結構化工藝技術的應用探索

惠暢 張江峰 朱培龍

摘? 要：隨著信息化技術的不斷發展，傳統的二維工藝難以滿足航空制造企業需求。結構化工藝的發展和應用有效提升工藝設計水平，有效的解決航空產品數字化工藝設計、制造方面的標準統一和系統整合等問題;保證制造過程需求的全面覆蓋，實現三維化、系統化、更改及時化的工藝規劃和工藝實施。本文通過介紹結構化工藝設計原則和應用流程，舉例說明結構化工藝編制過程及闡述了結構化工藝的優點。

關鍵詞：結構化工藝;wave;同步建模;流程

引言

現代制造過程中，薄壁、復雜曲面結構增多，加工工序復雜，加工周期變長，已成為當前制造業發展不可避免的趨勢，直接影響產品的加工質量和加工效率。為提高產品加工質量和加工經濟效益，研究如何正確、合理規劃工藝步驟和路線，是實現高效、優質和低成本加工的有效途徑。

目前，傳統的工藝很難實現工藝流程過程中相關數據源的統一，無法實現設計數據的重復使用，極大地增加制造環節的重復性工作。而使用CAPP技術，特別結構化工藝技術可實現設計數據與制造過程數據的統一，減少數據冗余;實現設計改、工藝自動更改、工裝同步更改等功能，減少制造過程工藝更改成本，實現工藝信息化流程。

1結構化工藝設計原則和應用流程

在產品生產階段，結構化工藝設計原則是以面向任務對象為目標，整合設計、產品、資源等要素，用系統方法和工程模塊化的思想，至上而下的設計構造系統化工藝管理體系。從總體上看，結構化工藝是考慮實施步驟的工藝路線;從工藝規劃開始，且從工藝規劃結束，包含工藝設計和制造過程相關的整體工藝實施過程，如圖1所示。

2創建工藝管理

在三維數字化工藝設計環境下，工藝知識的存儲、共享和應用發生了巨大的變化。這需要建立支持三維數字化工藝設計的資源庫及模板對工藝數據進行標準化管理，從而提高工藝設計的效率和質量。

2.1工藝知識管理

工藝知識管理就是通過管理企業內與工藝知識相關的文檔資源，實現智能化幫助。主要包括工藝參數庫、數控程序庫、工藝標準庫等。

2.2 工藝資源管理

依據結構化工藝要求，構建工藝資源庫，規范相關的工藝資源，包括裝配、加工的設備、工藝裝備、材料屬性等的描述和管理實現設計制造信息的統一管理和資源引用的高效性。

2.3 典型工藝管理

根據同類零件結構和尺寸的變化，設計出一種或幾種經過優化的加工或裝配工藝范例。

然后進行預審流程，經過編制、校對、審核、會簽、標審、批準后再進行正審流程，最后把工藝規程統一存檔在PDM上，方便大家查閱。

3結構化工藝實例

下面就分廠加工某件號進行結構化工藝編制說明：

3.1 搭建工藝結構 建立工藝規程

工藝員選擇設計零組件ItemRevision，執行右鍵，【發送到】à【制造工藝規劃器】或【零件規劃器】

搭建工藝結構后，依次建工藝集，工藝規程，毛料工序、一般工序結果如

3.2 建立工序模型

結構化工藝的工序模型一般從設計圖wave至最終檢驗工序，再依次wave至毛料圖：以粗車第一、二面為例，同時打開粗車第二面的工序模型和粗車第一面UG文件，在粗車第二面裝配導航器下，右擊wave，將幾何體復制到部件，如圖6所示。，選中本工序模型，將其wave至粗車第一面工序，這是打開粗車第一面工序，就看到粗車第二面的工序模型，如圖7所示。在部件導航器可以看見一個被鏈接的體，代表模型是從粗車第二面wave過來，再利用同步建模工具條對模型修改成本工序加工的模型，如最大外圓直徑，用同步建模的偏置區域工具。

3.3 三維標注

結構化工藝最重要一點就是對工序模型進行三維標注，方便工人查閱，如圖8所示。在PMI模式下，對模型兩端面進行三維標注，可以看到，選中尺寸，尺寸兩邊界面變為了與模型不一樣的顏色（淺綠色）。

3.4 利用工序模型設計工裝

結構化工藝還可以方面設計員設計工裝，利用同步建模功能抽取工序模型配合外圓面和支撐面，然后利用抽取的面設計出工裝底座，在進行縫合成實體，最后加上工裝壓鉤等輔助裝置，完成工裝設計，減少工裝繪圖和計算，避免出錯，如圖9所示。

3.5 結構化工藝的修改

由于UG是模塊化參數設計，當設計圖發生更改時，結構化工藝會隨著自動更改，減少技術員重新編制新工藝的時間和編制出錯率。

4結論

本文通過介紹結構化工藝編制過程及其優點，闡述了結構化工藝有效地縮短產品研制周期和提高工藝員工藝編制效率;實現無紙工作的三維數字化集成制造，有效改善現場工作環境，使現場工人容易理解、減少操作錯誤，提高產品質量;結構化工藝技術的深入應用必將推動我國航空制造的快速發展。

參考文獻

[1]? 余至強，基于MBD的三維數模在飛機制造過程中的應用。航空制造技術

[2]? 戴德軍，薄壁零件的鉆銑削[J]，機械工程學報，2009（2）82-85

[3]? 朱天文，全三維技術在飛機設計中的應用 航空制造技術2011（22）：57-59

[4]? 馮潼能，MBD技術下的協同與管理“進化”.中國制造業信息2011（14）：24-26

[5]? 航空制造領域中三維工藝技術的應用航空制造技術 2008（20）：50-53