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飞机CAD CAM 要点复习 1 曲线和曲面 由NURBS曲线的定义式可知 改变权因子 移动控制顶点 改变节点矢量都将使NURBS曲线形状发生变化 1 曲线和曲面 点与点 如边矢量 一阶导矢 矢量与矢量 高阶导矢 间相互关系用相对矢量表示 可在空间任意平移 NURBS曲线曲面即可精确表示二次解析曲线与曲面 也可表示自由曲线与曲面 1 曲线和曲面 B样条曲面不可以精确表示圆柱面与球面 移动控制顶点 改变节点矢量都将使B样条曲线形状发生变化 1 曲线和曲面 n次贝齐尔曲线的端点几何性质曲线的起点和终点分别是特征多边形的首末顶点 曲线在起点与终点分别与特征多边形首末边相切 切矢量模长分别为首末边长的n倍 曲线在首末端点处的k阶导矢仅与靠近它们的k 1个顶点有关 1 曲线和曲面 例题 给定平面贝齐尔三边形顶点依次为 V0 16 0 V1 0 20 V2 16 20 V3 16 0 定义一条三次贝齐尔曲线 试分别用显式定义的贝齐尔曲线方程求曲线上参数为1 4上的点 并用几何作图法给出递推求点的过程 1 曲线和曲面 1 曲线和曲面 2 三维几何造型 根据技术发展过程 三维几何模型的建立相应经历了线框 表面和实体三种模型 实体模型是最完备的三维几何模型建立方法 2 三维几何造型 在边界定示中 物体通过其封闭的边界表面来描述 而物体封闭的边界表面由一组面所构成 各个面均有方向 明确地划分出物体的里面和外面 每个面均有单独的数学定义 每个面由封闭的环来确定其边界 每个环由一组边所构成 每条边也有其单独的数学定义 每条边由两个顶点 端点 所界定 一个为边的起始点 另一个为边的终点 每个顶点由空间三个坐标值来确定 在边界模型中 存贮的信息分成相对独立的两部分 拓扑和几何 图中左面分为6个层次 表明各相邻层次间的从属关系 属于拓扑信息 右面给出了三种类型几何元素的几何信息 即曲面 Surface 曲线 Curve 和点 Point 2 三维几何造型 实体造型边界表示中的翼边结构 是描述与一条边相邻的两个顶点 四条邻边和两个邻面这些拓扑信息的数据结构 线框模型的表示过于简单 可能构造出客观不可能存在的物体 或不能唯一确定的物体 3 工艺过程设计 变异式CAPP系统工作过程分为准备阶段与使用阶段 创成式CAPP系统不需要技术干预 对用户要求低 同时通过创成逻辑可把专家经验和设计技巧存贮在计算机中 计算机辅助工艺过程设计的目的是制定零件的制造过程 4 工艺装备设计 有些长度不大的卡板 采取悬挂式固定 称为半卡板 卡板是外形定位 夹紧件 由卡板本体 卡板端头以及其他附件装配而成组合件 卡板CAD的核心部分是参数化设计 5 数控测量 数控测量方法一般有点位测量法和连续轮廓扫描法两类数控测量工作的实质是将模拟量转化为数值量 6 产品集成制造简介 CIMS的覆盖范围除了CAD CAM CAPP以外还有计算机辅助质量控制系统CAQ以及生产计划系统PPS 柔性制造系统 FMS 是由计算机进行计划 实施和控制的一组机床设备 并由自动物料运贮系统相连接 CIMS适合于现代企业中的多品种 中小批量生产 7 飞机制造中的协调路线 飞机制造中传统的协调方法是用模拟传递 按相互联系制造原则进行协调的 标准样件是具有部件 组合件或零件外形和对接接头的三维刚性量具 作为制造具有复杂曲面外形工艺装备的依据 在飞机制造中的数字量协调方式中 原则上可以取消理论模线的绘制 7 飞机制造中的协调路线 结构模线是按1 1尺寸将飞机部件各切面的结构准确地画在专门图板上的部件结构图 7 飞机制造中的协调路线 7 飞机制造中的协调路线 进气道前段常规的典型协调路线 7 飞机制造中的协调路线 7 飞机制造中的协调路线 提高了模具和型架卡板的制造和协调准确度 模具和卡板直接按飞机外形数据用数控加工和数控测量检验 由于取消了局部表面标准样件和过渡模等环节 缩短了协调路线 协调准确度可提高2 3倍 提高了工艺装备加工的效率 采用常规的协调方法 工艺装备制造中的手工劳动量比重很大 而用数控加工可实现工艺装备制造的机械化和自动化 提高加工效率 缩短了生产装备用期 由于减少了大量卡板 取消了表面标准样件和过渡模等环节 各工艺装备可平行制造 从而显著缩短了生产准备周期 7 飞机制造中的协调路线 7 飞机制造中的协调路线 机翼翼盒常规的典型协调路线 7 飞机制造中的协调路线 机翼翼盒用CAD CAM技术的典型协调路线 8 数控加工程序的编制 APT是当前国际上流行最广 影响最深的数控编程语言 不同型号的数控机床采用不同的数控指令格式 数控装置是数控机床的中枢 一般由输入装置 控制器 运算器和输出装置组成 8 数控加工程序的编制 数控机床是利用数字指令来操纵机床的各种动作 数控机床的控制系统一般由四部分组成 即控制介质 数控装置 伺服拖动系统以及机床本体 数控机床的控制指令格式不统一 8 数控加工程序的编制 数控编程中工艺处理的概念及内容数控编程的第一步工作是细致分析零件图 明确加工内容和技术要求 然后着手拟定零件的加工方案和选择合适的数控机床 这部分内容即工艺处理 此外 需要考虑解决下列问题 8 数控加工程序的编制 确定零件的装夹方法并选择夹具 确定对刀点和换刀点 选择走刀路线 选择刀具 确定加工用量 程序编制中的误差控制 8 数控加工程序的编制 走刀路线指数控加工中刀位点相对于被加工工件的运动轨迹 确定走刀路线的原则是 保证零件的加工精度和光洁度 方便数值计算 减少编程工作量 缩短走刀路线 减少空程 8 数控加工程序的编制 8 数控加工程序的编制 走刀路线的选择对于直母线的翼面类表面 采用第二种方案显然更有利 每次沿直线走刀 刀位点计算简单 程序段短 而且加工过程符合