基于CATIA的模線樣板設計投影問題研究

郭禹彤

（中航工業沈陽飛機工業（集團）有限公司制造數據中心，遼寧沈陽110085）

基于CATIA的模線樣板設計投影問題研究

郭禹彤

（中航工業沈陽飛機工業（集團）有限公司制造數據中心，遼寧沈陽110085）

基于CATIA的模線樣板設計投影問題展開了探討，將模線樣板設計中經常出現的三種問題的情況進行了闡述，針對這三種問題使用凸緣下標記、外形投影、分別投影三種方法分別進行解決。

CATIA；模線樣板設計；投影

引言

對于飛機來說，要將其設計轉化為制造，則需要通過樣板設計來實現。同時樣板設計也是飛機幾何尺寸的參照標準，也能起到協調飛機制造中的各類部件、組件、零件尺寸的作用。在設計飛機零件三維模型以及理論外形時需要使用數字化的技術，在這一過程中，準確、唯一是零件中的信息的主要特征。在數控加工中使用的檢測方法為數控測量，使用的傳遞方法為數字量方法，這種方法具有一個固定的數據來源，因此其工藝裝備制造具有非常高的準確性。在當前的發展狀況中，基于CATIA的樣板設計的發展前景非常好，但其零件形狀種類繁多，且十分復雜，因此在進行基于CATIA的樣板設計時往往會碰到各種各樣的復雜的難題［1］。

1　基于CATIA的樣板設計中存在的問題

本文所探討的樣板設計所采用的樣板模線材料是多空網泡防火型，充填泡沫塑料是這一材料的主要成分，多用于飛機的燃油箱的填充，這種材料用于飛機燃油箱的原因就在于其海綿狀內部結構。在燃油箱內一旦出現火焰擴散的情況，就需要對其進行抑制，而海綿狀的結構正好就能抑制火焰的擴散，因此在飛機燃油箱中大多都使用多孔網泡防火材料，從而避免出現燃油箱爆炸的情況。

基于CATIA的樣板設計中存在的問題主要有三類：1）在進行投影時，部分投影在投影面的形狀是一條線，導致模線樣板無法正常進行加工［2］；2）凸臺的角度常會發生變化，但當其角度變化太大時，就會導致其相交于延伸平面上，使其外輪廓無法正常獲取；3）將三視圖投影用于異邊非直角零件時，零件的尺寸往往不夠精確，位置也不夠精準，常常發生偏移的情況。

2　基于CATIA的樣板設計中問題的解決措施

2.1外形投影

如果在凸臺角度發生變化時，出現角度過大的問題。在這種情況下，其延伸線在延伸上頂面相交，所以在這時想要獲得其外形就不能使用常規的方法。如果凸臺傾斜角度為120°，此時相交線就位于凸臺之外。在這種情況下，就應該使用外形投，雙擊投影，隨后進行零件外輪廓的選擇。模線樣板的加工需要在完成投影外形之后，而此時明顯還未完成，因此要將外形投字樣標志在外形輪廓上，通過這種方式使得樣板零件外形得以正確表達。

2.2凸緣下標記

如果出現投影時部分投影呈線狀，由于零件所在的面成一條線，此時在模線中無法很好地表達其最大輪廓，因此鞋面也就無法很好的進行表達。面對這一情況，我們可以尋找面上一個合適的地方，將其中的最大輪廓選取出來，在其進行角度測量時借助CATIA工具欄，運用其中的測量功能進行測量，在其臨近面上將凸緣角度標出來。［3］為了通過模線樣板設計將其斜面進行準確地表達，需要將凸緣下80°的投影標記出來。

2.3分別投影

三角圖投影并不適用于異邊非直邊零件的投影，因為其零件的邊角不是直角，所以在使用三視圖投影時并不能達到預期效果，得到面的最大輪廓［3］。在這一過程中，其誤差是隨著角度變化的程度而變化的，因此當其角度過大時，其誤差也就越大。本文所采用的模型夾角為96.217°，具體情況參照圖1和圖2。

在上圖中，圖1為三視圖投影和正視圖投影的對比，圖2是兩種投影重疊后的對比。在圖2中，可以清晰看到A點發生偏移，而且位置產生變化，其變化還包括了A點的寬尺寸，變化值為0.13 mm。由于尺寸和未知的變化很小，所以這種微笑的變化常常被設計者忽略，但這種變化的出現，極其微小，也會對樣板的質量產生影響。在這種情況下，為了取得面的最大輪廓，需要針對這兩個面的不同情況，取其正視圖，從而使其符合標準。

圖1　三視圖投影和正視圖投影的對比

圖2　兩種投影重疊后的對比

3　結語

本文基于CATIA的模線樣板設計投影問題進行了探討，針對樣板中常見的問題使用凸緣下標記、外形投影、分別投影三種方法進行解決。通過這些方法的實行，使得模線樣板設計符合工程的需求，解決其內部的問題，使其設計經驗為后來的樣板設計提供幫助。

［1］齊德勝，劉秀芝，宮少波，等.基于FiberSIM的復合材料構件數字化設計與制造技術研究［J］.航空制造技術，2012（3）:52-55.

［2］陳湘陽，李凱旋.基于流程的任務管理在工藝裝備設計中的應用研究［J］.CAD/CAM與制造業信息化，2012（4）:84-87.

［3］劉慶萍，於智良，呂銳.蒙皮化學銑切工藝系統協調誤差分析及控制［J］.硅谷，2014（2）:100-101.

（編輯：劉楠）

Problems Exploration about Lofting-template Design Project of Parts Based on CATIA

Guo Yutong
（AVIC Shenyang Aircraft Industry（Group）Co.，Ltd.Manufacturing Data Center，Shenyang Liaoning 110085）

This paper discussed the problems exploration about lofting-template design project of parts based on CATIA.It often appears in the design of line model of three kinds of problems and use under the flange marks for the three problems，the contour projection and projection to solve three methods respectively.

CATIA；the lofting-template design；project

V261.2+8

A

2095-0748（2016）13-0107-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.13.42

2016-05-23

郭禹彤（1986—），女，山東濟南人，碩士，畢業于沈陽航空航天大學，助理工程師，研究方向：工藝裝備與生產準備。