结构化工艺技术的应用探索

惠畅 张江峰 朱培龙

摘  要：随着信息化技术的不断发展，传统的二维工艺难以满足航空制造企业需求。结构化工艺的发展和应用有效提升工艺设计水平，有效的解决航空产品数字化工艺设计、制造方面的标准统一和系统整合等问题;保证制造过程需求的全面覆盖，实现三维化、系统化、更改及时化的工艺规划和工艺实施。本文通过介绍结构化工艺设计原则和应用流程，举例说明结构化工艺编制过程及阐述了结构化工艺的优点。

关键词：结构化工艺;wave;同步建模;流程

引言

现代制造过程中，薄壁、复杂曲面结构增多，加工工序复杂，加工周期变长，已成为当前制造业发展不可避免的趋势，直接影响产品的加工质量和加工效率。为提高产品加工质量和加工经济效益，研究如何正确、合理规划工艺步骤和路线，是实现高效、优质和低成本加工的有效途径。

目前，传统的工艺很难实现工艺流程过程中相关数据源的统一，无法实现设计数据的重复使用，极大地增加制造环节的重复性工作。而使用CAPP技术，特别结构化工艺技术可实现设计数据与制造过程数据的统一，减少数据冗余;实现设计改、工艺自动更改、工装同步更改等功能，减少制造过程工艺更改成本，实现工艺信息化流程。

1结构化工艺设计原则和应用流程

在产品生产阶段，结构化工艺设计原则是以面向任务对象为目标，整合设计、产品、资源等要素，用系统方法和工程模块化的思想，至上而下的设计构造系统化工艺管理体系。从总体上看，结构化工艺是考虑实施步骤的工艺路线;从工艺规划开始，且从工艺规划结束，包含工艺设计和制造过程相关的整体工艺实施过程，如图1所示。

2创建工艺管理

在三维数字化工艺设计环境下，工艺知识的存储、共享和应用发生了巨大的变化。这需要建立支持三维数字化工艺设计的资源库及模板对工艺数据进行标准化管理，从而提高工艺设计的效率和质量。

2.1工艺知识管理

工艺知识管理就是通过管理企业内与工艺知识相关的文档资源，实现智能化帮助。主要包括工艺参数库、数控程序库、工艺标准库等。

2.2 工艺资源管理

依据结构化工艺要求，构建工艺资源库，规范相关的工艺资源，包括装配、加工的设备、工艺装备、材料属性等的描述和管理实现设计制造信息的统一管理和资源引用的高效性。

2.3 典型工艺管理

根据同类零件结构和尺寸的变化，设计出一种或几种经过优化的加工或装配工艺范例。

然后进行预审流程，经过编制、校对、审核、会签、标审、批准后再进行正审流程，最后把工艺规程统一存档在PDM上，方便大家查阅。

3结构化工艺实例

下面就分厂加工某件号进行结构化工艺编制说明：

3.1 搭建工艺结构 建立工艺规程

工艺员选择设计零组件ItemRevision，执行右键，【发送到】à【制造工艺规划器】或【零件规划器】

搭建工艺结构后，依次建工艺集，工艺规程，毛料工序、一般工序结果如

3.2 建立工序模型

结构化工艺的工序模型一般从设计图wave至最终检验工序，再依次wave至毛料图：以粗车第一、二面为例，同时打开粗车第二面的工序模型和粗车第一面UG文件，在粗车第二面装配导航器下，右击wave，将几何体复制到部件，如图6所示。，选中本工序模型，将其wave至粗车第一面工序，这是打开粗车第一面工序，就看到粗车第二面的工序模型，如图7所示。在部件导航器可以看见一个被链接的体，代表模型是从粗车第二面wave过来，再利用同步建模工具条对模型修改成本工序加工的模型，如最大外圆直径，用同步建模的偏置区域工具。

3.3 三维标注

结构化工艺最重要一点就是对工序模型进行三维标注，方便工人查阅，如图8所示。在PMI模式下，对模型两端面进行三维标注，可以看到，选中尺寸，尺寸两边界面变为了与模型不一样的颜色（浅绿色）。

3.4 利用工序模型设计工装

结构化工艺还可以方面设计员设计工装，利用同步建模功能抽取工序模型配合外圆面和支撑面，然后利用抽取的面设计出工装底座，在进行缝合成实体，最后加上工装压钩等辅助装置，完成工装设计，减少工装绘图和计算，避免出错，如图9所示。

3.5 结构化工艺的修改

由于UG是模块化参数设计，当设计图发生更改时，结构化工艺会随着自动更改，减少技术员重新编制新工艺的时间和编制出错率。

4结论

本文通过介绍结构化工艺编制过程及其优点，阐述了结构化工艺有效地缩短产品研制周期和提高工艺员工艺编制效率;实现无纸工作的三维数字化集成制造，有效改善现场工作环境，使现场工人容易理解、减少操作错误，提高产品质量;结构化工艺技术的深入应用必将推动我国航空制造的快速发展。

参考文献

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[5]  航空制造领域中三维工艺技术的应用航空制造技术 2008（20）：50-53