徐海洋，韩文仲，李 洋，崔 鑫

（1.北华航天工业学院，廊坊 065000；2.天津航天长征火箭制造有限公司，天津 300462）

0 引言

近年来，随着我国航天事业的高速发展，国家加大了对我国航天事业制造业的投入，一些航天零件加工模式的标准化是必然的趋势。零件的批量生产性和种类多样性等突出特点导致零件的生产效率一直得不到提高，生产效率成为了制约企业发展的关键性因素。

航天贮箱法兰类产品是一种航天专用标准件，具有种类多、批量大的特点，提高其加工生产效率对企业具有重要的意义。航天贮箱法兰类产品是火箭贮箱的重要组成部分，其在使用时要考虑安全性和密封可靠性，在没有变形的条件下，还要考虑有一定的强度及刚度，同时又具有方便拆卸的特点，是不可或缺的航天产品。在实际的设计与生产加工过程中，航天贮箱法兰类产品的设计与工艺是非常费时且重复建模程度很高的工作。以设计人员与工艺人员的经验为基础的重新建模模式，生产周期长，生产效率降低，不能满足企业提升发展空间的需要。因此，如何利用开发出航天产品快速建模系统花费较少的时间，进行快速参数化设计，提高企业效率，缩短航天产品开发周期，已成为目前航天企业对于航天标准件系统开发面临的关键性问题，能解决航天贮箱法兰类产品中的生产效率问题，将会很大程度上提高航天企业产量。

1 UG/KF语言与航天贮箱法兰类产品种类介绍

1.1 UG/KF语言

知识融合技术是一种响应知识工程技术，UG/KF语言是实现知识融合技术的直接手段，是EDS公司推出的Intent技术之上建立的基于知识的工程语言[1]。UG/KF语言是一种面向对象的解释性语言[2]。用UG/KF语言开发的UG菜单程序、对话框程序和零件程序等可以完全内嵌在UG系统中。在UG软件中没有标准零件库，更没有航天行业的专用零件库，而航天行业的产品设计与工艺制造经常会用到标准件、专用件，若每次设计与工艺制造都要对每一零件从头开始建模，则要做许多重复性的工作[3]，因此针对航天企业设计与工艺制造过程中遇到的众多困难，提出基于知识融合的航天贮箱法兰类产品快速建模技术势在必行。用知识融合技术对一些常用零件进行快速三维建模，减少了工艺人员大量重复劳动，并有利的保证了零件建模过程中的准确性，提高了企业生产效率。

1.2 航天贮箱法兰类产品种类

航天贮箱法兰类产品包括盘形法兰、工形法兰和带颈法兰，如图1所示，三种类型航天贮箱法兰类产品。航天贮箱法兰类产品密封槽分为：无槽、榫槽、梯槽、V槽和W槽，如图3所示，工形法兰四种密封槽。盘形法兰因密封槽不同可分为五种。带颈法兰同样因密封槽不同分为五种。而工形法兰因上下面都有密封槽，排列组合后共有15种。

2 航天贮箱法兰类产品快速建模系统重点程序开发

图1 三种类型航天贮箱法兰类产品

航天贮箱法兰类产品快速建模系统程序开发主要解决航天贮箱法兰类产品主体部分程序开发、航天贮箱法兰类产品孔自动环形阵列程序开发、航天贮箱法兰类产品密封槽程序开发和航天贮箱法兰类产品初始化、更新程序开发等。

2.1 航天贮箱法兰类产品主体部分程序开发

由于航天贮箱法兰类产品主体部分相对简单，只需要圆柱体的布尔运算就能实现零件程序的开发，如下为圆柱体程序段：

通过圆柱体的布尔运算，来创建航天贮箱法兰主体部分程序开发。当航天贮箱法兰主体部分需要去除圆柱孔，布尔运算Operation改为Subtract，Target为与某一个物体的布尔运算对象。

2.2 航天贮箱法兰类产品孔自动环形阵列程序开发

随着法兰外径的变化，其孔数目也将变化，在实际生产中航天贮箱法兰类产品会用到各种孔数目，此时开发出孔自动环形阵列程序是必不可少的。只需在开发出的对话框孔数量中输入一定数目值就能达到想要的效果，实现自动环形阵列的作用，如图4所示，榫槽型带颈法兰对话框孔数目一项。

航天贮箱法兰类产品孔自动环形阵列程序开发时需要如下程序段：

以带颈法兰为例，在开发出的对话框孔数目中输入数目值，实现如下变化。如图2所示。

图2 带颈法兰孔数目变化

用UG/KF语言编写的程序段实现了孔数目自动环形阵列，快速完成了孔数目的增加与减少，快速达到实际生产加工的需要，提高了建模效率。

2.3 航天贮箱法兰类产品密封槽程序开发

密封槽分为四类：榫槽、梯槽、V槽和W槽。以W槽为例，用UG/KF语言开发程序段如下：

图3 工形法兰四种密封槽

以封闭线段程序段和旋转体程序段完成密封槽的程序开发，实现快速改变密封槽尺寸，达到用户想要的效果，提高建模速度。同理，其他类型的密封槽程序开发原理一样，这里不再详述。

以工形法兰为例，分别展示四种密封槽，如图3所示。

2.4 航天贮箱法兰类产品初始化程序、更新程序开发

航天贮箱法兰类产品初始化程序：当用户需要得到某一种类型的法兰尺寸时，只需改变对话框中的原始数值。当再次打开UG软件进入航天贮箱法兰类产品快速建模系统对话框中的数值将会回到原始数值。为了使航天贮箱法兰类产品快速建模系统稳定运行，初始化对话框原始数值是必不可少的程序。

初始化程序段如下：

以榫槽型带颈法兰为例，用UG/KF语言开发出的对话框与零件，如图4所示。

图4 榫槽型带颈法兰对话框与零件

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3 结束语

针对航天企业对航天贮箱法兰类产品快速建模系统的应用需求，在分析现阶段三维建模软件绘图的基础上，利用UG/KF语言开发出符合航天企业三维模型标准件库的应用模块。本文介绍了基于知识融合技术对航天贮箱法兰类产品快速建模系统的重点程序开发，开发的航天贮箱法兰类产品快速建模系统实现了以嵌入式菜单与UG无缝集成，提高建模效率，缩短系统开发周期，提高企业生产效率，同时可作为其他零件参数化快速建模提供参考。

[1]鲁刚,朱文华,黄夫理.省煤器智能设计系统的开发及其关键技术[J].现代制造工程,2013(2).

[2]张幼军,岳清萍.知识熔接技术的研究与应用[J].沈阳工业大学学报,2007,29(1).

[3]缪丽燕.基于UG二次开发的零件设计可重用技术研究[D].青岛大学,2008,35(4).