【正文】 繪】按鈕或者單擊鼠標(biāo)中鍵，進(jìn)入草繪； (3) 繪制如圖 所示的草圖，點(diǎn)擊 （完成）按鈕完成草繪。 (7) 結(jié)合【 Ctrl】鍵，在模型樹(shù)中選定剛創(chuàng)建的邊界混合特征，進(jìn)行合并與實(shí)體化操作。 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 18 頁(yè) /共 57頁(yè) 圖 圖 圖 圖 創(chuàng)建機(jī)尾的邊界混合特征 (1) 點(diǎn)擊右工具箱的(邊界混合工具 )，或選擇菜單欄中的【插入】→【邊界混合】命令，打開(kāi)邊界混合工具操控板； (2) 結(jié)合【 Ctrl】鍵，選擇要進(jìn)行混合的邊界（如圖 ）； (3) 在邊界混合工具操控板中點(diǎn)擊 按鈕，完成如圖 所示的曲面，并繼續(xù)完成圖、 所示的曲面； (4) 選定剛創(chuàng)建的三個(gè)邊界混合特征，進(jìn)行合并后實(shí)體化，最終完成的機(jī)尾實(shí)體特征如圖 所示。 圖 創(chuàng)建拉伸特征 2 (1) 點(diǎn)擊 右工具箱的 （拉伸工具）按鈕，打開(kāi)拉伸工具操控板； (2) 在拉伸工具操控板中點(diǎn)擊“放置”選項(xiàng)標(biāo)簽，打開(kāi)【放置】面板，接著點(diǎn)擊“放置”面板中的【定義】按鈕，在彈出的“草繪”對(duì)話框中選定 TOP 平面作為草繪平面， RIGHT 平面作為“右”方向參考，選定之后點(diǎn)擊【草繪】按鈕，進(jìn)入草繪模式； (3) 繪制如圖 所示的截面，單擊 （完成）按鈕； (4) 在拉伸工具操控板中的拉伸方向上選擇 （兩側(cè)拉伸），深度框中輸入深度值為 80，其它選項(xiàng)系統(tǒng)默認(rèn)； 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 17 頁(yè) /共 57頁(yè) 圖 圖 (5) 在拉伸工具操控板中點(diǎn)擊 （完成）按鈕，創(chuàng)建的拉伸實(shí)體特征如圖 所示。直接點(diǎn)擊操控板中的 （完成）按鈕，之后再選擇實(shí)體化，完成創(chuàng)建的旋轉(zhuǎn)實(shí)體如圖 所示； (6) 以同樣的方法完成機(jī)尾（圖 ）的旋轉(zhuǎn)實(shí)體特征的創(chuàng)建。 圖 圖 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 14 頁(yè) /共 57頁(yè) (4) 在模型樹(shù)中選擇合并特征，再在菜單欄中選擇【編輯】 →【實(shí)體化】命令，打開(kāi)實(shí)體化工具操控板； (5) 在實(shí)體化工具操作板中點(diǎn)擊 （完成）按鈕，完成實(shí)體化操作，其結(jié)果如圖 所示。 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 11 頁(yè) /共 57頁(yè) 圖 圖 圖 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 12 頁(yè) /共 57頁(yè) 圖 圖 圖 圖 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 13 頁(yè) /共 57頁(yè) 鏡像操作 (1) 結(jié)合【 Ctrl】鍵，在模型樹(shù)中選擇要鏡像零件的名稱（如圖 ），從而選中該模型的所有特征，單擊右工具箱的 （鏡像工具）按鈕，或選擇菜單欄中的【編輯】 → 【鏡像】命令，打開(kāi)鏡像工具操控板； (2) 選擇 TOP 基準(zhǔn)平面作為鏡像參考平面； (3) 在鏡像平面工具操控板中 單擊 （完成）按鈕，鏡像結(jié)果如圖 所示。并繼續(xù)完成圖 、 、 、 所示的草圖。 圖 模型飛機(jī)整體外觀 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 9 頁(yè) /共 57頁(yè) 模型飛機(jī)機(jī)身設(shè)計(jì) 新建零件文件 (1) 在工具欄中單擊 （創(chuàng)建新對(duì)象）按鈕，或者在菜單欄中選擇【文件】→【新建】命令，打開(kāi)“新建對(duì)話框”； (2) 在“類型”選項(xiàng)組中選擇“零件”按鈕，在“子類型”選項(xiàng)組中選擇“實(shí)體”按鈕；在“名稱”文本框中輸入 “ ”,將“使用缺省模板”復(fù)選框取消選擇，然后點(diǎn)擊【確定】按鈕； (3) 在彈出的“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框中，選擇 mmns_part_solid 模板，點(diǎn)擊【確定】按鈕，進(jìn)入零件設(shè)計(jì)界面。 圖 模型飛機(jī)整體外觀 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 8 頁(yè) /共 57頁(yè) 本設(shè)計(jì)主要用 Pro/E 分別構(gòu)建模型飛機(jī)的機(jī)翼、機(jī)身等，然后利用 Pro/E 的組裝功能，組裝成一個(gè)完整的模型飛機(jī)，再把飛機(jī)上的一些部位細(xì)化，如：圓角、倒角等。 (4)工程數(shù)據(jù)在利用 三維實(shí)體造型將三維實(shí)體模型用于機(jī)械產(chǎn)品的 CAD/CAE/CAM 過(guò)程，用戶可隨時(shí)計(jì)算出產(chǎn)品的質(zhì)量、體積、慣性矩等相關(guān)的物理量、幾何量，可迅速了解產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，掌握產(chǎn)品的信息，減少人為計(jì)算時(shí)間。不同于 CAD 設(shè)計(jì)以圖形線條為設(shè)計(jì)元素， Pro/E 以參數(shù)為設(shè)計(jì)元素，從構(gòu)建特征入手，建立零件數(shù)字化模塊，參數(shù)化技術(shù)以約束為核心，優(yōu)點(diǎn)主要有： a． 對(duì)設(shè)計(jì)人員的初始設(shè)計(jì)要求低，提高了設(shè)計(jì)的柔性； 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 7 頁(yè) /共 57頁(yè) b． 便于系列化設(shè)計(jì)，同種規(guī)格的零件，不同尺寸系列可在一次設(shè)計(jì)成型后通過(guò)修改尺寸得到，節(jié)省了大量的重復(fù)設(shè)計(jì)時(shí)間，簡(jiǎn)便快捷，為數(shù)字化制造建立了基礎(chǔ)； c． 便于隨時(shí)編輯、修改，滿足反復(fù)設(shè)計(jì)要求。 (2)基于特征的參數(shù)化建模 參數(shù)化設(shè)計(jì)是一種使用重要幾何參數(shù)快速構(gòu)造和修改幾何模型的造型方法。 Pre/E 軟件的特點(diǎn) (1)單一數(shù)據(jù)庫(kù) Pro/E 是建立在統(tǒng)一基層的數(shù)據(jù)庫(kù)上，而一些傳統(tǒng)的 CAD/CAM 系統(tǒng)是建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上，用 Pro/E 進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，在整個(gè)過(guò)程中任何一處發(fā)生任何變動(dòng)，都可反映到整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。 Pro/E 第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)解決特征的相關(guān)性問(wèn)題。 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 6 頁(yè) /共 57頁(yè) 2. Pro/E 與模型飛機(jī)外形設(shè)計(jì) Pro/E 軟件概述與特點(diǎn) Pro/E 軟件的概述 Pro/Engineer 操作 軟件 是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（ PTC)旗下的 CAD/CAM/CAE 一體化的三維軟件。 其次，本設(shè)計(jì)主要采用 Pro/E 繪圖的方法分別繪出飛機(jī)給個(gè)部件的結(jié)構(gòu)尺寸圖和三維圖，然后通過(guò) Pro/E 的模擬加工模塊，生成飛機(jī)各個(gè)部件的數(shù)控加工程序代碼，并進(jìn)行模擬數(shù)控加工。 因本設(shè)計(jì)是面向社會(huì)化的，因此可行性也是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，在實(shí)際數(shù)控加工過(guò)程中，我們必須考慮過(guò)切性，因此，在 Pro/E 的數(shù)控模擬中，我們必須進(jìn)行過(guò)切檢查，以保證實(shí)際加工過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)損壞刀具或機(jī)床的故障。所以，我認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從理論校園到社會(huì)運(yùn)用的一個(gè)過(guò)渡階段，是對(duì)我們四年來(lái)所學(xué)知識(shí)的一次綜合性檢驗(yàn)，是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的掌握與應(yīng)用 程度的考驗(yàn)。 設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大學(xué)本科教育的最后實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，所以難度必定勝于以往的一些設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@個(gè)設(shè)計(jì)的選題涉到的知識(shí)面相當(dāng)?shù)膹V闊，從理論學(xué)習(xí)到實(shí)踐， 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 5 頁(yè) /共 57頁(yè) 還包括一些輔助軟件的學(xué)習(xí)。目前，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)企業(yè)有 100 多家，數(shù)控機(jī)床的年產(chǎn)量增加到 1 萬(wàn)多臺(tái)，品種滿足率達(dá)到了80%，同時(shí)在有些企業(yè)實(shí)施了 FMS 和 CIMS 工程，我國(guó)數(shù)控機(jī)床及其加工技術(shù)進(jìn)入了實(shí)用階段。 20 世紀(jì) 90 年代末，華中數(shù)控自主開(kāi)發(fā)出基于 的 HNC 數(shù)控系統(tǒng)，這達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，增加了我國(guó)數(shù)控機(jī)床在國(guó)際上的知名度。在引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，北京機(jī)床研究所又開(kāi)發(fā)出BS03 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控和 BS04 全功能數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)，我國(guó)航天部 706 所研制出了MNC864 數(shù)控系統(tǒng)。 20 世紀(jì) 70 年代初期，我國(guó)曾掀起研制數(shù)控機(jī)床的熱潮，但那時(shí)是采用分立元件，性能不穩(wěn) 定及可靠性差。充分利用了現(xiàn)有 PC 機(jī)的軟硬件資源，使遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程檢測(cè)診斷能夠得到實(shí)現(xiàn)。其中，數(shù) 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 4 頁(yè) /共 57頁(yè) 控是其基本控制單元。當(dāng)今，隨著 DNC 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已成為了無(wú)人控制工廠的基本組成單元。 DNC(直接數(shù)控 )技術(shù)開(kāi)始于 20 世紀(jì) 60 年代末期，它是利用一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)，直接控制和管理一群數(shù)控機(jī)床及數(shù)控加工中心，進(jìn)行多品種、多工序的自動(dòng)加工。 1974 年，機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中開(kāi)始使用微處理器，從此 CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) )軟線數(shù)控技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展得以快速發(fā)展。Trecker 公司開(kāi)發(fā)了能進(jìn)行自動(dòng)換刀的刀庫(kù)，一次裝夾中就能進(jìn)行鉆、銑、鏜、攻絲等多種功能集于一身的數(shù)控機(jī)床，這就是加工中心。 1953 年美國(guó)麻省理工學(xué)院研發(fā)出了只要確定零件輪廓，并指定切削路線，便可生成 NC 程序的自動(dòng)編程語(yǔ)言。目前，通過(guò)高性能計(jì)算機(jī)可以完成飛機(jī)結(jié)構(gòu)和外形 設(shè)計(jì)、強(qiáng)度計(jì)算和性能分析一體化設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算、生產(chǎn)工藝控制和產(chǎn)品加工一體化。要得到實(shí)用的層流機(jī)翼的設(shè)計(jì)方法，須弄清楚附面層 轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)理，以便建立模型，用 CFD（計(jì)算流體力學(xué)）方法進(jìn)行精確的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)于機(jī)身等不易獲得層流的氣動(dòng)部件，要研究實(shí)用的紊流減阻措施，因此隨著空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展，飛機(jī)機(jī)翼的發(fā)展經(jīng)過(guò)了直機(jī)翼、后掠翼與變后掠翼， S 形機(jī)翼 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 3 頁(yè) /共 57頁(yè) 與邊條翼，正常式布局與鴨式布局，單垂尾與外傾雙垂尾的發(fā)展變化。其次在機(jī)身外形方面也有很大變化，典型的超音速飛機(jī)機(jī)身是“蜂腰”行的，這種機(jī)身外形可以大大減小阻力，尖的機(jī)頭、蜂腰機(jī)身和三角機(jī)翼已成為飛機(jī)發(fā)展的典型布局。 飛機(jī)外形設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì) 近年來(lái)，飛機(jī)的發(fā)展方向進(jìn)入了超音速時(shí)代，飛機(jī)速度的提高，除了歸功于噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)展外，更重要的應(yīng)歸功于超音速空氣動(dòng)力學(xué)的突破，飛機(jī)外形隨著空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展而不斷變化，由于飛機(jī)是在大氣層內(nèi)飛行，主要依靠空氣產(chǎn)生的升力來(lái)平衡飛機(jī)的自身重力、利用各種氣動(dòng)力來(lái)操縱飛機(jī)的飛行，因此空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展對(duì)飛機(jī)的誕生和飛機(jī)外形的演變起著決定性的作用。目前的飛機(jī)制造業(yè)的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平高 ,不僅數(shù)控設(shè)備利用率高 ,而且加工效率極高 ,加工周期短 ,勞動(dòng)生產(chǎn)率也不斷提高。 設(shè)計(jì)及研究的目的 (1).通過(guò)三維繪圖軟件進(jìn)行模型飛機(jī)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，并模擬其數(shù)控加工； (2).通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使自己掌握飛機(jī)外形設(shè)計(jì)和數(shù)控加工的相關(guān)知識(shí)，并提高自己分析和解決問(wèn)題的能力； (3).熟悉數(shù)控加工技術(shù)在模型飛機(jī)方面的應(yīng)用； 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 2 頁(yè) /共 57頁(yè) (4).熟悉 Pro/Engineer 數(shù)控加工，設(shè)計(jì)零件模型，繪制零件三維圖和工程圖，進(jìn)行零件數(shù)控加工工藝分析。容易實(shí)現(xiàn)操作過(guò)程的自動(dòng)化 ,一個(gè)人可以操作多臺(tái)機(jī)床 。可以降低廢、次品率 。容易進(jìn)行加工過(guò)程管理 ?？梢詼p少工裝卡具 。 不需熟練的機(jī)床操作人員 。二是加工質(zhì)量的重復(fù)性 ,可以穩(wěn)定加工質(zhì)量 ,保持加工零件質(zhì)量的一致。 目前 ,數(shù)控加工技術(shù)已成為應(yīng)用于當(dāng)代各個(gè)制造領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù)。 近年來(lái)，隨著數(shù)控行業(yè)的不斷興起和發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的不斷完善，其高效性、高精度性和高自動(dòng)化性，吸引越來(lái)越多的飛機(jī)制造企業(yè)走進(jìn)數(shù)控加工時(shí)代。 關(guān)鍵詞： 飛機(jī)外形；三維建模；曲面造型； 數(shù)控加工 ； NC 序列 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 目錄 1. 緒論 ......................................................... 1 、研究的背景及目的 ................................... 1 ................................... 1 ................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢(shì) ................................ 2 飛機(jī)外形設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì) .............................. 2 國(guó)內(nèi)外數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) ............................ 3 設(shè)計(jì)、研究采用的方法 .................................... 4 設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn) ........................................ 4 設(shè)計(jì)的重點(diǎn) ...