MBD技術條件下樣板應用研究

摘 要：在MBD技術的支撐下對樣板應用的研究，可以將三維模型中的數據用二維工程圖紙的方式表達出來，將產品的數據信息用平面的方式表達出來，保證數字量傳遞、制造和協調的準確度，避免標準樣件在過度環節花費太多的時間，縮短協調的路線和時間，從而節省整個樣板生產周期，提高工作效率。樣板設計人員可以通過發揮樣板直觀、經濟、簡便的特點，提高MBD條件下樣板為飛機等機械的服務質量。

關鍵詞：MBD技術；樣板；應用；新途徑

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.224

0 引言

在傳統的飛機樣板制作過程中，是以模線樣板生產作為生產飛機的主要步驟，因此模線樣板的制作進度直接影響了新飛機的出廠周期。飛機上的零件種類很多，因此在樣板制造的過程中也會涉及很多樣板品種的選擇，在飛機的制造過程中，樣板發揮著主導的作用。隨著MBD技術的成熟與發展，我國在飛機樣板的制作中，積極采用三維模型加二維數據的形式，建立數學模型，提高飛機制造效率。因此在MBD條件下，樣板的應用空間還很大。

1 MBD技術條件下樣板研究的優勢

與傳統的工程圖紙相比，MBD技術擁有巨大的優勢，樣板應用在此基礎上發揮最大的作用。主要有八大點：第一，MBD數據集是樣板生產環節中的單一數據來源，避免出現數據不吻合、成本高的現象；第二，MBD技術可以展現樣板的三維空間動態，直觀的表達樣板造型，尤其是一些有曲面的樣板；第三，可以促進研制人員對樣板設計的表達，可以讓生產人員更加準確的把握樣板設計的核心技術，更精確的制作樣板；第四，可以更好的實現新型技術和產品的制造和加工；第五，MBD技術真正的實現了樣板產品數字化定義，使產品在加工、裝配、測量和檢驗的過程中實現高度的集成，生產人員即使在脫離圖紙的情況下，也能進行產品的順利制造和檢驗；第六，MBD技術借助CAD系統具備的隱藏、移動、旋轉和縮放等功能，使得樣板產品信息可以更加簡潔、有效存取、管理和展示；第七，基于MBD技術的制造技術采用數字化研制體系，可以準確、高效的傳遞樣板產品信息，可以避免在后期生產過程中生產人員閱讀、輸入產品信息的流程，減少產品研制過程中由于人為因素導致的操作失誤，減少重復性勞動，提高整體生產效率；第八，在MBD技術條件下，樣板應用研究可以給研發人員帶來三維模型和二維數據對應，可以促進研發人員更準確的把握產品的信息。

2 MBD技術條件下隔板定位樣板的應用研究

在飛機的裝配過程中，傳統的方式是通過在平面或近似平面的壁板上進行，主要是采用工裝，一般要花費大量的設計時間、消耗大量的材料、延長加工時間。而在MBD技術條件下的隔板定位樣板的設計可以利用三維模型進行模擬試驗，得到精確的二維工程圖紙數據，然后進行數字化生產，得到的產品用于飛機制造的時候也會有更高的利用率。在MBD技術的支撐下，將10到15天的設計研制周期縮短為1到2天，大大縮短了前期的設計時間，同時解決隔板間間距小的問題，隔板定位樣板已經可以取代裝配工裝，達到隔板安裝的要求。隔板樣板以其簡便、經濟、實用的特點，廣泛的用于航天制造業中。

3 MBD技術條件下裝配檢查樣板的應用研究

在飛機的某些大型零件安裝之后，需要對其在實際操作中的性能進行檢測，需要非常精準的數據進行對比，而這些專業要求高的工作必須由專業的技術人員完成，因此占用大量的專業人員，增加飛機制造過程中的技術和人工成本，一旦檢測不合格，又要花費大量的時間去更換，浪費大量的人力、物力和財力。而裝配檢查樣板在設計時間上占有足夠的優勢，減少加工周期，還可以更準確的進行幾何形狀、定位尺寸的檢查，關鍵是每個操作人員都可以使用，后期檢查的過程中，不需要太多的技術要求。

裝配檢查樣板的設計需要借助CATIA軟件，將需要檢查的數學模型裝配在同一個catproduct中，樣板的造型取自飛機外緣形狀，保障檢查工作環境的安全。采用20#的冷軋鋼板制作裝配檢查樣板，可以提高裝配檢查樣板的使用效果。

4 MBD技術條件下型材類零件外形樣板的應用研究

科技的進步帶動數字化的進程，航天事業也積極引用數字化技術，提高了產品的質量和生產效率。在飛機零件制造過程中，經常會遇到一些曲面零件的加工，但是由于曲面的尺寸把握的高難度，時間生產中就會出現很多廢品，浪費了不少資源。目前對這種曲面零件的制作還很難進行數控加工，因為很難找到零件的原點，定位的時候也比較困難，生產的進度很難掌控。因此在這類零件加工中還是建立傳統的平面數模。

這種帶有曲面零件的外形樣板的設計不同于以往的外形樣板的設計，是在展開數字模型的基礎上進行外形樣板的設計。科研技術人員根據工程數據將數字模型展開，得到準確的數據，再進行重新建模的工作，外形樣板的模型可以提高曲面零件的精確度。外形樣板是加工全面零件的重要依據，各項數據的建立和表達都需要十分的準確和清晰，最大程度的節省飛機制造的周期，提高飛機產品出廠時的質量。

5 MBD技術條件下模線樣板的應用研究

國內外在軍機生產中普遍運用MBD技術，新技術條件下，模線樣板的應用價值也得到充分的發揮。模線樣板作為檢驗產品質量的依據可以為檢測帶來更加直觀、簡便和準確的數據；作為大型零件的配置工作來說，可以更加經濟、輕便；作為加工高難度的小型零件來說，可以準確的控制零件的尺寸和造型。模線樣板技術還可以運用到更多零件的加工、配置、檢查和工作中，需要技術人員不斷挖掘新的價值，借助MBD技術的力量，簡化飛機制造過程，縮短生產周期，提高工作效率和質量。

6 總結

隨著科學技術的發展，產品數字化改革已經成為大勢所趨，三維數學模型加二維工程圖紙的生產方式逐漸替代二維圖紙的生產模式，讓生產前線的制造人員可以更好的領會技術人員表達的意圖，準確的進行產品的加工與制造。在樣板生產過程中積極采用MBD技術，可以為飛機、航天器的發展奠定堅實的基礎，促進我國航天事業的發展。

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