【摘要】：傳統(tǒng)的飛機(jī)設(shè)計(jì)制造模式采用了大量的實(shí)體制造依據(jù)來保證飛機(jī)的制造準(zhǔn)確度和生產(chǎn)過程中的互換協(xié)調(diào),一定程度上制約了航空制造企業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展,并造成了儲(chǔ)存、維護(hù)、管理等諸多方面的壓力。為順應(yīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的趨勢(shì),需將實(shí)物原型轉(zhuǎn)換成數(shù)字制造依據(jù)。從實(shí)物測(cè)量數(shù)據(jù)重建產(chǎn)品CAD模型的逆向工程技術(shù)為這一問題提供了良好的解決方案。本文以既有自由曲面外形又帶有復(fù)雜刻線的航空模具工裝為具體對(duì)象,開展航空實(shí)物依據(jù)的逆向建模技術(shù)研究,主要研究?jī)?nèi)容涵蓋了航空模具的三維數(shù)字化測(cè)量、多要素測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)字化模型建立等方面。論文的具體研究工作概括如下:(1)總結(jié)并分析了航空模具等實(shí)物制造依據(jù)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要素,在此基礎(chǔ)上綜合采用攝影測(cè)量、結(jié)構(gòu)光掃描測(cè)量、光學(xué)追蹤下的接觸式測(cè)量的三種視覺測(cè)量方法完成了產(chǎn)品實(shí)物幾何外形、刻線基準(zhǔn)等多要素的數(shù)據(jù)采集,歸納了測(cè)量方案實(shí)施的過程和策略。(2)針對(duì)數(shù)據(jù)采集過程獲得的異構(gòu)測(cè)量數(shù)據(jù)特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理,著重研究了刻線離散點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理辦法。綜合運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)、幾何圖論知識(shí)提出了復(fù)雜刻線測(cè)量數(shù)據(jù)的分組排序方法,使數(shù)據(jù)的組織形式方便后續(xù)建模過程,從而提高了模型重建效率。(3)結(jié)合逆向工程中現(xiàn)有曲線曲面重構(gòu)理論和方法,以專業(yè)CAD軟件為主、自主開發(fā)軟件為輔,實(shí)現(xiàn)航空模具CAD模型的重建�？偨Y(jié)了模具重建的一般性方法和流程,其中包括模具主要型面的重構(gòu),復(fù)雜刻線的重構(gòu)和曲線曲面重建結(jié)果的融合等。在方法研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)具體驗(yàn)證實(shí)例,構(gòu)建相應(yīng)的CAD模型并進(jìn)行重建質(zhì)量評(píng)價(jià),印證了本文方法的有效性。(4)將基于約束的模型重建思想引入到航空模具逆向建模的具體實(shí)踐中,研究并解決了模型重建過程中曲線、曲面特征之間的部分約束滿足問題,對(duì)重建模型具有一定的優(yōu)化作用,使其更為接近產(chǎn)品的原始設(shè)計(jì)意圖。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.7;V260.5
【圖文】：

c) 型胎模 d) 手打模圖 2.2 典型航空模具實(shí)物圖2.機(jī)身樣件圖 2.3 所示為某型飛機(jī)前機(jī)身樣件局部，該樣件具有尺寸大（約 4.1×1.2×1.6m3）、外外復(fù)雜、涉及相關(guān)零件多等特點(diǎn)。樣件局部曲率大，需測(cè)量部位分布為 360°空間上，且樣件面分布大量的占位線、水平線、零件輪廓線。另外，樣件表面為環(huán)氧樹脂，呈斑駁花紋。該件具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性和典型性。

a) 拉型模 b)落錘模c) 型胎模 d) 手打模圖 2.2 典型航空模具實(shí)物圖為某型飛機(jī)前機(jī)身樣件局部，該樣件具有尺寸大（約 4.1×1.2零件多等特點(diǎn)。樣件局部曲率大，需測(cè)量部位分布為 360°空位線、水平線、零件輪廓線。另外，樣件表面為環(huán)氧樹脂，呈雜性和典型性。

a) 正模型 b)反模型圖 2.4 典型飛機(jī)零件正反模型2.2 航空實(shí)物制造依據(jù)設(shè)計(jì)要素分析各類航空實(shí)物制造依據(jù)雖功能定位不同，但其設(shè)計(jì)要素在某種意義上存在共性。航空實(shí)物制造依據(jù)的設(shè)計(jì)要素主要包含：幾何外形、基準(zhǔn)、零件邊緣輪廓以及標(biāo)識(shí)等。圖 2.5 為一拉型模的設(shè)計(jì)要素示意圖。STA8270LB990

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本文編號(hào)：2804895