基于三維設(shè)計環(huán)境下某型教練機(jī)管路系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)

張石英

（中航工業(yè)洪都，江西南昌330024）

0 引言

隨著計算機(jī)信息技術(shù)的飛速發(fā)展和我國飛機(jī)制造業(yè)數(shù)字化并行工程應(yīng)用工作的開展，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在飛機(jī)研制中的應(yīng)用有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。全面采用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)已經(jīng)成為目前大部分制造企業(yè)，特別是軍工制造業(yè)解決傳統(tǒng)飛機(jī)研制模式不足的重要手段之一。在此大環(huán)境影響下，飛機(jī)管路系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計也成了飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

飛機(jī)管路零件的制造技術(shù)水平的提高也對管路系統(tǒng)設(shè)計不斷提出新的需求。近幾年來，國內(nèi)外均提出用數(shù)字量即CATIA三維數(shù)模替代模擬量的重要性。過去導(dǎo)管設(shè)計與制造之間主要采用模擬量實(shí)樣進(jìn)行傳遞,嚴(yán)重影響信息傳遞精度和效率,采用導(dǎo)管三維建?？梢詷O大的提高導(dǎo)管的設(shè)計速度、信息傳遞精度和效率,進(jìn)而提高導(dǎo)管零件的成形質(zhì)量和設(shè)計制造效率[1]。數(shù)字量的CATIA模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)樣，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計、仿真優(yōu)化、成形制造、檢驗(yàn)全過程的數(shù)字化信息傳遞[2]。以模線、樣板等模擬量為制造依據(jù)的協(xié)調(diào)方式不再能完全滿足現(xiàn)代飛機(jī)的研制要求，以數(shù)字量為制造依據(jù)的協(xié)調(diào)方式逐漸成為現(xiàn)代飛機(jī)研制的主流。在此情況下，飛機(jī)管路的三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)已成為現(xiàn)代飛機(jī)協(xié)同研制工作不可缺少的一部分。

本文針對飛機(jī)管路系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用情況，提出了管路數(shù)字化設(shè)計技術(shù)應(yīng)用方案，闡述了實(shí)現(xiàn)飛機(jī)管路系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計的技術(shù)方法，對推進(jìn)導(dǎo)管設(shè)計的全數(shù)字化有重要意義，也為后續(xù)機(jī)型管路系統(tǒng)的數(shù)字化設(shè)計工作的順利開展起到指導(dǎo)和實(shí)施的作用。

1 飛機(jī)管路數(shù)字化設(shè)計技術(shù)應(yīng)用分析

1.1 國內(nèi)外飛機(jī)管路數(shù)字化設(shè)計技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1986年，美國波音公司開始采用三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)對747-400液壓管路系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。作為世界上第一個采用全數(shù)字化定義和無圖紙生產(chǎn)技術(shù)的大型飛機(jī)項(xiàng)目，波音777飛機(jī)開發(fā)、研制、制造、一次試飛成功的根本途徑就是采用了數(shù)字化設(shè)計技術(shù)[3]。

近年來，國內(nèi)飛機(jī)導(dǎo)管數(shù)字化制造技術(shù)發(fā)展迅速，面向制造導(dǎo)管三維快速建模、導(dǎo)管數(shù)控彎曲過程建模與有限元仿真技術(shù)在各大飛機(jī)制造廠開始應(yīng)用，配合現(xiàn)有的數(shù)控彎管機(jī)、激光矢量測量機(jī)，不僅大大縮短了工藝準(zhǔn)備時間，還優(yōu)化了工藝參數(shù)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。上海飛機(jī)設(shè)計研究院在新支線飛機(jī)ARJ21的研制過程中，全機(jī)設(shè)計100%采用三維數(shù)字化定義和數(shù)字化樣機(jī)，導(dǎo)管以三維數(shù)模發(fā)放。成都飛機(jī)制造廠在某運(yùn)輸機(jī)研制過程中，導(dǎo)管以三維數(shù)模為依據(jù)，直接將CATIA產(chǎn)品數(shù)模轉(zhuǎn)換為工藝數(shù)模，生成機(jī)床數(shù)控代碼，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控彎管和激光測量檢驗(yàn)，導(dǎo)管零件全部合格交付。

管路系統(tǒng)的數(shù)字化設(shè)計在縮短產(chǎn)品研制周期、實(shí)現(xiàn)飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計全過程方面已經(jīng)成了不可忽略的一個關(guān)鍵要素之一。

1.2 傳統(tǒng)的導(dǎo)管制造模式分析

在飛機(jī)導(dǎo)管制造方面，傳統(tǒng)的導(dǎo)管制造通常采用“先取樣后生產(chǎn)”的模式，用實(shí)樣作為制造依據(jù)。導(dǎo)管設(shè)計的實(shí)樣采用二維圖紙，僅僅劃出示意圖，無空間走向。制造部門通過取樣制造夾具后進(jìn)行導(dǎo)管生產(chǎn)，存在諸多的問題。比如：

1）實(shí)樣取制周期長，勞動強(qiáng)度大；

2）實(shí)樣傳遞制造依據(jù)，無法保證質(zhì)量；

3）反復(fù)取樣，返修夾具，生產(chǎn)被動，管理不便；

4）無法滿足現(xiàn)代飛機(jī)CAD/CAM數(shù)字化制造的需求。

針對傳統(tǒng)導(dǎo)管制造方法存在的問題，為了縮短設(shè)計周期，提高數(shù)控彎管機(jī)的利用率，提高生產(chǎn)效率，導(dǎo)管的數(shù)字化制造對設(shè)計部門提出了新的需求即管路系統(tǒng)的數(shù)字化設(shè)計。唯有從制造導(dǎo)管的源頭出發(fā)，而制造導(dǎo)管的數(shù)據(jù)信息源頭就是導(dǎo)管零件，它為后續(xù)的模具設(shè)計、彎曲工藝分析、成形過程的分析與數(shù)值模擬等工作提供了基本信息源。因此采用導(dǎo)管零件的三維數(shù)字化設(shè)計建模，改變信息流的傳遞方式由原來的模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量信息傳遞，可有效解決上述問題。

2 飛機(jī)管路系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)應(yīng)用方案

2.1 飛機(jī)管路系統(tǒng)設(shè)計概況

飛機(jī)管路系統(tǒng)作為傳輸能量工作介質(zhì)的工作單元，敷設(shè)在全機(jī)各個部位，是飛機(jī)產(chǎn)品中不可缺少的部分，主要包括液壓系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、氧氣系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、航空儀表管路等等。其工作環(huán)境比較嚴(yán)酷，高溫區(qū)、高振動區(qū)、外露部位均有。有些導(dǎo)管還需經(jīng)常拆卸。隨著飛機(jī)飛行速度的不斷提高，飛機(jī)高度的增加，將導(dǎo)致管路內(nèi)的工作介質(zhì)壓力提高，流量增大及工作溫度上升。這一切的因素都將給管路系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計帶來一定的難度。

2.2 背景分析

從設(shè)計角度考慮，為了縮短設(shè)計周期，飛機(jī)研制采用三維數(shù)字化設(shè)計手段建立電子樣機(jī)，采用數(shù)字化并行工程。在此形勢下，飛機(jī)管路系統(tǒng)設(shè)計需要從技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)。

從制造角度考慮，傳統(tǒng)的導(dǎo)管建模方式采用UG軟件通過創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)構(gòu)造曲線，再以曲線為軸線用TUBE命令做出導(dǎo)管。而傳統(tǒng)的導(dǎo)管制造方式是靠模線樣板來手工制造，這種設(shè)計方式是可以的。但是應(yīng)用數(shù)控彎管機(jī)后，由于數(shù)控彎管機(jī)只能加工直線和圓弧的導(dǎo)管，生產(chǎn)制造部門在使用數(shù)控彎管機(jī)加工生產(chǎn)數(shù)控彎管時，這種只憑借樣條曲線已經(jīng)不能滿足工藝部門采集數(shù)據(jù)、數(shù)控彎管成形的要求。由此對管路的設(shè)計方式提出了新的要求。

2.3 管路數(shù)字化設(shè)計技術(shù)應(yīng)用方案

要實(shí)現(xiàn)管路系統(tǒng)的數(shù)字化設(shè)計，首先需要解決管路設(shè)計環(huán)境的問題。其次考慮的是實(shí)現(xiàn)管路數(shù)字化設(shè)計的技術(shù)途徑問題。一方面要淘汰傳統(tǒng)的導(dǎo)管實(shí)物取樣環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換；另一方面遵循飛機(jī)協(xié)同設(shè)計的思想，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，縮短飛機(jī)研制周期。因此設(shè)計環(huán)境采用CATIA軟件和VPM系統(tǒng)平臺，質(zhì)量控制方面以CATIA后臺參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)規(guī)范開發(fā)定制的環(huán)境作約束，以CATIA三維建模技術(shù)為基礎(chǔ)，通過干涉檢查、裝配仿真等手段保證管路系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量，最終實(shí)現(xiàn)飛機(jī)管路系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計，滿足現(xiàn)代飛機(jī)全機(jī)數(shù)字化設(shè)計研制的要求。

3 管路數(shù)字化設(shè)計的技術(shù)方法

管路的數(shù)字化設(shè)計不僅便于電子樣機(jī)中成附件、結(jié)構(gòu)件及系統(tǒng)導(dǎo)管之間的協(xié)調(diào)，也為制造部門進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)控彎管成形提供可靠的、最優(yōu)的數(shù)據(jù)源。因此在設(shè)計前既要照顧到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)規(guī)范以及管路設(shè)計原則的執(zhí)行，還需要考慮到工藝制造資源的要求，比如數(shù)控彎管機(jī)彎曲模彎曲半徑的種類，優(yōu)先設(shè)計數(shù)控彎管機(jī)能夠彎制的管路。因此，數(shù)字化設(shè)計工作要圍繞如下幾方面展開。

1）飛機(jī)管路系統(tǒng)導(dǎo)管規(guī)格各異，管路設(shè)計過程中如何保證設(shè)計的管路數(shù)據(jù)符合現(xiàn)有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和需求；

2）從制造角度考慮，如何保證下游工藝部門從管路數(shù)模中提取到最合理的數(shù)據(jù)，保證導(dǎo)管的可制造性和可利用率；

3）從并行設(shè)計方面，如何保持這些復(fù)雜的導(dǎo)管零件能夠快速接收到上游數(shù)據(jù)更改通知并能夠在保證不受影響的零件無變化的基礎(chǔ)上自動更新；

4）如何保證管路系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)之間、管路系統(tǒng)與管路系統(tǒng)以及管路系統(tǒng)內(nèi)部不發(fā)生干涉并滿足間隙的要求；

5）如何驗(yàn)證發(fā)放給下游的導(dǎo)管零件設(shè)計的合理性，并保證裝配的可達(dá)性以及可維護(hù)性。

3.1 管路數(shù)字化設(shè)計環(huán)境定制

在飛機(jī)管路系統(tǒng)設(shè)計過程中，規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)的輔助決策功能保證了管路設(shè)計結(jié)果的工程合理性。

CATIA管路設(shè)計模塊作為一個通用模塊，沒有遵循管路零件建模的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也沒有一定的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)做約束。因此設(shè)計時無法調(diào)用國內(nèi)企業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的管路標(biāo)準(zhǔn)件，導(dǎo)管公稱直徑、轉(zhuǎn)彎半徑、導(dǎo)管端頭形式以及材料等屬性也無法滿足國內(nèi)企業(yè)的設(shè)計要求。因而管路數(shù)字化環(huán)境客戶化定制已成為管路數(shù)字化設(shè)計工作展開的前提。

CATIA管路模塊中的受控參數(shù)文件信息存放在后綴為catalog的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則庫文件中，不同的庫文件存放著不同的屬性信息，如管路的彎曲半徑、公稱直徑、端口形式、壁厚及材料類別等見圖1。每一類屬性信息都關(guān)聯(lián)了不同參數(shù)信息的txt文本文件。比如定制管路的彎曲半徑，參照飛機(jī)管路設(shè)計要求并結(jié)合數(shù)控彎管機(jī)現(xiàn)有彎曲模彎曲半徑，修改TubingSpecificationsMM.catalog文件中控制彎曲半徑的腳本文件，實(shí)現(xiàn)不同參數(shù)的控制見圖2。

圖1 庫文件

圖2 轉(zhuǎn)彎半徑控制窗口

3.2 導(dǎo)管實(shí)現(xiàn)數(shù)字量轉(zhuǎn)換的技術(shù)途徑

導(dǎo)管進(jìn)行三維建模時，應(yīng)優(yōu)先考慮到導(dǎo)管零件制造和管路工藝的實(shí)施。導(dǎo)管零件制造工藝要求是基于導(dǎo)管制造資源的限制，為了保證導(dǎo)管的可加工性和導(dǎo)管加工質(zhì)量而提出的，這些參數(shù)主要包括導(dǎo)管直線段長度、彎曲半徑、導(dǎo)管彎曲數(shù)量等。

導(dǎo)管的建模方式很多，需要進(jìn)行規(guī)范化建模，才能為下游工藝部門提供合理、有效的數(shù)據(jù)源。數(shù)控彎管機(jī)只能加工直線和圓弧組成的導(dǎo)管，規(guī)定的導(dǎo)管坐標(biāo)有3個，分別為X、Y、Z，分別代表導(dǎo)管的直線段長度、平面轉(zhuǎn)角即彎曲角度以及空間轉(zhuǎn)角見表1。傳統(tǒng)的建模方式無法提取到這些數(shù)據(jù)信息，已經(jīng)完全不符合工藝制造的要求。

表1 數(shù)控彎管數(shù)據(jù)

按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范需求進(jìn)行客戶化定制后的CATIA管路設(shè)計模塊符合制造部門的要求。在導(dǎo)管零件建模過程中，定義了導(dǎo)管的公稱直徑、彎曲半徑、直線段長度以及空間坐標(biāo)等信息見圖3，這些信息可以直接以報表的形式從CATIA中導(dǎo)出，符合數(shù)控彎管機(jī)所需要的條件，從技術(shù)上滿足了目前傳統(tǒng)的模擬量向數(shù)字量轉(zhuǎn)變的需求。

圖3 導(dǎo)管三維建模界面

3.3 關(guān)聯(lián)設(shè)計思想在數(shù)字化設(shè)計中的應(yīng)用

飛機(jī)設(shè)計過程是一個不斷更改和迭代的過程，上游設(shè)計的更改往往會引起下游設(shè)計的更改。傳統(tǒng)的管路設(shè)計過程中，由于設(shè)計操作都在本地進(jìn)行，這種上下游設(shè)計的影響關(guān)系往往通過間接的方式進(jìn)行傳遞，如通過協(xié)調(diào)單告知，通過共享數(shù)據(jù)模型，或者用電話進(jìn)行溝通和協(xié)調(diào)；在更改的過程中，通過元素的替換等方法實(shí)現(xiàn)。有時結(jié)構(gòu)件有了相當(dāng)?shù)母膭樱赡軐?dǎo)致管路設(shè)計的零件完全無法使用。這種工作方式導(dǎo)致了設(shè)計更改的信息不能及時傳遞到下游，人工控制更改操作麻煩，且容易發(fā)生數(shù)據(jù)版本的不一致性。

在飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同設(shè)計大環(huán)境的引導(dǎo)下，管路系統(tǒng)采用了基于骨架模型的關(guān)聯(lián)設(shè)計方法。在構(gòu)型管理和工程更改控制下，統(tǒng)一管理飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，共享一個骨架模型，實(shí)現(xiàn)管路系統(tǒng)不同專業(yè)設(shè)計員之間的協(xié)同設(shè)計，結(jié)構(gòu)零件的更新會通過骨架模型的傳遞帶動當(dāng)前管路設(shè)計中加載的數(shù)模進(jìn)行更新，可以隨時了解自己與其他系統(tǒng)之間是否存在干涉現(xiàn)象，及時修改管路的排布。

管路系統(tǒng)采用骨架模型的關(guān)聯(lián)設(shè)計流程如下：

骨架模型采用樹形結(jié)構(gòu)，總體部門和結(jié)構(gòu)部門按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的組織發(fā)布成附件、設(shè)備及管路安裝定位基準(zhǔn)，如定位點(diǎn)和定位軸線等。

系統(tǒng)部門負(fù)責(zé)人參照上游發(fā)出的數(shù)據(jù)，直接復(fù)制上游發(fā)布的元素，復(fù)制連接結(jié)果 （paste result with link）到管路骨架中，創(chuàng)建各分系統(tǒng)的骨架模型，建立管路與結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。系統(tǒng)部門管路設(shè)計人員參照各分系統(tǒng)的管路骨架模型，安裝成附件、設(shè)備及支架，依據(jù)設(shè)備及支架進(jìn)行管線鋪設(shè)見圖4。

圖4 結(jié)構(gòu)與管路的關(guān)聯(lián)設(shè)計

3.4 數(shù)字化設(shè)計檢查工具的應(yīng)用

3.4.1 管路系統(tǒng)的干涉檢查與區(qū)域分析

目前導(dǎo)管兩端采用的連接方式是由平管嘴和外套螺母組成的擴(kuò)口連接方式，根據(jù)要求導(dǎo)管與連接件之間需貼合，管路系統(tǒng)因其功能以及傳送介質(zhì)的不同，與飛機(jī)機(jī)體各部段要保持間隙也有所不同。通過選擇飛機(jī)管路系統(tǒng)或某一功能區(qū)域的數(shù)據(jù)，對管路及其周圍結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)進(jìn)行干涉檢查和區(qū)域分析，確定發(fā)生干涉區(qū)域并對問題區(qū)域加以注釋，提前暴露問題使得設(shè)計更改工作執(zhí)行起來更加方便，因此靜態(tài)干涉檢查與區(qū)域分析審查尤為重要。

1）干涉檢查

利用CATIA的Clash功能，結(jié)合數(shù)字樣機(jī)環(huán)境對管路零件、成附件、支架以及設(shè)備等管路系統(tǒng)內(nèi)部、管路系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)與系統(tǒng)之間進(jìn)行干涉、間隙以及貼合信息的檢查，分析產(chǎn)品之間空間距離檢查以及指定一定的余量，分析各個產(chǎn)品在該距離之內(nèi)的干涉情況。

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)存在干涉情況或者間隙不滿足設(shè)定條件時予以報警，并分別顯示出碰撞、接觸以及間隙低于規(guī)定值的數(shù)量，并標(biāo)示出干涉區(qū)域和干涉量，以幫助設(shè)計人員查找和分析干涉原因（見圖5）。

2）干涉分析

管路系統(tǒng)設(shè)計需避免干涉，干涉主要分以下3種情況：

（1）軟干涉，2個零件沒有接觸，但其最小距離小于預(yù)先規(guī)定的間隙范圍；

（2）硬干涉，2個零件重疊在一起發(fā)生相交現(xiàn)象；

（3）包容干涉，1個零件完全包容在另1個零件的內(nèi)部。

在管路系統(tǒng)的所選部件的干涉檢查中，干涉數(shù)目中包含導(dǎo)管與周圍環(huán)境的接觸干涉，此類干涉不可避免，通過結(jié)果欄顯示值可迅速分析裝配的干涉程度，以避免不必要的干涉。

通過這種干涉分析，可以提早發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行修正，有效地減少后期因設(shè)計錯誤引起的更改，從而提高飛機(jī)質(zhì)量，降低成本。

圖5 某液壓系統(tǒng)自身干涉檢查示意圖

3.4.2 區(qū)域分析檢查

在裝配環(huán)境中，為了保證設(shè)計的精準(zhǔn)度，CATIA的電子樣機(jī)空間分析模塊進(jìn)行距離計算、自定義區(qū)域分析以及實(shí)時剖切檢查，測量兩個零件之間的最小距離或者計算并顯示兩個零件給定的區(qū)域之間的部分，比如檢測管路的可拆卸性，工具焊接、扳手?jǐn)Q緊等操作維修工具的可達(dá)性等等（見圖6）。

圖6 導(dǎo)管與設(shè)備距離檢查示意圖

3.4.3 干涉檢查工作開展方式

干涉檢查建議按照專業(yè)室內(nèi) (即管路系統(tǒng)內(nèi)部)檢查——專業(yè)室間(即管路系統(tǒng)與周圍結(jié)構(gòu)等)分級展開檢查。專業(yè)室內(nèi)各負(fù)責(zé)人按照職責(zé)檢查自己所設(shè)計范圍內(nèi)即系統(tǒng)內(nèi)部的管路設(shè)計干涉情況。

專業(yè)室檢查，考慮到管路的分布廣以及硬件設(shè)備性能的因素，建議干涉檢查和分析時，可以打破專業(yè)和系統(tǒng)的界限，按區(qū)段進(jìn)行干涉檢查，檢查系統(tǒng)間以及系統(tǒng)與周圍結(jié)構(gòu)的干涉情況（見圖7），提高干涉檢查的效率和質(zhì)量，以避免因空間不足導(dǎo)致導(dǎo)管無法安裝。可將檢查結(jié)果中確實(shí)需要更改的問題以標(biāo)注的方式，圈出干涉部位，并輔以文字描述。

圖7 某液壓系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)等區(qū)域檢查示意圖

3.5 數(shù)字化設(shè)計裝配仿真技術(shù)的應(yīng)用

導(dǎo)管安裝部位空間有限，導(dǎo)管布置錯綜復(fù)雜。部分導(dǎo)管需要穿過多層結(jié)構(gòu)，裝配過程復(fù)雜，在飛機(jī)管路設(shè)計過程早期需要使用飛機(jī)結(jié)構(gòu)、管路、成品附件三維模型進(jìn)行導(dǎo)管裝配過程的三維動態(tài)仿真，通過模擬裝配仿真和干涉分析等動態(tài)仿真分析進(jìn)行多次協(xié)調(diào)，以優(yōu)化和完善管路的設(shè)計過程。

利用管路系統(tǒng)資源在CATIA的DMU裝配仿真環(huán)境，定義、模擬和分析管路系統(tǒng)的裝配過程和拆卸過程，通過這種真實(shí)地模擬飛機(jī)管路系統(tǒng)的裝配過程，檢驗(yàn)導(dǎo)管是否有安裝通路，明確空間是否滿足裝配要求。也驗(yàn)證了管路維護(hù)操作的可行性（安裝、拆卸）及管路設(shè)計的合理性。通過導(dǎo)管的運(yùn)動軌跡驗(yàn)證導(dǎo)管安裝操作中人或工具的可達(dá)性。在數(shù)據(jù)發(fā)放前發(fā)現(xiàn)并解決管路設(shè)計以及后期實(shí)際裝配過程中的問題，從而實(shí)現(xiàn)管路系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計和變更，避免后期因設(shè)計原因產(chǎn)生的更改。有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品研制風(fēng)險、縮短裝配周期、降低研制成本。

4 應(yīng)用效果

目前，這種飛機(jī)管路系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計技術(shù)已經(jīng)在某型教練機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用。在某型教練機(jī)以及后續(xù)改進(jìn)機(jī)型的研制中，采用了三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)進(jìn)行飛機(jī)管路系統(tǒng)的設(shè)計、工藝設(shè)計和生產(chǎn)制造，并完成了樣機(jī)協(xié)調(diào)。

某教練機(jī)以及后續(xù)機(jī)型應(yīng)用三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)完成飛機(jī)管路系統(tǒng)的設(shè)計，不僅實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)全機(jī)電子樣機(jī)的數(shù)字化設(shè)計，而且通過使用三維數(shù)字模型代替實(shí)物模型，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計數(shù)模與工藝數(shù)模一體化。提高了飛機(jī)管路系統(tǒng)設(shè)計的效率，縮短了飛機(jī)研制周期。與傳統(tǒng)設(shè)計方式相比，飛機(jī)全機(jī)管路系統(tǒng)的數(shù)字化設(shè)計得到了全新的變革。

5 結(jié)論與展望

某教練機(jī)管路系統(tǒng)采用了數(shù)字化設(shè)計方法，提高了設(shè)計效率，縮短管路系統(tǒng)設(shè)計周期，實(shí)現(xiàn)了某教練機(jī)的全機(jī)電子樣機(jī)的全三維數(shù)字化設(shè)計。

但是由于設(shè)計方面導(dǎo)管安裝接口以及其它連接件如成附件、固定支架等零件建模時存在誤差，制造方面由于制造、裝配時產(chǎn)生的誤差，再加上部分設(shè)備與周圍結(jié)構(gòu)之間的間隙不足等因素，導(dǎo)致按三維數(shù)模生產(chǎn)的部分導(dǎo)管在實(shí)際裝配中存在問題，這就使飛機(jī)導(dǎo)管制造仍不能徹底放棄取樣這一傳統(tǒng)方式。因此，要全面提高導(dǎo)管的利用率，實(shí)現(xiàn)真正意義的數(shù)字化設(shè)計與制造可能還需要很長的摸索過程。采用全機(jī)導(dǎo)管數(shù)字化設(shè)計是現(xiàn)代飛機(jī)完成全機(jī)數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的發(fā)展方向，如何提高導(dǎo)管的可利用率，真正實(shí)現(xiàn)導(dǎo)管設(shè)計與制造的一體化是我們今后研究和探索的目標(biāo)。

[1]李振強(qiáng)等.導(dǎo)管三維快速建模及模型預(yù)處理技術(shù)研究.制造業(yè)自動化，2007,29(3).

[2]毛燕等.數(shù)字化制造技術(shù)在ARJ21飛機(jī)導(dǎo)管研制中的應(yīng)用.鍛壓技術(shù),2008,33(4).

[3]李光俊.飛機(jī)導(dǎo)管數(shù)字化快速敏捷制造技術(shù).中國制造業(yè)信息化,2009(5).