1.前言

　　NX被當(dāng)今許多世界領(lǐng)先的制造商用來(lái)從事概念設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計(jì)以及工程仿真和數(shù)字化的制造等各個(gè)領(lǐng)域，是當(dāng)前世界主流CAD/CAM軟件之一。洪都航空工業(yè)集團(tuán)公司是國(guó)內(nèi)探索CAD/CAM/CAE/CAT技術(shù)較早的單位之一。早在70年代初期，就在某飛機(jī)研制中建立了飛機(jī)的局部外形數(shù)學(xué)模型。1987年公司引進(jìn)美國(guó)UGII軟件用于K8飛機(jī)研制。為了使更多的新品在設(shè)計(jì)制造中廣泛地應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)，公司從1997到2003年又連續(xù)多次從美國(guó)UGS公司引進(jìn)了大型CAD/CAM軟件UGII和PDM軟件Teamcenter，裝機(jī)量達(dá)200多臺(tái)，在某高級(jí)教練機(jī)飛機(jī)的研制過(guò)程中，大量采用了UG進(jìn)行數(shù)字化與制造。從理論外形建模到結(jié)構(gòu)件、系統(tǒng)部件的三維模型詳細(xì)的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)取得了良好的效果。

　　從洪都集團(tuán)以往的實(shí)踐來(lái)看，推廣應(yīng)用CAD/CAE/CAM/CAT/PDM技術(shù)，是提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)企業(yè)應(yīng)變能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的必備手段。飛機(jī)設(shè)計(jì)與制造過(guò)程的全過(guò)程采用CAD/CAE/CAM/CAT/PDM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造對(duì)于提高飛機(jī)的制造質(zhì)量、縮短飛機(jī)研制和批產(chǎn)制造周期具有重要意義。

　　2.相關(guān)性設(shè)計(jì)的必要性

　　在飛機(jī)型號(hào)研制過(guò)程中，實(shí)行并行工程是縮短研制周期、加快上市時(shí)間的關(guān)鍵，而并行工程實(shí)行的好與否關(guān)鍵在于從總體氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)與各個(gè)結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)、各個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)與輔助系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)最大可能的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，甚至產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工裝設(shè)計(jì)之間的最大可能的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)。當(dāng)前該型號(hào)的各功能部件設(shè)計(jì)之間的協(xié)調(diào)性主要是靠UG的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)WAVE來(lái)保證和進(jìn)行，同時(shí)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)模塊UGWAVE的應(yīng)用還是在PDM的環(huán)境支持下進(jìn)行的。

　　3.自頂向下的WAVE設(shè)計(jì)方法

　　3.1基本概念

　　控制結(jié)構(gòu)（Controlstructure）：傳遞飛機(jī)全局性的參數(shù)、外形、基準(zhǔn)位置等約束條件至零件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)的樹狀結(jié)構(gòu)，在TeamcenterEngineering中體現(xiàn)為產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)�？梢杂卯a(chǎn)品結(jié)構(gòu)編輯器（PSE）編輯。

　　起始部件（StartPart）：包含零件詳細(xì)設(shè)計(jì)所必需的各種約束條件（即link鏈接關(guān)系）的Ugpart文件。對(duì)于不同零件所需的不同約束條件，通過(guò)CopyGeometrytoPart來(lái)包含不同的約束條件，可以通過(guò)引用集的區(qū)分不同的幾何體。

　　鏈接零件（LinkPart）：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹和控制結(jié)構(gòu)樹發(fā)生關(guān)聯(lián)的UGPart文件，在其中進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，使其成為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中的零件或部件。

　　根據(jù)以下兩點(diǎn)決定不用CreateLinkPart，而采用CopyGeometrytopart：

　　根據(jù)保密要求只能提供必要的基準(zhǔn)信息到具體的零件UGPart，而CreateLinkPart會(huì)將基準(zhǔn)文件的所有信息一起鏈接到具體的零件UGPart；而采用CopyGeometrytopart可以選擇部分基準(zhǔn)信息鏈接到具體的零件UGPart.

　　CreateLinkPart會(huì)將基準(zhǔn)文件的所有信息一起鏈接到具體的零件UGPart，這樣會(huì)將多余的基準(zhǔn)信息傳遞到具體的零件UGPart，造成基準(zhǔn)信息冗余，在進(jìn)行WAVEUpdate時(shí)加大計(jì)算機(jī)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)；而采用CopyGeometrytopart可以選擇部分基準(zhǔn)信息鏈接到具體的零件UGPart，確保具體的零件UGPart的數(shù)據(jù)量最小，提高計(jì)算機(jī)處理的效率。

　　StartPart與Part之間的關(guān)聯(lián)：CopyGeometrytopart.從StartPart通過(guò)選用不同的UG對(duì)象來(lái)生成不同的LinkedPart.

　　3.2WAVE控制結(jié)構(gòu)體系

　　WAVE的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)體系根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜性來(lái)確定。

　　a）各個(gè)WAVE結(jié)構(gòu)采用UGPart來(lái)實(shí)現(xiàn)。（可以用或不用裝配的方式來(lái)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)，總體理論外形與子系統(tǒng)理論外形和子系統(tǒng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不需用裝配的方式來(lái)體現(xiàn)。）

　　b）各個(gè)WAVELINK必須采用自頂向下的鏈接方式。以確保不會(huì)產(chǎn)生循環(huán)鏈接的情況發(fā)生。

　　c）功能級(jí)或部件級(jí)的WAVE結(jié)構(gòu)中包括本功能或部件的幾何元素和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。

　　d）部件級(jí)的WAVE結(jié)構(gòu)并不是必須的。

　　3.3飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系

　　a）零件中所需的設(shè)計(jì)元素（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和外形曲面）從控制結(jié)構(gòu)（WAVE源）中鏈接。

　　b）原則上詳細(xì)設(shè)計(jì)的零件與零件之間不進(jìn)行WAVE鏈接。如需進(jìn)行WAVE鏈接，應(yīng)確保不會(huì)產(chǎn)生循環(huán)的鏈接情況發(fā)生。

　　c）幾何體的鏈接原則：統(tǒng)一、清晰。

　　4.WAVE應(yīng)用在后機(jī)身的實(shí)例

　　以L15后機(jī)身為例，介紹控制結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法：

　　a）先在TeamcenterEngineering中構(gòu)建后機(jī)身WAVE總控PSE結(jié)構(gòu)，它與UG中的裝配文件結(jié)構(gòu)保持同步；

　　b）后機(jī)身WAVE總控文件L15_RearWAVE_CS由后機(jī)身外形鏈接L15_RearFuselage_Link（它是后機(jī)身外形是通過(guò)WAVE_Link的

　　方式從理論外形中鏈接的）和L15_RearFuselage_Datums后機(jī)身設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（后機(jī)身中所用的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在此文件中創(chuàng)建）組成；其中文件L15_RearFuselage_Link和L15_RearFuselage_Datums是后機(jī)身子系統(tǒng)級(jí)控制。

　　根據(jù)建模功能需要，可以建立功能級(jí)WAVE結(jié)構(gòu)控制，如：

　　L15_RearFuselage_Kuang2后機(jī)身框內(nèi)形控制

　　L15_RearFuselage_CH后機(jī)身長(zhǎng)桁控制

　　L15_RearFuselage_CM后機(jī)身艙門控制

　　L15_RearFuselage_HBT后機(jī)身后邊條控制

　　L15_RearFuselage_LBL后機(jī)身兩邊梁控制

　　L15_RearFuselage_CWZL后機(jī)尾垂整流包皮控制

　　L15_RearFuselage_KG后機(jī)身口蓋

　　L15_RearFuselage_Kuang1后機(jī)身框外形控制

　　L15_RearFuselage_Datum_C后機(jī)身長(zhǎng)桁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

　　L15_RearFuselage_wpk發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口控制

　　由于后機(jī)身艙門包括了前艙門，中艙門，后艙門以及有許多鎖扣位置，隔板，桁條等結(jié)構(gòu)，針對(duì)后機(jī)身艙門控制的復(fù)雜性，還可以創(chuàng)建部件級(jí)的WAVE控制結(jié)構(gòu)。

　　L15_RearFuselage_CM后機(jī)身艙門控制

　　L15_CM_CH_AXIS_LINE

　　L15_RearFuselage_CM_HCM

　　L15_HCM_xiaxie_36_37

　　L15_HCM_xiaxie_37_38

　　L15_HCM_xiaxie_38_39

　　L15_RearFuselage_CM_xincai

　　L15_RearFuselage_CM_zxc_1_2

　　L15_RearFuselage_CM_zxc_2_3

　　L15_RearFuselage_CM_zxc_3_4

　　L15_RearFuselage_CM_zxc_4_5

　　L15_RearFuselage_CM_xincai_1_2

　　L15_RearFuselage_CM_xincai_2_3

　　L15_RearFuselage_CM_xincai_3_4

　　L15_RearFuselage_CM_xincai_4_5

　　通過(guò)上面幾種方法將各級(jí)控制幾何和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)構(gòu)造出來(lái)：將整個(gè)后機(jī)身各個(gè)子系統(tǒng)、功能結(jié)構(gòu)和部件結(jié)構(gòu)的裝配傳遞關(guān)系明晰出來(lái)，將公共幾何在控制結(jié)構(gòu)中構(gòu)造出來(lái)，形成詳細(xì)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

　　5.后記

　　通過(guò)實(shí)際項(xiàng)目的實(shí)踐，我們充分體會(huì)到了UG/WAVE的強(qiáng)大功能，以及對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題的適應(yīng)性；如：

　　a）WAVE符合我們傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的自頂鄉(xiāng)下的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法；即先進(jìn)行總體布置，再進(jìn)行子系統(tǒng)和部件及零件設(shè)計(jì)；

　　b）由于根據(jù)總體布置設(shè)計(jì)、打樣設(shè)計(jì)階段和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的需求設(shè)計(jì)了整個(gè)WAVE結(jié)構(gòu)，使任務(wù)分發(fā)成為可能；在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)主管負(fù)責(zé)WAVE結(jié)構(gòu)的構(gòu)建和公用幾何、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的建立，并進(jìn)行任務(wù)分發(fā)，一般設(shè)計(jì)人員進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)；使得大家的職責(zé)比較明確，工作比較順利；

　　c）真正用機(jī)身的理論外形和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)控制了整個(gè)后機(jī)身的其他子系統(tǒng)和部件的設(shè)計(jì)；而且是集中控制，如某個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)需要更改，我們現(xiàn)在只需要更改一個(gè)地方，其它部分均會(huì)自動(dòng)更新；保證整個(gè)后機(jī)身結(jié)構(gòu)的一致性，避免錯(cuò)誤；

　　d）由于在后機(jī)身設(shè)計(jì)中有大量的公用幾何體，采用WAVE結(jié)構(gòu)后，節(jié)省了大量的重復(fù)建模時(shí)間，且保證公用部分模型的一致性；也節(jié)省以后修改的時(shí)間；大大提高了設(shè)計(jì)的效率；

　　e）WAVE的設(shè)計(jì)思路比較清晰，可以作為樣板供以后的項(xiàng)目參考使用；

　　f）為保證用WAVE方式設(shè)計(jì)的零部件能夠更新，要求必須用參數(shù)進(jìn)行建模，建模過(guò)程比須清晰，也迫使大家提高了建模的水平；

　　我們將進(jìn)一步研究WAVE的應(yīng)用技術(shù)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)整機(jī)的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)和并行設(shè)計(jì)；為進(jìn)一步提高的我國(guó)航空工業(yè)水平出一份力。