的零件就可以生成新的零件(CATALOG)(CATALOG)。下一页下一页章目录
8、章目录返回返回上一页上一页 飞机的制造工程大体上是与飞机的设计工作同时展开的,制飞机的制造工程大体上是与飞机的设计工作同时展开的,制造技术人员和设计人员在同一产品协同设计组中并行工作。造技术人员和设计人员在同一产品协同设计组中并行工作。1.产品结构分解和关键特性的确定:产品结构分解和关键特性的确定:产品结构分解:产品结构分解:在飞机产品的初步设计阶段,飞机的在飞机产品的初步设计阶段,飞机的三维数字模型是单一的整体模型。需要把飞机整体模型分解成部三维数字模型是单一的整体模型。需要把飞机整体模型分解成部件、组件和零件,以及基于这些零组件的装配件和安装件,直至件、组件和零件,以及基于这些零组件的装配
9、件和安装件,直至最后把飞机装配起来。最后把飞机装配起来。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 关键特性关键特性Key Characteristics:对零组件不可能按指定的尺寸正确无误地制造出来,制对零组件不可能按指定的尺寸正确无误地制造出来,制造出的零件尺寸一般在所标尺寸的允许公差范围内。这些公差造出的零件尺寸一般在所标尺寸的允许公差范围内。这些公差就是零组件的关键特性。但不是一个零件上的所有尺寸和形状就是零组件的关键特性。但不是一个零件上的所有尺寸和形状都是关键特性。在都是关键特性。在IPT中的每个成员都有权参与确定大多数结中的每个成员都
10、有权参与确定大多数结构件的关键特性。构件的关键特性。在制造过程中,由零件组装成组件,组件再装配成部件。在制造过程中,由零件组装成组件,组件再装配成部件。因此可见,关键特性也是一个树形结构。之间相互影响,由上因此可见,关键特性也是一个树形结构。之间相互影响,由上到下逐步定义。因此,对于在零件制造过程中的加工定位,在到下逐步定义。因此,对于在零件制造过程中的加工定位,在装配过程中定位基准的选择以及工艺装备的确定等,都应细致装配过程中定位基准的选择以及工艺装备的确定等,都应细致考虑其关键特性。考虑其关键特性。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 2
11、.三维工艺装备设计与工艺计划:三维工艺装备设计与工艺计划:工艺装备设计与产品设计一样,也首先是进行三维工艺装备设计与产品设计一样,也首先是进行三维建模,然后工艺装备设计人员利用三维零部件模型进行建模,然后工艺装备设计人员利用三维零部件模型进行工艺装备的数字化预装配。进行干涉检查、空间验算。工艺装备的数字化预装配。进行干涉检查、空间验算。工艺装备设计人员在工艺装备设计人员在IPT组中,是同产品设计及工艺计组中,是同产品设计及工艺计划人员并行工作的。划人员并行工作的。工艺装备设计人员检查所设计零件的可生产性,协工艺装备设计人员检查所设计零件的可生产性,协助标识零件的关键特性,将信息及时反馈给产品设
12、计人助标识零件的关键特性,将信息及时反馈给产品设计人员和工艺计划人员。员和工艺计划人员。工艺装备部门还负责在整个飞机制造过程中对工艺工艺装备部门还负责在整个飞机制造过程中对工艺装备的配套、维护和检修工作。装备的配套、维护和检修工作。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 零件工艺设计人员确定零件因制造过程的需要而留有的余量、零件工艺设计人员确定零件因制造过程的需要而留有的余量、导孔和其他要求,零件在制造过程中不同阶段的状态可以放在不同导孔和其他要求,零件在制造过程中不同阶段的状态可以放在不同的层的层Layer中,以方便使用。这些中,以方便使用。
13、这些工艺数据与产品设计数据一起工艺数据与产品设计数据一起组组成了单一产品定义包,即成了单一产品定义包,即制造延拓数据集制造延拓数据集MED(Manufacturing Enhanced Dataset)。它需要设计、工艺计划、工艺装备设计人它需要设计、工艺计划、工艺装备设计人员共同签字才有效。员共同签字才有效。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 3.数控加工和工厂车间布置:数控加工和工厂车间布置:数控加工:数控加工:产品设计发放前,即可进行数控加工产品设计发放前,即可进行数控加工编程,并进行加工模拟仿真。预先对加工中可能出现的编程,并进行加
14、工模拟仿真。预先对加工中可能出现的问题(过切、欠切、干涉等)进行分析解决。缩短整个问题(过切、欠切、干涉等)进行分析解决。缩短整个制造周期。制造周期。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 车间布置:车间布置:在定义产品零组件和工艺装备的同时,构造整个车间在定义产品零组件和工艺装备的同时,构造整个车间的三维模型。在计算机上模拟零部件直至整架飞机的装配过程,甚的三维模型。在计算机上模拟零部件直至整架飞机的装配过程,甚至整架飞机在车间和整个工厂内的移动情况。至整
15、架飞机在车间和整个工厂内的移动情况。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 4.客户支持服务客户支持服务 在在IPT组中,客户服务部门的人员和设计人组中,客户服务部门的人员和设计人员并行工作,利用员并行工作,利用CAD软件构造地面支持装备软件构造地面支持装备(GSEGround Support Equipment)的三的三维实体模型。客户代表可以进行地面支持装备的维实体模型。客户代表可以进行地面支持装备的数字化预装配,检查数字化预装配,检查GSE与飞机零部件之间的配与飞机零部件之间的配合和使用情况。合和使用情况。还可以进行技术出版物的图形(三维图形、还可以进行技术出版物的图形(三维图形、
16、爆炸图)的生成。爆炸图)的生成。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页5.硬件可变性控制硬件可变性控制HVC和质量管理和质量管理 HVCHardware Variability Control,是是一种用来管理一种用来管理由于零件制造的偏差而引起的更改、由于零件制造的偏差而引起的更改、出错和返工的方法出错和返工的方法。它是通过尽量减少零部件间。它是通过尽量减少零部件间的段面划分和综合考虑控制零部件关键特性的选的段面划分和综合考虑控制零部件关键特性的选择方法来
17、实现的,并利用两个有力的质量杠杆择方法来实现的,并利用两个有力的质量杠杆关键特性关键特性KC和统计过程控制和统计过程控制SPSStatistical Process Control来完成。来完成。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 SPCSPC(统计过程控制):统计过程控制):SPCSPC是一种借助数理统计方法的过程控制工具。它对生产过程是一种借助数理统计方法的过程控制工具。它对生产过程进行分析评价,根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆,并进行分析评价,根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆,并采取措施消除其影响,使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状采取措施消除其影响,使过程
18、维持在仅受随机性因素影响的受控状态,以达到控制质量的目的。它认为,当过程仅受随机因素影响时,态,以达到控制质量的目的。它认为,当过程仅受随机因素影响时,过程处于统计控制状态(简称受控状态);当过程中存在系统因素过程处于统计控制状态(简称受控状态);当过程中存在系统因素的影响时,过程处于统计失控状态(简称失控状态)。由于过程波的影响时,过程处于统计失控状态(简称失控状态)。由于过程波动具有统计规律性,当过程受控时,过程特性一般服从稳定的随机动具有统计规律性,当过程受控时,过程特性一般服从稳定的随机分布;而失控时,过程分布将发生改变。分布;而失控时,过程分布将发生改变。SPCSPC正是利用过程波动
19、的正是利用过程波动的统计规律性对过程进行分析控制的。因而,它强调过程在受控和有统计规律性对过程进行分析控制的。因而,它强调过程在受控和有能力的状态下运行,从而使产品和服务稳定地满足顾客的要求。能力的状态下运行,从而使产品和服务稳定地满足顾客的要求。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 近年来,近年来,SPCSPC方法获得进一步发展,例如波音公方法获得进一步发展,例如波音公司为了贯彻健壮设计思想,推出了一套新的供应商质司为了贯彻健壮设计思想,推出了一套新的供应商质量保证规范量保证规范DlDl 90009000,主要的变化是要求建立先进的主要的变化是要求建立先进的质量体系质量体系(Adva
20、nced Quality SystemAdvanced Quality System,缩写为缩写为AQS)AQS)。AQSAQS体系提出了一整套与健壮设计相适应的生产制造体系提出了一整套与健壮设计相适应的生产制造质量控制要求。质量控制要求。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 首先确定飞机的段面控制图,把整架飞机按级分解首先确定飞机的段面控制图,把整架飞机按级分解成安装件和装配件,再分解成零组件,并按照飞机的实成安装件和装配件,再分解成零组件,并按照飞机的实际建造过程来标识装配界面和零部件的关键特性,利用际建造过程来标识装配界面和零部件的关键特性,利用它来控制硬件的可变性,针对这些要求
21、与供应商进行协它来控制硬件的可变性,针对这些要求与供应商进行协商。供应商们则利用统计过程控制商。供应商们则利用统计过程控制SPC方法,来为方法,来为IPT组组提供反馈信息,并验证其一致性。提供反馈信息,并验证其一致性。确保飞机的主要部位确保飞机的主要部位在飞机总装配和最后安装中的对接质量(即飞机的关键在飞机总装配和最后安装中的对接质量(即飞机的关键特性)应保证符合产品的设计要求。特性)应保证符合产品的设计要求。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 在在IPT组中,质量控制计划人员与制组中,质量控制计划人员与制造工程师一起,根据首件检验要求等制
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