[發明專利]一種基于計算機輔助設計的管路裝配檢驗工裝設計方法

有效

• 申請號: 201210342010.4
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN102855362A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 陳琦;王素娟;張春峰;秦瑾琦;王榮;楊柳川;郭雪梅;楊瓊
• 申請（專利權）人: 西安航空動力股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

1.一種基于計算機輔助設計的管路裝配檢驗工裝設計方法，其特征是，

1）在計算機三維設計軟件中建立一個總裝模型（1），在總裝模型（1）中建立一個管路工裝底板零組件（2），保證底板零組件（2）的上表面的左下角交點與總裝模型（1）的絕對原點重合，底板零組件（2）長度方向與總裝模型（1）的絕對坐標系X軸重合，底板零組件（2）寬度方向與總裝模型（1）的絕對坐標系Y軸重合，在底板零組件（2）上表面形成XOY平面，在底板零組件（2）上裝配上首段支座零組件（3）、末段支座零組件（4）和中間段支塊零組件（5），保證首段支座零組件（3）、末段支座零組件（4）和中間段支塊零組件（5）下表面與底板零組件（2）上表面貼合；

2）在底板零組件（2）上表面栽放工藝球零組件（6），工藝球零組件（6）球心距離絕對坐標系ZOY平面為整值ΔX，工藝球零組件（6）球心距離絕對坐標系ZOX平面為整值ΔY，并保證工藝球零組件（6）球心距離絕對坐標系XOY平面為整值ΔZ；

3）將管路零組件（7）以絕對原點的方式裝配到該總裝模型（1）中；并在管路零組件（7）中選取兩段沿Z軸方向高度差最小管路段在管路零組件（7）中形成一個平面R，在總裝模型（1）中約束該平面距離工藝球零組件（6）球心為一個整值Δ1，選取管路零組件（7）某一個特定截面到工藝球零組件（6）球心給定一個整值Δ2，并保證該段的軸線與工藝球零組件（6）球心也是一個整值Δ3，且該段的軸線與X軸的夾角為一個整值Φ；

4）確定管路零組件（7）的首段軸線與底板零組件（2）上XOY平面的投影角θ0，管路零組件（7）的首段端面圓心點的絕對高度值Z1，根據投影角θ0和絕對高度值Z1，以確定首段支座零組件（3）的俯仰角β0和高度值H0，驅動首段支座零組件（3）數模與管路零組件（7）的首段端面匹配；

H0=Z1+δ1*SINθ0－δ2*COSθ0

β0=θ0

H0為首段支座零組件（3）特征高度值

Z1為管路零組件（7）的首段端面圓心點距離XOY平面的高度值

β0為首段支座零組件（3）俯仰角度值

δ1，δ2為為管路裝配工藝控制給定常值；

5）由管路零組件（7）首段的軸線的起點X1、Y1、Z1和終點坐標X2、Y2、Z2,推算出首段支座零組件（3）兩定位銷孔的絕對X，Y，Z坐標值XD1，YD1，0和XD2，YD2，0，其中

XD1=X1+δ1*COSθ0*COSα0+δ2*SINθ0*COSα0+δ3*COSα0-δ4*SINα0

YD1=Y1+δ1*COSθ0*SINα0+δ2*SINθ0*SINα0+δ3*SINα0+δ4*COSα0

XD2=X1+δ1*COSθ0*COSα0+δ2*SINθ0*COSα0+δ3*COSα0+δ4*SINα0

YD2=Y1+δ1*COSθ0*SINα0+δ2*SINθ0*SINα0+δ3*SINα0-δ4*COSα0

δ1，δ2為為管路裝配工藝控制給定常值

δ3為首段支座零組件（3）沿其寬度方向側邊與其兩定位銷孔連心線垂直距離

δ4為首段支座零組件（3）兩定位銷孔軸線沿其長度方向垂直距離的一半

α0為管路零組件（7）首段的軸線在XOY平面上投影線與X軸所成角度值，取銳角；

6）確定管路零組件（7）的每一個中間段與底板零組件（2）上表面的俯仰角θ1，以及該直線段中間點的絕對高度值Zm，以確定中間段支塊零組件（5）的幾何尺寸值。

H1=Zm-（0.5*D+Ψ）/COSθ1

β1=θ1

H1為中間段支塊零組件（5）特征高度值

Zm為管路零組件（7）的某一個中間段管路軸線中間點的絕對Z值

D為管路零組件（7）的中間段外徑

Ψ為管路零組件（7）的各中間段需要控制的空間位置度公差，航空發動機管路加工經驗值

β1中間段支塊零組件（5）俯仰角度值；

7）由管路零組件（7）的中間段軸線的中間點Xm,Ym,Zm，投影到底板上表面，推算出中間段支塊零組件（5）兩定位銷孔的絕對X，Y，Z坐標值XD3，YD3，0和XD4，YD4，0，其中

XD3=Xm+(λ0-D/2-λ1*Tanγ)SINγ+λ1/COSγ

YD3=Ym-(λ0-D/2-λ1*Tanγ)*COSγ

XD4=Xm+(λ0+λ2-D/2+λ1*Tanγ)SINγ-λ1/COSγ

YD4=Ym-(λ0+λ2-D/2+λ1*Tanγ)*COSγ

λ0為中間段支塊零組件（5）側邊沿其長度方向與其近側定位銷孔垂直距離

D為管路零組件（7）的中間段圓柱面外徑

λ1為中間段支塊零組件（5）的兩定位銷孔軸線，沿其寬度方向垂直距離的一半

λ2為中間段支塊零組件（5）的兩定位銷孔軸線，沿其長度方向垂直距離

γ為管路零組件（7）某一中間段軸線在XOY平面上的投影線，與X軸夾角，取銳角

依次將管路零組件（7）的所有中間段都做完

8）確定管路零組件（7）的末段軸線與底板零組件（2）上XOY平面的投影角θ2，管路零組件（7）末段的端面圓心點的絕對高度值Z6，根據投影角θ2和絕對高度值Z6確定末段支座零組件（4）的俯仰角β2和高度值H2，驅動末段支座零組件（4）數模與管路零組件（7）末段端面匹配；

H2=Z6+δ1*SINθ0－δ2*COSθ0

β2=θ2

H2為管路末段支座零組件（4）特征高度值

Z6為管路零組件（7）的末段端面圓心點距離XOY平面的高度值

β2為末段支座零組件（4）俯仰角度值

δ1，δ2為為管路裝配工藝控制給定常值；

9）由管路零組件（7）末段的軸線的起點X5、Y5、Z5和終點坐標X6、Y6、Z6，推算出末段支座零組件（4）兩定位銷孔的絕對X，Y，Z坐標值XD5，YD5，0和XD6，YD6，0，其中

XD5=X6+δ1*COSθ0*COSα1+δ2*SINθ0*COSα1+δ3*COSα1-δ4*SINα1

YD5=Y6+δ1*COSθ0*SINα1+δ2*SINθ0*SINα1+δ3*SINα1+δ4*COSα1

XD6=X6+δ1*COSθ0*COSα1+δ2*SINθ0*COSα1+δ3*COSα1+δ4*SINα1

YD6=Y6+δ1*COSθ0*SINα1+δ2*SINθ0*SINα1+δ3*SINα1-δ4*COSα1

δ1，δ2為為管路裝配工藝控制給定常值

δ3為末段支座零組件（4）沿其寬度方向側邊與其兩定位銷孔連心線垂直距離

δ4為末段支座零組件（4）兩定位銷孔軸線沿其長度方向垂直距離的一半

α1為管路零組件（7）末段的軸線在XOY平面上投影線與X軸所成角度值，取銳角。