Разработка дискретной модели изделия при выборе состава баз сборочной оснастки в машиностроении

• Автор: Однокурцев, Константин Андреевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 219 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СРЕДСТВ. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ ДЛЯ СБОРКИ ПЛАНЕРА САМОЛЁТА

1.1 Существующая методика проектирования сборочной оснастки

1.1.1 Роль сборочной оснастки в самолётостроении

1.1.2 Проектирование сборочной оснастки

1.2 Способы формализации проектирования сборочной оснастки

1.2.1 Комплексный подход на основе теории множеств и теории графов

1.2.2 Развитие методов автоматизированного проектирования сборки

1.2.3 Формализованное представление баз и размерный анализ

1.3 Программные средства автоматизированного проектирования сборочной оснастки
1.4 Цели и задачи исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СБОРОЧНЫХ БАЗ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КООРДИНАТНОЙ МОДЕЛИ
2.1 Задачи и методика исследования
2.1.1 Основная задача исследования
2.1.2 Методика исследования
2.2 Общие сведения о координатной модели
2.2.1 Понятие координатной модели и область её применения
2.2.2 Структура и состав данных координатной модели
2.3 Принципы построения координатной модели изделия
2.3.1 Особенности координатной модели авиационных сборочных единиц
2.3.2 Понятие поверхности базирования
2.4 Моделирование структуры изделия
2.4.1 Состав геометрических объектов ЭМ изделия
2.4.2 Множества твёрдых тел в ЭМ изделия
2.4.3 Множества поверхностей в ЭМ изделия
2.4.4 Множества линий в ЭМ изделия
2.4.5 Множества точек в ЭМ изделия
2.4.6 Иерархия геометрических объектов в ЭМ изделия-
2.5 Представление поверхностей базирования на координатной модели
2.5.1 Существенные характеристики поверхности базирования
2.5.2 Метод исследования поверхности базирования
2.5.3 Связь параметров поверхности и тонколистового тела
2.5.4 Определение габаритных размеров поверхности базирования 55'
2.5.5 Система координат поверхности базирования
2.5.6 Относительные габариты поверхности базирования

2.5.7 Расположение базовых точек на поверхности базирования
2.5.8 Учёт формы контура поверхности базирования
2.5.9 Учёт кривизны поверхности базирования
2.5.1 ОУчёт взаимного расположения базовых точек
Выводы
3. МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ И АНАЛИЗА КООРДИНАТНОЙ МОДЕЛИ ПРИ ВЫБОРЕ СБОРОЧНЫХ БАЗ
3.1 Методика разработки координатной модели
3.1.1 Основные задачи разработки координатной модели
3.1.2 Общая последовательность разработки координатной модели
3.1.3 Относительный анализ жёсткости деталей
3.2 Подготовка исходной координатной модели
3.2.1 Построение координатной модели по конструкторской схеме базирования
3.2.2' Анализ исходной координатной модели
3.3 Выбор состава сборочных баз на основе координатной модели
3.3.1 Базирование по сопрягаемым поверхностям деталей
3.3.2 Базирование по отверстиям на деталях изделия
3.3.3 Базирование по отверстиям в сборочном приспособлении
3.3.4 Базирование по поверхностям в сборочном приспособлении
3.4 Анализ собираемости изделия
3.4.1 Ограничение степеней свободы детали по заданному составу

3.4.2 Анализ ограничений степеней свободы
3.4.3 Анализ возможности установки детали по выбранному составу баз
3.5 Анализ технологической жёсткости изделия в процессе сборки
3.5.1 Постановка задачи анализа технологической жёсткости
3.5.2 Использование метода конечных элементов
3.6 Размерный анализ сборочной схемы базирования
3.6.1 Виды отклонений в базовых точках координатной модели
3.6.2 Выбор размерных цепей на координатной модели
3.6.3 Выполнение размерного анализа координатной модели
Выводы
4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДАННЫХ КООРДИНАТНОЙ МОДЕЛИ ПРИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ СБОРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
4.1 Разработка схемы базирования сборочной единицы
4.1.1 Последовательность разработки сборочной схемы базирования '
4.1.2 Получение исходных данных о сборочной единице
4.1.3 Построение исходной координатной модели
4.1.4 Выбор состава сборочных баз
4.2 Проектирование сборочной оснастки

4.3 Проектирование технологического процесса сборки
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
ПРИЛОЖЕНИЕ Е
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Акты внедрения

Координатная
модель у
Набор данных ! 4. Связи
Ограничения
степеней
свободы
Координаты базовых точек (Х,У,2)
Дополнительные параметры в базовых точках
Отклонения от номинального положения изготовления деформации контактные
Приложенная нагрузка » силы * моменты
Горизонтальные Вертикальные

• между точками • точка - ребро
• между рёбрами • точка - поверхность
• между • точка - тело
поверхностями • ребро - поверхность
• между телами • поверхность - тело
Рисунок 2.1 — Структура и состав данных координатной модели
Основу координатной модели составляет множество базовых точек в составе ЭМ изделия. Базовые точки координатной модели есть подмножество всего множества точек деталей сборочной единицы, в котором, для каждой точки определены соответствующие конструктивнотехнологические параметры изделия- и отношения с другими базовыми точками и геометрическими элементами изделия (рёбрами, поверхностями, телами деталей). Обозначим множество РСе всех точек сборочной единицы и подмножество РБТ базовых точек её координатной модели. Тогда для каждой базовой точки, как элемента рБТ, подмножества РБТ, справедливо выражение:
Рбт, е рбт <= • (2-7)
Расположение и количество базовых точек определяется конструкцией изделия, а также зависит от поставленной задачи. В частности, при решении задач, связанных с выбором и анализом состава сборочных баз, базовые точки располагаются на поверхностях сборочных баз деталей и на контурах этих поверхностей, с привязкой к осям технологического крепежа, точкам приложения технологических нагрузок и т.д. В этом случае подмножество базовых точек РБт входит во множество точек всех поверхностей деталей изделия (см. формулу 2.4). Координаты базовых точек определяются из ЭМ изделия, построенного в САЭ-системе. При необходимости, в ходе решения поставленной задачи состав базовых точек может изменяться, при этом новые координаты базовых точек берутся на основе данных ЭМ изделия.
В каждой базовой точке координатной модели заданы, параметры, описывающие существенные для решаемой задачи характеристики изделия или его элементов. Эти параметры могут быть представлены в векторном, скалярном, логическом или ином виде. Состав заданных параметров зависит от решаемой задачи. Например, при выборе состава сборочных баз изделия для анализа собираемости необходимо задать ограничения степеней свободы