[发明专利]飞机复杂构件快速数控加工准备系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞机复杂构件快速数控加工准备系统及方法，应用于飞机 复杂构件的快速数控加工工艺准备及编程，进而实现飞机复杂构件的高效高质 数控加工，属于飞机结构件数字化智能加工技术领域。

背景技术

现代飞机结构中大量采用整体结构件以缩短加工与装配周期以及减轻重量 来提高飞机性能。但是飞机复杂构件具有结构复杂，制造精度要求高，加工难 度大等特点，而当前数控加工工艺准备及数控编程存在很多问题：(1)加工经 验知识没有进行规则化，统一化，没有发挥继承性；(2)采用现有CAD/CAM 系统，毛坯生成功能简单，无法满足实际加工需要，并且编程交互量巨大，周 期长；(3)加工工艺规划很大程度上取决于工艺员的个人经验与知识水平，随 意性较大，造成程序质量不稳定；(4)结构件在数控加工过程中易变形，影响 零件加工质量和加工精度；(5)工装设计也是凭借个人经验，设计周期长，质 量不稳定；(6)后置处理程序无法完成不同数控系统之间的代码转换；(7)尤 其是缺乏在数字化三维模型基础上实现数控加工工艺准备和数控编程的一整套 专业化流程，导致工艺方案规划、数控加工编程、加工变形分析、夹紧构型设 计、夹紧方案、毛坯生成等环节相互之间缺乏协调与关联，进而影响到飞机结 构件的加工效率和质量，延长了飞机制造周期。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种飞机复杂构件快速数控加工准 备系统及方法；

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种飞机复杂构件快速数控加工准备系统及方法，该系统是建立在现有 CAD/CAM系统平台上，由工艺资源与知识库管理模块、快速毛坯生成模块、零 件分类与工艺方案分析模块、自动编程模块、快速工装生成模块、应力分析及 变形控制模块、前后置处理模块以及工艺数据生成模块八部分组成，其中：

所述的现有CAD/CAM系统平台，为“飞机复杂构件快速数控加工准备系 统”提供平台支撑，系统首先在该平台上建立飞机复杂构件三维零件模型，并 与系统的八大模块进行数据交换，辅助实现工装模型的定位、夹紧及生成，辅 助生成零件的毛坯模型；然后利用CAD/CAM系统平台的“变形分析”模块实 现结构件加工过程中以及加工完后的变形分析；最后根据自动编程模块所构建 的加工单元应用CAD/CAM系统平台的“数控加工”模块辅助生成加工操作树并 进行刀轨计算和加工仿真；

所述的工艺资源与知识库管理模块，为系统提供基础支撑数据、支撑数据 与其他模块进行数据交换的接口，以及支撑数据库的管理，其中支撑数据库包 括工艺知识库、机床参数库、工件材料库、刀具参数及材料库、数控加工切削 参数库、工装标准件库、工装典型件库、工装检验样板模型库、工装设计知识 库；另外通过建立其他模块与支撑数据库的数据接口，实现不同模块间的数据 传输、调用与管理，完成支撑数据库与整个“飞机复杂构件快速数控加工准备 系统”的连接，将支撑数据库与整个系统关联在一起，实现数据资源的共享与 管理；支撑数据库的管理包括各种支撑数据的查询、删除、插入、修改、保存 以及推理，方便各种支撑数据的查看与更新；

所述的快速毛坯生成模块，根据零件模型、毛坯类型以及其它工艺约束条件 自动确定零件各个部位的加工余量，生成毛坯模型；

所述的零件分类与工艺方案分析模块，首先对现有的飞机复杂构件进行分 类并定义出这些零件中不同的典型特征及结构；然后结合工艺资源与知识库管 理模块中的工艺知识库确定各种零件对应的加工方案，包括确定各种特征、结 构的加工方法、装夹方法、刀具推荐、切削参数推荐以及机床推荐；