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航空发动机零件具有结构复杂、加工精度要求高、材料难加工等特点,导致其机加工艺较为复杂,在加工过程中,需设计大量夹具保证机加过程的顺利进行。航空发动机零件的复杂性导致航空发动机零件机加夹具同样结构复杂,设计周期长,直接影响发动机产品的研制周期;另一方面,航空发动机研制阶段设计更改频繁,对应的机加夹具经常需要反复更改,重复工作量大。随着航空发动机型号任务的不断增加,航空发动机零件机加夹具的设计任务也日益繁重,如何有效提高机加夹具的设计效率,缩短产品研制周期,已成为航空发动机研制过程中亟需解决的问题之一。航空发动机零件的种类相对固定,且同类型零件采用相同的机加方法时,对应的机加夹具结构通常具有高度的相似性;同时,机加夹具的主要设计依据是工序模型上装夹特征的参数信息,与其他特征信息的关联性较小。针对夹具设计的上述特点,本文将模板技术与变型设计技术相结合,提出一种航空发动机零件机加夹具变型设计方法,构建了夹具变型设计模板,并通过匹配工序模型与夹具变型设计模板中的装夹特征,实现工序模型对夹具变型设计模板的驱动变型,设计出符合工序模型装夹要求的机加夹具。整个设计过程中,仅以工序模型的装夹特征作为夹具的设计依据,简化了夹具的设计过程,有效提高了夹具的设计效率。本文的主要研究工作和成果如下:(1)通过分析某航空发动机制造企业的机加夹具设计需求,提出航空发动机零件机加夹具变型设计方法,并对夹具变型设计模板所包含的信息进行分析,运用本体建模思想建立了夹具变型设计模板信息模型。(2)分析了航空发动机零件机加工序模型装夹特征的轮廓尺寸信息和相对位置信息,建立了以装夹特征为输入接口的夹具变型设计模板,该模板封装了工序模型模板、夹具模板以及二者之间的关联关系,并在Teamcenter平台下设计了夹具变型设计模板库,实现对夹具变型设计模板三维模型信息和参数信息的统一管理。(3)实现了工序模型驱动的机加夹具设计。通过匹配工序模型与夹具变型设计模板中的装夹特征,实现工序模型与夹具变型设计模板之间的参数联动,驱动夹具变型设计模板的变型,生成新的夹具。(4)应用Visual C++和NX Open API开发工具,基于NX和Teamcenter平台开发了航空发动机零件机加夹具变型设计系统,并已成功应用于某航空发动机制造企业。