[发明专利]一种基于计算机辅助设计的管路装配检验工装设计方法

权利要求书

1.一种基于计算机辅助设计的管路装配检验工装设计方法，其特征是，

1）在计算机三维设计软件中建立一个总装模型（1），在总装模型（1）中建立一个管路工装底板零组件（2），保证底板零组件（2）的上表面的左下角交点与总装模型（1）的绝对原点重合，底板零组件（2）长度方向与总装模型（1）的绝对坐标系X轴重合，底板零组件（2）宽度方向与总装模型（1）的绝对坐标系Y轴重合，在底板零组件（2）上表面形成XOY平面，在底板零组件（2）上装配上首段支座零组件（3）、末段支座零组件（4）和中间段支块零组件（5），保证首段支座零组件（3）、末段支座零组件（4）和中间段支块零组件（5）下表面与底板零组件（2）上表面贴合；

2）在底板零组件（2）上表面栽放工艺球零组件（6），工艺球零组件（6）球心距离绝对坐标系ZOY平面为整值ΔX，工艺球零组件（6）球心距离绝对坐标系ZOX平面为整值ΔY，并保证工艺球零组件（6）球心距离绝对坐标系XOY平面为整值ΔZ；

3）将管路零组件（7）以绝对原点的方式装配到该总装模型（1）中；并在管路零组件（7）中选取两段沿Z轴方向高度差最小管路段在管路零组件（7）中形成一个平面R，在总装模型（1）中约束该平面距离工艺球零组件（6）球心为一个整值Δ1，选取管路零组件（7）某一个特定截面到工艺球零组件（6）球心给定一个整值Δ2，并保证该段的轴线与工艺球零组件（6）球心也是一个整值Δ3，且该段的轴线与X轴的夹角为一个整值Φ；

4）确定管路零组件（7）的首段轴线与底板零组件（2）上XOY平面的投影角θ0，管路零组件（7）的首段端面圆心点的绝对高度值Z1，根据投影角θ0和绝对高度值Z1，以确定首段支座零组件（3）的俯仰角β0和高度值H0，驱动首段支座零组件（3）数模与管路零组件（7）的首段端面匹配；

H0=Z1+δ1*SINθ0－δ2*COSθ0

β0=θ0

H0为首段支座零组件（3）特征高度值

Z1为管路零组件（7）的首段端面圆心点距离XOY平面的高度值

β0为首段支座零组件（3）俯仰角度值

δ1，δ2为为管路装配工艺控制给定常值；

5）由管路零组件（7）首段的轴线的起点X1、Y1、Z1和终点坐标X2、Y2、Z2,推算出首段支座零组件（3）两定位销孔的绝对X，Y，Z坐标值XD1，YD1，0和XD2，YD2，0，其中

XD1=X1+δ1*COSθ0*COSα0+δ2*SINθ0*COSα0+δ3*COSα0-δ4*SINα0

YD1=Y1+δ1*COSθ0*SINα0+δ2*SINθ0*SINα0+δ3*SINα0+δ4*COSα0

XD2=X1+δ1*COSθ0*COSα0+δ2*SINθ0*COSα0+δ3*COSα0+δ4*SINα0

YD2=Y1+δ1*COSθ0*SINα0+δ2*SINθ0*SINα0+δ3*SINα0-δ4*COSα0

δ1，δ2为为管路装配工艺控制给定常值

δ3为首段支座零组件（3）沿其宽度方向侧边与其两定位销孔连心线垂直距离

δ4为首段支座零组件（3）两定位销孔轴线沿其长度方向垂直距离的一半

α0为管路零组件（7）首段的轴线在XOY平面上投影线与X轴所成角度值，取锐角；

6）确定管路零组件（7）的每一个中间段与底板零组件（2）上表面的俯仰角θ1，以及该直线段中间点的绝对高度值Zm，以确定中间段支块零组件（5）的几何尺寸值。

H1=Zm-（0.5*D+Ψ）/COSθ1

β1=θ1

H1为中间段支块零组件（5）特征高度值

Zm为管路零组件（7）的某一个中间段管路轴线中间点的绝对Z值

D为管路零组件（7）的中间段外径

Ψ为管路零组件（7）的各中间段需要控制的空间位置度公差，航空发动机管路加工经验值

β1中间段支块零组件（5）俯仰角度值；

7）由管路零组件（7）的中间段轴线的中间点Xm,Ym,Zm，投影到底板上表面，推算出中间段支块零组件（5）两定位销孔的绝对X，Y，Z坐标值XD3，YD3，0和XD4，YD4，0，其中

XD3=Xm+(λ0-D/2-λ1*Tanγ)SINγ+λ1/COSγ

YD3=Ym-(λ0-D/2-λ1*Tanγ)*COSγ

XD4=Xm+(λ0+λ2-D/2+λ1*Tanγ)SINγ-λ1/COSγ

YD4=Ym-(λ0+λ2-D/2+λ1*Tanγ)*COSγ

λ0为中间段支块零组件（5）侧边沿其长度方向与其近侧定位销孔垂直距离

D为管路零组件（7）的中间段圆柱面外径

λ1为中间段支块零组件（5）的两定位销孔轴线，沿其宽度方向垂直距离的一半

λ2为中间段支块零组件（5）的两定位销孔轴线，沿其长度方向垂直距离

γ为管路零组件（7）某一中间段轴线在XOY平面上的投影线，与X轴夹角，取锐角

依次将管路零组件（7）的所有中间段都做完

8）确定管路零组件（7）的末段轴线与底板零组件（2）上XOY平面的投影角θ2，管路零组件（7）末段的端面圆心点的绝对高度值Z6，根据投影角θ2和绝对高度值Z6确定末段支座零组件（4）的俯仰角β2和高度值H2，驱动末段支座零组件（4）数模与管路零组件（7）末段端面匹配；

H2=Z6+δ1*SINθ0－δ2*COSθ0

β2=θ2

H2为管路末段支座零组件（4）特征高度值

Z6为管路零组件（7）的末段端面圆心点距离XOY平面的高度值

β2为末段支座零组件（4）俯仰角度值

δ1，δ2为为管路装配工艺控制给定常值；

9）由管路零组件（7）末段的轴线的起点X5、Y5、Z5和终点坐标X6、Y6、Z6，推算出末段支座零组件（4）两定位销孔的绝对X，Y，Z坐标值XD5，YD5，0和XD6，YD6，0，其中

XD5=X6+δ1*COSθ0*COSα1+δ2*SINθ0*COSα1+δ3*COSα1-δ4*SINα1

YD5=Y6+δ1*COSθ0*SINα1+δ2*SINθ0*SINα1+δ3*SINα1+δ4*COSα1

XD6=X6+δ1*COSθ0*COSα1+δ2*SINθ0*COSα1+δ3*COSα1+δ4*SINα1

YD6=Y6+δ1*COSθ0*SINα1+δ2*SINθ0*SINα1+δ3*SINα1-δ4*COSα1

δ1，δ2为为管路装配工艺控制给定常值

δ3为末段支座零组件（4）沿其宽度方向侧边与其两定位销孔连心线垂直距离

δ4为末段支座零组件（4）两定位销孔轴线沿其长度方向垂直距离的一半

α1为管路零组件（7）末段的轴线在XOY平面上投影线与X轴所成角度值，取锐角。