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摘 要: 在现代机械设计中,有一个非常通用且利用率特别高的软件,那就是CAD/CAM,而飞机复合材料的设计与研究也可以利用这个软件,飞机复合材料构件过渡模研究中,如何确定过渡模工艺基准,过渡模主要零件设计,复合材料成型过渡模CAD设计,是设计者需要重点关注的。
关键词: 过渡模工艺基准;过渡模主要零件设计;复合材料成型过渡模CAD设计
1.过渡模工艺基准
飞机复合材料的成型过渡模是复合材料制造和成型中最重要的设计和工装,过渡模的设计影响着复合材料的精度和结构,复合材料一般的结构如图1.1。
过渡模的结构包含模体、成型挡板、底座等,模体是过渡模的主体,它是通过复合材料的外形得来的;过渡模的挡板是辅助材料成型的零件,是用于成型模的制造,是对复合材料结构成型固定的作用,当成型模在过渡模上成型之后,挡板可以拆掉;底座的作用是对整个过渡模进行支撑,是用钢管和钢板焊接而成的。
飞机复合材料过渡模工艺基准的作用是对底面和拉伸方向的参考,在飞机复合材料构件成型过渡模具的设计过程中,通过从构件的模型来确定过渡模的基体尺寸和形式,首要步骤是先设定一个合格的工艺基准平面,这个是设计过渡模的基础,而基准平面的选择对工件最后材料利用率影响很大,如图1.2,过渡模是用来翻制成型模的,成型模是在过渡模上由人工糊制铺贴加工而成,因此,过渡模成型面的平稳对成型模铺贴的方便性和铺贴紧密度也有直接影响。
在对过渡模工艺基准的选择时候,需要考虑一下几点:
(1)确定的过渡模工艺基准,在生产完成之后,模型能顺利的脱模,同時在加工时候不能再增加成本;
(2)通过这个过渡模工艺基准可以方便铺贴成型模和安装型板架;
(3)利用这个工艺基准制造复合材料的时候,材料的利用率要高。
2.过渡模主要零件设计
过渡模零件的设计主要是利用参数化设计,这是CAD设计领域非常常见的设计,参数设计有以下3类:
(1)坐标系参数,主要是零件位置和姿态的绝对坐标系;
(2)几何参数,这个是确定零件的形状、数量等;
(3)辅助参数,主要是对零件生产过程中辅助的作用。
过渡模模体的设计,模体的成型一般是通过拉伸和切断成型的,如图 2.1(a)中的模体是通过轮廓向外拉伸而成的,形成切割的初模,(b)中就是对模体进行切割,(c)表示的是最终过渡模的结构。
挡板的设计是通过模体的设计而来,一般是将模体的外形就行实体特征,最终拆分出4个独立的是特征,需要注意的是挡板的底面与模体底面在同一面上,且挡板的平面能与模体的侧面完全贴合。
3. 复合材料成型过渡模CAD设计
现代制造中利用CAD对零件进行设计是非常普遍的,复合材料成型过渡模CAD设计实现了材料的快速加工,使得整个工装占有非常重要的地位,主要的功能要求如下:
在对过渡模进行设计的时候,只需要制定复合材料的内外表面,就可以设计出模体和模具的模型,输入主要的工艺参数就可以创建挡板和底座的模型。
性能上要满足模型的精度、时间特性(响应时间、生产时间)、输入和输出、故障处理等方面的要求。
结论
在飞机复合材料构件过渡模设计中,设计员为了能保证顺利脱模,需要对过渡模的工艺进行计算与基准设计,避免过渡模的干涉,在设计中通过特征的参数,实现过渡模每个关键零件的设计与参数计算,最后通过CAD/CAM软件,设计出飞机复合材料构件成型过渡模。
参考文献
[1]田嘉生.王枫.复合材料制件成形用模具材料研究.[J].沈阳:沈阳航空工业学院.1997.
[2]陈绍杰.先进复合材料在飞机上的应用及发展.[J].航天科学技术.1998.
[3]杨乃宾.章怡宁.复合材料飞机结构设计.[M].北京:航空工业出版社.2004.
[4]齐从谦.崔琼瑶.基于参数化技术的CAD创新设计方法研究.[J].中国机械工程.2003.
关键词: 过渡模工艺基准;过渡模主要零件设计;复合材料成型过渡模CAD设计
1.过渡模工艺基准
飞机复合材料的成型过渡模是复合材料制造和成型中最重要的设计和工装,过渡模的设计影响着复合材料的精度和结构,复合材料一般的结构如图1.1。
过渡模的结构包含模体、成型挡板、底座等,模体是过渡模的主体,它是通过复合材料的外形得来的;过渡模的挡板是辅助材料成型的零件,是用于成型模的制造,是对复合材料结构成型固定的作用,当成型模在过渡模上成型之后,挡板可以拆掉;底座的作用是对整个过渡模进行支撑,是用钢管和钢板焊接而成的。
飞机复合材料过渡模工艺基准的作用是对底面和拉伸方向的参考,在飞机复合材料构件成型过渡模具的设计过程中,通过从构件的模型来确定过渡模的基体尺寸和形式,首要步骤是先设定一个合格的工艺基准平面,这个是设计过渡模的基础,而基准平面的选择对工件最后材料利用率影响很大,如图1.2,过渡模是用来翻制成型模的,成型模是在过渡模上由人工糊制铺贴加工而成,因此,过渡模成型面的平稳对成型模铺贴的方便性和铺贴紧密度也有直接影响。
在对过渡模工艺基准的选择时候,需要考虑一下几点:
(1)确定的过渡模工艺基准,在生产完成之后,模型能顺利的脱模,同時在加工时候不能再增加成本;
(2)通过这个过渡模工艺基准可以方便铺贴成型模和安装型板架;
(3)利用这个工艺基准制造复合材料的时候,材料的利用率要高。
2.过渡模主要零件设计
过渡模零件的设计主要是利用参数化设计,这是CAD设计领域非常常见的设计,参数设计有以下3类:
(1)坐标系参数,主要是零件位置和姿态的绝对坐标系;
(2)几何参数,这个是确定零件的形状、数量等;
(3)辅助参数,主要是对零件生产过程中辅助的作用。
过渡模模体的设计,模体的成型一般是通过拉伸和切断成型的,如图 2.1(a)中的模体是通过轮廓向外拉伸而成的,形成切割的初模,(b)中就是对模体进行切割,(c)表示的是最终过渡模的结构。
挡板的设计是通过模体的设计而来,一般是将模体的外形就行实体特征,最终拆分出4个独立的是特征,需要注意的是挡板的底面与模体底面在同一面上,且挡板的平面能与模体的侧面完全贴合。
3. 复合材料成型过渡模CAD设计
现代制造中利用CAD对零件进行设计是非常普遍的,复合材料成型过渡模CAD设计实现了材料的快速加工,使得整个工装占有非常重要的地位,主要的功能要求如下:
在对过渡模进行设计的时候,只需要制定复合材料的内外表面,就可以设计出模体和模具的模型,输入主要的工艺参数就可以创建挡板和底座的模型。
性能上要满足模型的精度、时间特性(响应时间、生产时间)、输入和输出、故障处理等方面的要求。
结论
在飞机复合材料构件过渡模设计中,设计员为了能保证顺利脱模,需要对过渡模的工艺进行计算与基准设计,避免过渡模的干涉,在设计中通过特征的参数,实现过渡模每个关键零件的设计与参数计算,最后通过CAD/CAM软件,设计出飞机复合材料构件成型过渡模。
参考文献
[1]田嘉生.王枫.复合材料制件成形用模具材料研究.[J].沈阳:沈阳航空工业学院.1997.
[2]陈绍杰.先进复合材料在飞机上的应用及发展.[J].航天科学技术.1998.
[3]杨乃宾.章怡宁.复合材料飞机结构设计.[M].北京:航空工业出版社.2004.
[4]齐从谦.崔琼瑶.基于参数化技术的CAD创新设计方法研究.[J].中国机械工程.2003.