佟立杰 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院航空維修工程學(xué)院

目前，國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出了多種工程設(shè)計類軟件，這些軟件加速了機(jī)械設(shè)計制作工作的數(shù)字化進(jìn)程，也在一定程度上提升了設(shè)備的精度。所以，在飛機(jī)設(shè)計制造領(lǐng)域，也開始融入數(shù)字化設(shè)計理念，以期促進(jìn)我國民航事業(yè)的發(fā)展。在實際工作中，很多飛機(jī)部件都能夠通過數(shù)字化建立模型的方式完成零件的配置，輔助零件安裝的進(jìn)行，本文則基于此對飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)進(jìn)行了探討和分析。

一、數(shù)字化設(shè)計制造的基本概念

虛擬顯示、計算機(jī)技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)是飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計和制造所依靠的主要理論，很多技術(shù)還需要在多媒體技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)。在實際設(shè)計制造過程中，需要相關(guān)技術(shù)及軟件能夠根據(jù)實際的需要，完成資源信息的采集和分析，并對產(chǎn)品工藝等信息進(jìn)行重新組合，進(jìn)而完成飛機(jī)元件的設(shè)計與仿真，并為后續(xù)的制造提供技術(shù)資料，這樣也能夠大大縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。

運(yùn)用數(shù)字化描述的方式完成數(shù)字空間的構(gòu)建，進(jìn)而完成設(shè)計制作工作，同時，也能將產(chǎn)品制造流程進(jìn)行演示。在飛機(jī)設(shè)計和制造工作中，硬件技術(shù)和計算機(jī)軟件是數(shù)字化的主要體現(xiàn)，在設(shè)計工程中，很多三維建模軟件以及二維平面圖紙繪制軟件的應(yīng)用，大大提高了繪圖效率，也提升了繪圖精度，三維建模軟件的應(yīng)用不僅能夠完成構(gòu)件的設(shè)計工作，還能將相應(yīng)的構(gòu)建進(jìn)行模擬安裝，進(jìn)而明確存在設(shè)計碰撞部位，并完成設(shè)計成果的優(yōu)化。

二、數(shù)字化設(shè)計制造過程

首先，設(shè)計單位運(yùn)用數(shù)字化的結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件對飛機(jī)各個元件、系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、模擬，得出設(shè)計成果。這些設(shè)計成果中需要包含元件的尺寸、材料、加工要求等參數(shù)，并將這些設(shè)計成果在第三方質(zhì)量控制部門以及甲方的監(jiān)督下進(jìn)行審核和優(yōu)化，做好設(shè)計問題的調(diào)整，保證設(shè)計成果的質(zhì)量。

其次，制造廠商在獲取設(shè)計成果后，需要根據(jù)設(shè)計要求，運(yùn)用數(shù)控加工技術(shù)完成元件的生產(chǎn)工作。相比其他設(shè)備來說，飛機(jī)數(shù)控加工技術(shù)精度要求更高，并且也涉及到多種新型材料的加工與運(yùn)用，制定這些要求的目的主要是為了在降低飛機(jī)總體重量的前提下，加強(qiáng)其材料強(qiáng)度。

在數(shù)控加工技術(shù)中逐漸融入了各類集成技術(shù)，進(jìn)而實現(xiàn)了數(shù)控加工技術(shù)的集成化，飛機(jī)構(gòu)架加工工藝變得更為簡單，數(shù)控設(shè)備及加工技術(shù)的優(yōu)勢得到充分體現(xiàn)，飛機(jī)構(gòu)架加工成本以及加工頻率得到了有效的控制。

三、數(shù)字化設(shè)計制造特點

（一）構(gòu)件再次生產(chǎn)周期短

無論是飛機(jī)構(gòu)件還是其他設(shè)備構(gòu)件，其設(shè)計過程相對漫長，這是難以避免的。傳統(tǒng)的構(gòu)件加工制造工藝，往往需要提前生產(chǎn)相應(yīng)的模具，當(dāng)一批構(gòu)件生產(chǎn)完畢后就涉及到模具的長期封存，部分模具如果得不到有效的存儲將難以進(jìn)行重復(fù)運(yùn)用，所以傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝構(gòu)件再次生產(chǎn)周期較長。由于目前數(shù)字化機(jī)床已經(jīng)十分普遍，很多構(gòu)件的生產(chǎn)過程已經(jīng)無需使用大量的模具，所以模具的生產(chǎn)量有所降低，取而代之的是激光雕刻等加工手段。在進(jìn)行激光雕刻時，只要將相應(yīng)的加工數(shù)據(jù)輸入機(jī)床內(nèi)，即可完成構(gòu)件的再次生產(chǎn)。由此可見，只要找到符合加工精度要求的數(shù)控機(jī)床，即可實現(xiàn)構(gòu)件的再次生產(chǎn)，無需等待模具的重新制作。

（二）設(shè)計制造數(shù)據(jù)更為直觀

傳統(tǒng)的設(shè)計工作依靠手工繪制圖紙，或者依靠CAD 等二維平面設(shè)計軟件開展設(shè)計，難以將各類設(shè)計數(shù)據(jù)整合在一個文件中。目前，很多三維設(shè)計軟件，不僅能夠展示出構(gòu)件的相關(guān)尺寸，還能將三維設(shè)計成果轉(zhuǎn)換為二維平面設(shè)計圖紙，在三維模型中，設(shè)計人員可以在相應(yīng)的位置插入設(shè)計說明，在后期查看設(shè)計成果時，只需點擊相應(yīng)的位置，就能明確其具體的設(shè)計參數(shù)，這種設(shè)計成果的展示方式，為后續(xù)材料加工創(chuàng)造了更為便利的條件。

（三）能夠完成飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的模擬

當(dāng)各個構(gòu)件設(shè)計完畢后，一般需要對設(shè)計成果進(jìn)行審核和調(diào)整，單純針對構(gòu)件本身進(jìn)行審核，很難發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷。所以，技術(shù)工程師設(shè)計出了能夠?qū)⒃O(shè)計模型進(jìn)行模擬組合的設(shè)計軟件，這種軟件則能在一定程度上完成飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的模擬，進(jìn)而輔助設(shè)計人員完成設(shè)計成果的審核工作。

四、總結(jié)

飛機(jī)是一種對精度要求很高的交通工具，數(shù)字化設(shè)計制作技術(shù)的出現(xiàn)，在很大程度上提高了設(shè)計工作的效率，也為構(gòu)件后續(xù)的制造提供了更為詳細(xì)的參數(shù)，所以進(jìn)一步提升飛機(jī)設(shè)計、制造數(shù)字化水平，對于促進(jìn)民航運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。