基于MBD技術鉆孔樣板的設計

邱璠

摘 要：文章介紹了基于MBD模型的鉆孔樣板的設計，鉆孔樣板對提高裝配協調互換的重要性，證明了鉆孔樣板設計可以較好的的提高鉆孔的精度。

關鍵詞：MBD；鉆孔樣板；定位

引言

隨著飛機設計、生產數字化進程的逐漸深入，MBD技術在國內外軍民機生產中普遍應用。基于MBD技術的飛機裝配生產協調問題，是研制生產部門的重點技術問題。MBD（Model Based Definition）技術，即基于模型的工程定義，是一個集成的三維實體模型來完整表達產品定義信息的方法體，它以參數形式涵蓋了產品尺寸、材料、設計信息、公差及其他信息。

在數字化條件下，模線樣板的作用已由過去尺寸協調依據逐步轉化為提高制造和檢驗效率。鉆孔樣板作為模線樣板的一種，一般用于平面零件的鉆孔，用于保證裝配零件孔位的相互協調一致。過去以圖紙為依據設計鉆孔樣板，通過查圖紙確定零件的孔位。存在孔位信息查找困難，不能保證排孔的準確性，無法實現同一裝配件，需要裝配多個孔文件的情況。在MBD技術下飛機裝配生產協調解決了上述問題。

1 MBD技術下鉆孔樣板的設計方法

基于MBD技術下設計的鉆孔樣板，通過裝配模塊將孔文件、三維數模裝配在一起，可以精準的確定零件上所需的孔位。解決了復雜零件裝配協調問題。

1.1 選取合理的樣板位置

（1）鉆孔樣板需避開零件鉆孔面上的凸臺、下陷、倒角等結構使鉆孔樣板與零件的鉆孔面完全貼合以確保精度。

（2）當零件的鉆孔面為曲面且曲率變化較大時，可以用分段的方法使樣板與鉆孔面更好的貼合。分段原則一般按鉆孔面的曲率變化，保證每一段的凹凸方向一致。

（3）當零件鉆孔面為曲面，下陷多且距離較近時，通常設計一塊鉆孔樣板。避免樣板數量過多，不好管理，同時對樣板維護增加困難。

1.2 設計方法分析

機加零件的鉆孔樣板一般分兩種：鉆孔面是平面和曲面的二種零件。對于鉆孔面是平面的零件一般以無凸臺、筋條的的平面作為使用面即鉆孔樣板投影面。如圖1所示。

對于鉆孔面時曲面的零件，在取制緣條兩側的鉆孔樣板時，通常采用分段投影法。如圖2所示。

根據裝配廠所提狀態，將需要鉆孔的零件位置，根據零件的曲率變化，下陷位置合理分段，確保鉆孔樣板精度。需要注意的是合理確定樣板使用位置，并在展開時按矢量線確定所需孔位。如圖3。

1.3 模線樣板設計

當零件的鉆孔面為平面時，可以將孔文件中的釘孔點直接投影到零件表面。對于鉆孔面為曲面的情況，應以矢量線作為依據，當矢量線與零件表面不垂直時，將矢量線與零件表面相交得到的交點和零件表面一起展開。

為方便使用，鉆孔樣板設計時通常會設計非工作邊來避開零件上的凸臺或者倒角。當無法使用工作邊定位零件與樣板的相對位置時要增加定位線，確定樣板使用位置。避免因樣板使用位置不對，造成孔位鉆偏，影響生產。如圖4所示。

以此零件為例，針對零件外形，在下緣條設計3塊鉆孔樣板。鉆孔樣板1/3從零件左邊緣線取制到下陷位置。定位基準有零件左邊緣線、筋條定位以及上下外形定位。中間鉆孔樣板2/3無法使用工作邊定位零件與樣板的相對位置，需增加定位線，避開倒角。鉆孔樣板3/3按筋條及上下外形定位。由于零件曲度大，分段設計可以更好的貼合零件，挺高鉆孔精度。如圖5所示。

2 鉆孔樣板的優越性

（1）保證定位的可靠性，操作方便、迅速。（2）可以減輕工人的勞動強度，提高工作效率，加快生產進度。（3）提高勞動生產率可以縮短飛機的生產周期，而且勞動工時的減少也是飛機生產成本降低的主要因素。

3 結束語

文章介紹的鉆孔樣板的設計，是依據三維數字模型的裝配模型，將孔文件與零件裝配在一起，將帶孔信息的三維數模轉化為符合客戶需求的鉆孔樣板，并作為生產和檢驗零件的依據。解決了基于圖紙設計時孔位信息查找困難，無法實現復雜零件裝配多個孔文件等問題。保障了產品的質量，減少工人勞動強度，更提高生產效率，縮短了飛機的生產周期，確保了新機研制項目的順利進行。

參考文獻

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