飞机钣金工艺数字化成形仿真平台 项目建议书.docVIP

密级:编号:

中航工业洪都

基础科研项目建议书

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项目名称:飞机钣金工艺数字化成形仿真平台

承研单位:制造工程部

项目负责人:

编写日期:二零一五年五月三十日

中航工业洪都

2015年5月

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一、项目概况和需求分析

(一)项目基本概念、原理和功能

(1)基本概念

利用ProjectProcessManagement工具，根据钣金工艺需要，创建钣金工艺的标准规范流程。对关键设计内容建立相应的设计流程，并作为设计流程模板存储在仿真数据管理系统中;并利用VisualTemplate工具，完成对已有主要设计的封装工作。这些模板应用于钣金工艺的各个环节，涉及不同学科、采取不同方法、使用不同工具。模板清单还需要与各专业人员进行协同获得;为了在设计中更好的利用已有的资源，同时某些设计工作也必须查找某些数据库获取数据，因此需要建立部分钣金工艺的基本数据库。数据库都将被集成于仿真数据管理系统VisualSDM中。

(2)原理和功能

钣金虚拟制造系统作为虚拟制造系统中的一环，它与虚拟制造系统中各种资源、数据库的相互关系如下图所示:

工装设计

工装制造CAPP

材料库

虚拟制造系统PDM

工艺参数知识库

复材系统钣金系统测批仿真数据CAD设计试量管理SDM资源信息检生CAM

验产工艺流程焊接系统铸造系统数据库

制造设备库ERP热工系统虚拟测试

基本元件库

工艺评估

CAPP

图1钣金虚拟制造系统与外部CAX资源、数据库资源的关系图

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系统的关键功能是获取产品和模具CAD，结合各种知识数据库，利用数值模拟对工装和工艺进行分析、优化，获得最佳的模具设计、最优的工艺参数，然后提交到CAPP，最终进行CAM制造。

典型的航空钣金制造工艺主要有8种，分别是:橡皮囊成形、蒙皮拉形、型材拉弯、充液成型、热成形、超塑成形、导管弯曲、导管内高压成形等等。ESI的钣金虚拟制造系统包含了这全部8种典型钣金工艺，其结构图如图2.2所示。

图2钣金虚拟制造系统的内部架构

(二)国内外相关技术研究概况、水平和发展趋势

(1)国外技术产品发展状况、水平和趋势

ESI集团根据制造业发展的迫切需求，以及自身软件产品体系的强大优势，及时地推出了虚拟制造系统，而钣金虚拟制造系统就是其中重要组成之一。(2)国内技术产品发展状况、水平和趋势

根据行业的发展需要，成飞、沈飞、哈飞、西飞、上飞都引进了相应的的钣金虚拟制造系统，并得到很好的应用。根据系统单位进行比较，我公司存在明显的差距，因此我公司应该引进相应的钣金虚拟制造系统。

(三)目的和需求分析

(1)研究目的

建立一个高效、易用、网络的钣金件模具设计和虚拟制造系统，将显著缩短生产准备周期，实现钣金件模具设计、制造过程、工艺优化、数控加工的全数字量传递，最终实现“钣金件无图纸设计与制造”。

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(2)需求分析

21世纪的中国正在从制造大国向制造强国转变，作为制造业支柱之一的航空工业当然必需符合这一潮流。更为重要的是，当前中国正在实施建造“大飞机”及“大型运输机”的战略，而“第4代战斗机”的计划也在紧锣密鼓的进行。作为我国制造军用飞机的领军企业，洪都对飞机钣金模具设计、零件制造的准确、协调和周期都提出了更高的要求，而要满足这些要求，必须将数值模拟技术应用到飞机钣金件的模具设计和生产中来。但是，由于产品研发工程非常复杂，需要使用的工具软件种类和数量繁多，且分属不同领域、来自不同公司，使用过程中涉及到不同学科间的相互交叉，各个软件间的复杂耦合，因此，产生了一系列的问题:(研发各环节相互独立，只进行简单的结果数据交互;在某一阶段，各学科独1

立工作、难以协调，各级模型相互关系松散，因此，难以实现产品综合性能

的提高和优化。

2(现有软件不能按工作流程进行集成并形成有机体系和系统，这些软件的效能

最多只能发挥30~50%，难以通过先进软件的应用实现综合研发能力的真正提

升。

3(这些软件的应用还需大量依赖设计人员的使用经验，软件投资的效益很难短

期实现和得到保证，并且由于软件使用经验直接掌握在个人手中，难以积累

和继承。

4(设计方案的改进和优化主要依靠设计人员的经验，对于越来越高的设计要求

和越来越复杂的研发产品，这种设计模式存在先天的局限性。

5(设计流程不够清晰和规范，设计过程和结果难以重现;项目的执行和监控仍

主要依赖人工协调的原始模式，未充分利用当代先进的计算机技术，研制和

设计的流程效率很低，这也制约了先进软件的应用效果。

解决这些突出问题，使企业研发水平迈上新台阶的方法就是实现数字化产品开发。其实质上就是一个基于产品描述的数字化虚拟制造系统，能够在上面建立基于计算机的数字化产品模型，并实现产品开发全过程的数字化。通过产品模型数字