航空制造工程手册 计算机辅助制造工程pdf电子书版本下载

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目 录 1

第1章计算机辅助制造工程概述 1

1.1 计算机辅助制造工程的概念 1

1.2 计算机辅助制造工程的技术内容 1

1.3 计算机辅助制造工程的应用目标 3

1.4 计算机辅助制造工程的学习和应用 4

1.5 手册的内容和特点 5

第2章计算机辅助制造工程的计算机 7

环境 7

2.1 概述 7

2.1.1 系统开放性 7

2.1.4 计算机的发展方向 8

2.1.3 计算机网络 8

2.1.2 软件工程 8

2.2 硬件 9

2.2.1 计算机类型 9

2.2.1.1大、中型计算机 9

2.2.1.2小型机、工作站及RISC技术 9

2.2.1.3微型计算机 9

2.2.1.4工业计算机 9

2.2.2 外部设备 16

2.2.2.1输入设备 16

2.2.2.2输出设备 16

2.2.3 外部存贮设备 17

2.2.3.1磁存贮器 17

2.2.3.2半导体集成电路存贮器 18

2.2.4 网络与通信设备 19

2.2.3.3光存贮器 19

2.3 系统软件 20

2.3.1 操作系统 20

2.3.1.1 UNIX操作系统 20

2.3.1.2 DOS操作系统 21

2.3.2 支持软件 21

2.3.2.1编辑程序 21

2.3.2.2编译程序和解释程序 21

2.3.2.3基础图形软件系统与标准 22

2.3.2.4数据库管理系统及其产品 25

2.3.2.5窗口系统 28

2.3.2.6计算机网络与通信 30

2.3.3 语言 41

2.3.3.1程序设计语言 41

2.3.3.3仿真语言 43

2.3.3.2数据库语言 43

2.3.3.4人工智能语言 44

2.4 软件工程 44

2.4.1 软件工程规范与标准 44

2.4.2 软件开发方法 46

2.4.2.1经典开发方法 46

2.4.2.2速成原型方法 46

2.4.2.3其他方法 48

2.4.3 软件需求分析方法 48

2.4.3.1结构化分析方法 48

2.4.3.2结构化分析和设计技术（SADT） 48

2.4.3.3有限状态机方法 49

2.4.3.4 Petri网方法 49

2.4.4.3面向数据流的设计方法—— 50

2.4.4.2结构化设计方法 50

Yourdon法 50

2.4.4.1 IDEF方法 50

2.4.4 软件设计方法 50

2.4.4.4面向数据结构的设计方法——Jackson设计方法 51

2.4.4.5面向对象的设计方法 51

2.4.5 软件工具与软件工程环境 52

2.4.5.1软件工具 52

2.4.5.2软件工程环境 54

2.4.6 软件开发的组织与管理 55

2.4.6.1开发人员 55

2.4.6.2组织机构 55

2.4.6.3控制 56

2.4.6.4文档 56

2.4.6.5与用户的关系 56

2.4.7 软件质量保证组织、方法与措施 56

2.4.8 软件维护 57

第3章产品信息模型及其数据交换 58

3.1 产品定义数据在工业条件下的交换 58

3.1.1 问题提出 58

3.1.2 基本概念 59

3.1.3 产品定义数据的构成 59

3.1.4 产品定义数据的交换 60

3.1.4.1必要性 60

3.1.4.2交换方法 60

3.1.5 接口方案 60

3.1.6 产品数据交换标准的产生与发展 61

3.2 飞行器对产品定义数据的需求 63

3.2.1 PDD需求 63

3.2.2 零件控制信息 63

3.2.2.1零件及其更改的标识信息 63

3.2.2.3材料清单—BOM 64

3.2.2.2发布状态 64

3.2.2.4坐标系 65

3.2.2.5引用数据表 65

3.2.3 零件几何 65

3.2.4 零件特征 66

3.2.4.1体特征 68

3.2.4.2面特征 71

3.2.4.3车削零件特征 76

3.2.5 尺寸与公差 76

3.2.5.1两种尺寸标注与公差体系 76

3.2.5.2用相对尺寸及其公差体系标注曲面 76

3.2.5.3尺寸公差与特征的关联 76

3.2.5.4双向等值尺寸公差 76

3.2.5.5尺寸公差与结构几何关联 76

3.2.7.2处理规范 77

3.2.7.1表面处理 77

3.2.8 说明 77

3.2.6 材料信息 77

3.2.7 表面处理／处理规范 77

3.2.5.6形位公差与特征关联 77

3.2.9 PDD需求——向制造延伸 78

3.2.9.1与工装部门的接口 78

3.2.9.2 与质量保证部门的接口 78

3.2.9.3与加工部门的接口 78

3.2.10 PDD需求——向装配延伸 78

3.3 信息建模与EXPRESS 78

3.3.1 基本概念 78

3.3.1.1信息 78

3.3.1.2信息模型 79

3.3.2 模型的组织及其表示方法 79

3.3.2.1组织方法 79

3.3.2.2表示方法 80

3.3.3 建模过程 82

3.3.2.3图形和语言表示的比较 82

3.3.3.1基本对象 83

3.3.3.2关系和属性 83

3.3.3.3完善约束 84

3.3.3.4模型集成方法 84

3.3.4 建模原则 85

3.3.5 EXPRESS的特点 86

3.3.5.1关系和基数 86

3.3.5.2约束函数 87

3.3.5.3超类和子类 87

3.3.5.4模式的连接 87

3.3.5.5模型的子集及专用化 88

3.3.6 举例 88

3.3.6.1定义对象 88

3.3.6.3定义约束 89

3.3.6.2定义关系和属性 89

3.3.6.4模型的集成 90

3.4 图形数据交换规范IGES 91

3.4.1 文件结构 92

3.4.1.1 ASCII格式 92

3.4.1.2 ASCII的替代格式 96

3.4.2 IGES模型 96

3.4.2.1实体 96

3.4.2.2定义模型 98

3.4.3 前／后置处理器的设计 101

3.4.3.1设计步骤 101

3.4.3.2处理器的结构 101

3.4.4 前／后置处理器的测试 102

3.4.4.1测试判据 102

3.4.4.2测试方法 104

3.4.4.4测试分析工具 106

3.4.4.3测试数据 106

3.4.5 前／后置处理器的验收 109

3.4.6 中性文件适配系统（NFAS） 111

3.4.6.1用途 111

3.4.6.2功能 112

3.4.6.3工作原理及应用实例 112

3.4.7 IGES的问题与前景 112

3.5 产品数据的表示与交换标准 113

3.5.1 概述 113

3.5.1.1发展沿革 113

3.5.1.2 STEP的目标 114

3.5.1.3 STEP的方法学 115

3.5.1.4 STEP的结构 116

3.5.2.2 EXPRESS语言 117

3.5.2.3信息结构的图形表示 117

3.5.2 描述方法 117

3.5.2.1形式化描述的必要性 117

3.5.3 集成资源 118

3.5.3.1通用资源 118

3.5.3.2应用资源 121

3.5.4 应用协议 121

3.5.4.1 目的 121

3.5.4.2内容 121

3.5.4.3应用协议中各模型的关系 121

3.5.5 实施方法 121

3.5.5.1 STEP数据系统的四个层次 121

3.5.5.2实施方法的选用 123

3.5.5.3 STEP数据系统的实现技术 123

3.5.6 一致性测试方法与工具 126

3.5.6.1一致性含义 126

3.5.5.4 STEP数据系统的实现 126

3.5.6.2一致性测试 128

3.5.6.3一致性评估过程 129

3.5.7 STEP的应用 130

3.5.7.1实施STEP的策略 130

3.5.7.2应用举例 130

3.5.8 STEP与IGES的差异 132

第4章几何造型 133

4.1 概述 133

4.2 线架造型 134

4.2.1 基本图形 134

4.2.1.1直线 134

4.2.1.2圆、圆弧 135

4.2.1.3二次曲线 136

4.2.1.4样条曲线（参数样条曲线） 137

4.2.1.5 Bezier曲线 139

4.2.1.6 B样条曲线 141

4.2.1.7有理曲线 146

4.2.2 相关计算 148

4.2.2.1相交 148

4.2.2.2倒角 150

4.2.2.3倒圆 150

4.2.2.4等宽线 151

4.2.2.5不等宽线 151

4.2.2.6 曲线修整 151

4.2.2.7 曲线延伸 152

4.2.3 非几何信息 153

4.2.3.1线型 153

4.2.3.2尺寸与公差 153

4.2.3.3符号、西文和汉字 155

4.2.4.1投影 157

4.2.4 各类图形 157

4.2.4.2视图 159

4.2.4.3剖视图 160

4.2.4.4详图（装配图） 161

4.2.5 参数绘图 161

4.2.5.1参数绘图的用途 161

4.2.5.2参数化绘图的方法 163

4.2.6 曲线光顺 164

4.3 曲面造型 165

4.3.1 基本算法 165

4.3.1.1平面 165

4.3.1.2二次曲面 166

4.3.1.3扫描曲面 167

4.3.1.4直纹曲面 168

4.3.1.5 Bezier曲面 169

4.3.1.7 NURBS曲面 171

4.3.1.6 B样条曲面 171

4.3.1.8曲面特征 172

4.3.1.9曲面信息格式 172

4.3.2 曲面造型及相关计算 174

4.3.2.1等距曲面 174

4.3.2.2曲面与直线求交 174

4.3.2.3曲面与平面求交 175

4.3.2.4曲面与曲面求交 176

4.3.2.5两等距曲面求交 177

4.3.2.6曲面图形显示 177

4.3.2.7曲面消隐 178

4.3.2.8曲面拼接 179

4.3.2.9曲面过渡 180

4.3.2.10曲面修整 180

4.3.2.11曲面延拓 181

4.3.2.12曲面光顺 182

4.4 实体造型 183

4.4.1 实体造型的定义和应用 183

4.4.2 基本算法 184

4.4.2.1集合运算 184

4.4.2.2欧拉运算 185

4.4.3 规范化造型准则 187

4.4.4 模型构造 188

4.4.4.1 实体几何构造表示法（CSG法） 188

4.4.4.2边界表示法（B—Rep） 188

4.4.4.3单元分解和空间分割表示法 190

4.4.4.4扫描表示法 191

4.4.4.5引例和参数表示法 192

4.4.4.6实体模型的建立 193

4.4.5 模型性质 195

4.5 特征造型 197

4.5.1 特征造型原理 197

4.5.1.1特征模型 197

4.5.1.2特征描述树 197

4.5.1.3特征模型生成 198

4.5.2 特征分类 198

4.5.2.1分类 198

4.5.2.2形素 199

4.5.2.3局部特征 199

4.5.3 特征描述结构 199

4.5.3.1特征库 199

4.5.3.2面邻接超图（FAH） 199

4.5.4.2形素上的操作 200

4.5.4 特征造型操作 200

4.5.4.1合成与分解操作 200

4.5.3.3局部特征的g#表示 200

4.5.3.4制造特征属性邻接图（MFAAG） 200

4.6 几何造型发展趋势 202

第5章成组技术与计算机辅助工艺 204

过程编制 204

5.1 成组技术的基本原理 204

5.1.1 成组技术的定义 204

5.1.1.1广义定义 204

5.1.1.2机械制造成组技术的定义 204

5.1.1.3成组技术的实质 204

5.1.2 零件的相似性 204

5.2.1.3零件代码的作用 205

5.2.1.6零件分类编码系统的评价标准 205

5.2.1.5零件分类编码系统的研制方法 205

5.2.1.4分类编码系统的基本要求 205

5.2.1.2零件的编码、特征码及代码 205

5.2.1.1分类编码系统的定义 205

5.2.1 基本概念 205

5.2 零件分类编码 205

5.2.2 零件分类编码系统的结构 206

5.2.2.1总体结构 206

5.2.2.2码位问结构 206

5.2.2.3系统的信息容量 207

5.2.2.4码位内信息排列方法 207

5.2.2.5增加信息容量的方法 207

5.2.3 国内外零件分类编码系统概况 208

5.2.3.1零件分类编码系统的一般情况 208

5.2.3.2零件分类编码系统的发展趋势 208

5.2.3.3 国内外典型分类编码系统一览表 209

5.2.3.4OPITZ系统 213

5.2.3.6 BUCCS系统 214

5.2.3.5 KK—3系统 214

5.2.3.7 HFU系统 215

5.2.3.8 CFJBM系统 216

5.2.4 零件的编码方法 217

5.2.4.1人工编码 217

5.2.4.2计算机辅助编码 218

5.2.4.3零件代码的自动生成 218

5.3 零件的分组 218

5.3.1 代码分组法 218

5.3.1.1特征位法 218

5.3.1.2码域法 219

5.3.1.3特征位码域法 219

5.3.1.4计算机辅助按代码分组 219

5.3.2 生产流程分析法 221

5.3.2.1关键机床法 221

5.3.2.2单链聚类分析法 222

5.3.2.3排序聚类分析法 223

5.3.2.4键合能法 226

5.3.2.5直接聚类分析法 226

5.3.3 零件分组方法的新发展 228

5.3.3.1势函数法 228

5.3.3.2模糊聚类分析和模糊模式识别法 229

5.4 成组技术的应用与效果 230

5.4.1 成组技术的应用 230

5.4.1.1产品设计方面 230

5.4.1.2制造工艺方面 233

5.4.1.3生产组织与管理方面 238

5.4.2 成组技术的应用效果 242

5.4.2.1国外应用效果 242

5.4.2.2国内应用效果 242

5.5.2 CAPP系统的种类 243

5.5 计算机辅助工艺过程编制概述 243

5.5.1 发展计算机辅助工艺过程编制的意义 243

5.5.3 CAPP的效果 244

5.6 CAPP系统零件信息的输入 244

5.6.1 零件分类编码描述法 244

5.6.2 图形要素描述法 244

5.6.3 面向零件特征描述法 244

5.6.4 从CAD系统直接输入 245

5.6.5 零件信息描述与输入方法实例 245

5.7 CAPP系统的工艺决策 246

5.7.1 派生式CAPP工艺决策 246

5.7.1.1派生式CAPF系统的建立过程 246

5.7.1.2 派生式CAPP系统的结构与流程 246

5.7.1.3 CAPP（CAM—I）系统 246

5.7.1.5国内外典型派生式CAPP系统 250

5.7.1.4派生式CAPP的特点 250

5.7.2 创成式CAPP工艺决策 252

5.7.2.1 创成式CAPP工艺决策逻辑形式 252

5.7.2.2创成式CAPP的特点 253

5.7.2.3国内外典型创成式CAPP系统 253

5.7.3 工艺决策专家系统 255

5.7.3.1专家系统的基本概念 255

5.7.3.2知识的获取 255

5.7.3.3知识的表达 256

5.7.3.4知识的存贮 257

5.7.3.5知识的搜索 257

5.7.3.6基于知识的推理 259

5.7.3.7人工智能语言 260

5.7.3.8工艺决策专家系统方法实例 260

5.7.3.9国内外典型CAPP专家系统 262

5.8.2 工序图的生成与输出 263

5.8.1.2工序卡 263

5.8.2.1工序图的生成 263

5.8 CAPP系统的工艺文件输出 263

5.8.1.1工艺路线卡 263

5.8.1 文字输出 263

5.7.3.10 CAPP工艺决策专家系统的特点 263

5.8.2.2工序图的绘制 264

5.8.3 数控加工工序卡 264

5.9 CAPP数据库 265

5.9.1 数据库管理与数据结构 265

5.9.2 加工余量库 265

5.9.3 设备库 265

5.9.4 刀具库 266

5.9.5 夹具库 266

5.9.6 模具库 267

5.9.7 装配工具库 267

5.9.9 切削用量库 268

5.9.8 量具库 268

5.9.10 工时定额库 269

5.10 典型CAPP系统 269

5.10.1 回转体零件典型CAPP系统 269

5.10.1.1 2NHCAPP—RT系统结构 269

5.10.1.2零件信息的描述与输入 269

5.10.1.3系统的工艺决策 270

5.10.1.4工艺文件的输出 272

5.10.1.5系统数据库 272

5.10.2 飞机机加结构件CAPP系统 273

5.10.2.1运行环境 273

5.10.2.2系统结构 273

5.10.2.3零件信息的输入与描述 273

5.10.2.4系统的工艺决策 273

5.10.2.5工艺文件的输出 273

5.10.2.6系统的数据库 274

5.10.3.1运行环境 275

5.10.3.2系统结构 275

5.10.3.3零件信息的描述与输入 275

5.10.3 钣金冲压件CAPP系统（PFCAPP） 275

5.10.3.4系统的工艺决策 276

5.10.3.5工艺文件的输出 277

5.10.3.6系统的数据库 277

5.10.4 飞机装配CAPP系统 277

5.10.4.1开发环境 278

5.10.4.2系统结构 278

5.10.4.3系统的输入 278

5.10.4.6系统的数据库 279

5.10.5.1 “AO”简介 279

5.10.5 麦道飞机生产中计算机辅助“AO”和“FO”管理 279

5.10.4.5工艺文件的输出 279

5.10.4.4系统的工艺决策 279

5.10.5.2“FO”简介 281

5.10.5.3“AO”和“FO”在飞机生产中的应用 282

5.10.5.4计算机辅助“AO”和“FO”管理 282

第6章数控技术 284

6.1 概述 284

6.1.1 数控技术发展过程 284

6.1.1.1数控加工基本原理 284

6.1.1.2数控加工发展过程 284

6.1.2 数控编程软件 285

6.1.3 各类数控加工系统 285

6.1.3.1计算机数控（CNC）机床 285

6.1.3.2直接数控（DNC）系统 286

6.1.3.3柔性制造系统 286

6.2.1 绘图机类型与性能 287

6.2 数控绘图 287

6.2.2 绘图机结构与功能 288

6.2.3 绘图机指令 290

6.2.3.1绘图机指令表 290

6.2.3.2绘图机指令代码及依附介质 291

6.2.4 绘图编程 291

6.2.4.1用绘图机绘图指令编程 291

6.2.4.2用绘图语言编程 291

6.2.5 交互式绘图 293

6.2.6 交互式图形系统与绘图机软件接口的工业标准 294

6.2.7 数控绘图在我国航空工业中的应用 295

6.3 数控系统与数控设备 296

6.3.1 数控系统的组成 296

6.3.1.1控制系统 296

6.3.1.2检测系统 297

6.3.1.3伺服驱动系统 298

6.3.1.4机械传动系统 299

6.3.1.5辅助系统 299

6.3.2 数控系统的类型 300

6.3.2.1数控系统分类 300

6.3.2.2常用数控系统一览表 302

6.3.2.3可编程序控制器 303

6.3.3 数控系统的控制功能、维修及选择 304

6.3.3.1数控系统的控制功能 304

6.3.3.2控制系统的维护 305

6.3.3.3数控系统的选择 305

6.3.4 常用航空数控设备的特点和分类 306

6.3.4.1 数控金属切削机床的组成及分类 306

6.3.4.2数控钣金设备 307

6.3.4.5数控特种加工设备 308

6.3.4.4数控测量设备 308

6.3.4.3数控装配设备 308

6.4 数控编程技术 310

6.4.1 基本概念 310

6.4.1.1数控编程方式 310

6.4.1.2数控编程中的基本概念与术语 313

6.4.1.3数控编程语言 319

6.4.2 数控自动编程 322

6.4.2.1数控自动编程系统的分类 322

6.4.2.2 面型零件的数控编程 323

6.4.2.3组合曲面零件的数控编程 335

6.4.2.4数控自动编程系统一览表 348

6.4.3 数控自动编程系统的结构 350

6.4.3.1数控自动编程系统的基本要求 350

6.4.3.2数控自动编程系统的结构 353

6.4.3.3数控自动编程系统的基本技术与算法 355

6.4.4 后置处理程序的开发 364

6.4.4.1刀位文件的标准结构 364

6.4.4.2机床有关指令 366

6.4.4.3后置处理程序的结构 368

6.4.4.4模块式通用后置处理 369

第7章工业机器人 372

7.1 概述 372

7.1.1 工业机器人的发展史 372

7.1.2 工业机器人的定义、组成和分类 372

7.1.3 主要术语定义 373

7.2 工业机器人的基本结构形式 377

7.2.1 基本结构类型 377

7.2.2 工业机器人的传动机构 379

7.3.1 坐标系及变换关系 380

7.3 工业机器人的基本原理 380

7.3.2 工业机器人的齐次微分变换关系 383

7.3.3 工业机器人的动力学方程 386

7.4 工业机器人的控制系统和传感器 389

7.4.1 工业机器人的控制系统 389

7.4.2 工业机器人的驱动系统 390

7.4.3 工业机器人的传感器 391

7.5 工业机器人的编程语言 391

7.5.1 工业机器人编程语言分类 391

7.5.2 微机指令级编程语言 392

7.5.3 初始动作级编程语言 394

7.5.4 结构化编程语言 400

7.5.5 面向作业级编程语言 403

7.6.1 工业机器人的应用综述 404

7.6 工业机器人的应用及发展趋势 404

7.6.2 国外工业机器人主要制造厂商和产品 405

7.6.3 工业机器人在航空工业中的应用 413

7.6.4 工业机器人应用的安全措施 413

7.6.5 工业机器人的性能测试及验收规范 414

7.6.6 工业机器人的发展趋势 416

第8章柔性制造系统 417

8.1 概述 417

8.1.1 FMS的定义 417

8.1.2 FMS的发展及现状 417

8.1.2.1 FMS的产生和发展 417

8.1.2.2 FMS产业 418

8.1.2.3世界主要FMS供应厂家 421

8.1.3 FMS的系统结构 423

8.1.4 FMS的组成 424

8.2.1 FMS的工件运送及管理系统 425

8.2 FMS的构成单元 425

8.2.1.1物料仓库 428

8.2.1.2夹具系统 431

8.2.1.3装卸工作站 431

8.2.1.4缓冲工作站 431

8.2.1.5物料运输小车 431

8.2.2 FMS的刀具交换及管理系统 434

8.2.3 FMS的加工单元 435

8.2.4 FMS的清洗工作站 438

8.2.5 FMS的测量站 439

8.2.6 FMS的切屑清除及冷却液处理系统 440

8.2.7 FMS的单元控制器及工作站 440

控制器 440

8.2.7.1单元控制器 440

8.2.7.2工作站控制器 441

8.3.2 FMS的总体设计 442

8.3 FMS设计技术及用户规划 442

8.3.1 加工对象及生产规模的需求分析 442

8.3.3 FMS的仿真优化 445

8.3.4 FMS的技术经济效益核算 445

8.3.4.1示例的系统目标 445

8.3.4.2直接劳动工时费 449

8.3.4.3调整工时费 449

8.3.4.4间接劳动费用 450

8.3.4.5生产准备费 451

8.3.4.6场地费用 452

8.3.4.7生产维持费 452

8.3.4.8库存费 452

8.3.4.9工装夹具费用 452

8.3.4.10废品损失减少 452

8.3.4.13投资回收率ROR 453

8.3.4.11 FMS的总投资 453

8.3.4.12 FMS的总经济效益 453

8.3.4.14综合评价结论 454

8.4 FMS实施步骤 454

8.4.1 实施队伍的组织 454

8.4.2 设计评审 455

8.4.3 控制设备采购及软硬件开发项目的质量规范 455

8.4.4 厂房设计及施工 455

8.4.5 各分系统的安装调试及系统的验收试验 455

8.5 FMS在世界航空工业中的应用 455

8.5.1 FMS在飞机工业中的应用 455

8.5.2 FMS在航空发动机工业中的应用 460

8.6 FMS在国内机械制造工业中的应用 462

8.5.3 FMS在机载设备制造中的应用 462

8.7 FMS应用的技术经济效益 465

8.8 FMS的发展趋势 465

8.8.1 系统配置小型化 465

8.8.2 系统结构模块化 466

8.8.3 控制管理软件结构典型化 468

第9章计算机辅助质量管理 470

9.1 概述 470

9.1.1 计算机辅助质量管理的发展趋势 470

9.1.2 有关质量管理的几个基本概念 470

9.1.3 航空产品质量管理的特点 471

9.1.4 产品质量管理组织系统的基本职能 472

9.2.1.2计算机辅助质量信息管理 473

9.2.1.1计算机辅助质量计划编制 473

9.2.1.3计算机辅助在线质量控制 473

9.2.1 航空产品计算机辅助管理系统功能结构 473

9.2 计算机辅助质量管理软件系统结构 473

9.1.5 产品质量管理信息流程 473

9.2.2 航空产品计算机辅助质量管理系统组织结构的特点 475

9.2.2.1层次性 475

9.2.2.2分布性 476

9.2.2.3可追溯性 476

9.2.2.4正确性 476

9.2.2.5依附性 476

9.2.3 航空产品计算机辅助质量管理系统程序结构 476

9.3 计算机辅助质量计划编制 477

9.3.1 计算机辅助产品质量计划编制 477

9.3.1.1产品质量计划功能模块 477

9.3.1.2产品质量计划主要功能 477

9.3.2.1计算机辅助外购器材检测计划 478

9.3.2 计算机辅助产品检测计划编制 478

9.3.1.3产品质量计划信息组成 478

9.3.2.2计算机辅助加工过程检测计划编制 479

9.3.3 装配检测计划编制 481

9.3.4 试机过程检测计划编制 482

9.4 计算机辅助质量综合信息管理 482

9.4.1 计算机辅助质量综合管理与质量审核 482

9.4.1.1计算机辅助质量综合管理与质量审核功能模块 482

9.4.1.2质量综合管理与质量审核模块的主要功能 482

9.4.1.3质量综合管理与质量审核信息组成 483

9.4.2 计算机辅助质量指标统计与分析 483

9.4.2.1 质量指标统计与分析功能模块 483

9.4.2.2质量指标统计与分析主要功能 484

9.4.2.3 质量指标统计与分析信息组成 484

9.4.3 计算机辅助标准化信息管理 484

9.4.3.1标准化信息管理功能模块 484

9.4.4.2质量档案管理主要功能 485

9.4.4.1质量档案管理功能模块 485

9.4.4.3质量档案管理的信息组成 485

9.4.3.3标准化信息管理信息组成 485

9.4.3.2标准化信息管理模块的主要功能 485

9.4.4 计算机辅助质量档案管理 485

9.5 计算机辅助工程设计质量管理 486

9.5.1 设计质量管理 486

9.5.2 软件质量控制 486

9.5.2.1软件质量 486

9.5.2.2软件质量管理 488

9.5.3 计算机硬件的质量控制 489

9.6 计算机辅助计量器具质量管理 489

9.6.1 计量器具管理功能模块 489

9.6.2 计量器具管理模块主要功能 489

9.7.1 计算机辅助无损检测管理 490

9.7.1.1 计算机辅助无损检测管理功能模块 490

9.7 计算机辅助产品质量信息管理 490

9.6.3 计量器具管理的信息组成 490

9.7.1.2无损检测管理主要功能 491

9.7.1.3无损检测管理信息组成 491

9.7.2 计算机辅助工具、工装和设备质量管理 491

9.7.2.1工具、工装和设备质量管理功能模块 491

9.7.2.2工具、工装和设备质量管理主要功能 491

9.7.2.3工具、工装和设备质量管理信息组成 492

9.7.3 计算机辅助检验人员资格印章管理 492

9.7.3.1人员资格印章管理功能模块 492

9.7.3.2人员资格印章管理主要功能 492

9.7.3.3人员资格印章管理信息组成 492

9.7.4 计算机辅助器材质量管理 493

9.7.4.1器材质量管理功能模块 493

9.7.4.2器材质量管理主要功能 493

9.7.5.1零件生产过程质量管理 494

9.7.4.3器材质量管理信息组成 494

9.7.5 计算机辅助生产过程质量管理 494

9.7.5.2装配过程质量管理 496

9.7.5.3试飞过程质量管理 497

9.8 计算机辅助产品使用过程质量信息管理 498

9.8.1 产品使用过程质量信息管理功能模块 498

9.8.2 产品使用过程质量信息管理主要功能 498

9.8.3 产品使用过程质量管理信息组成 499

9.9 计算机辅助在线质量控制 499

9.9.1 在线质量控制的特点和功能设计方法 499

9.9.2 在线质量控制的功能模块 500

9.9.3 在线质量控制系统信息组成 501

9.10 航空产品计算机辅助质量管理信息流与运行模式 501

9.10.1 计算机辅助质量管理系统信息运行程序和信息流组成 501

9.10.2 CAQ与MIS、CAD/CAM、FMS的接口 503

9.11 航空产品计算机辅助质量管理系统计算机配置 505

9.12 麦道飞机公司质量保证系统 506

9.12.1 质量保证系统建立的原则 506

9.12.2 质量保证系统的组织机构和功能 507

9.12.3 质量保证系统文件 507

9.12.4 自动化系统 507

9.12.5 质量控制与管理系统 509

第10章管理信息系统 510

10.1 概述 510

10.1.1 制造过程的物流和信息流 510

10.1.1.1物流 510

10.1.1.2信息流 510

10.1.2.2 MIS的功能 511

10.1.2.3 MIS的结构 511

10.1.2 管理信息系统 511

10.1.2.1 MIS的意义 511

10.1.2.4 MIS的分类 512

10.1.2.5 MIS的特点 512

10.1.3 生产管理信息系统 512

10.1.3.1生产过程管理 512

10.1.3.2生产技术准备过程管理 513

10.1.3.3基本生产过程管理 513

10.1.3.4辅助生产过程管理 514

10.1.3.5生产服务过程管理 515

10.1.3.6生产作业计划管理 515

10.1.4 财务管理信息系统 516

10.1.4.1概述 516

10.1.4.2功能和范围 516

10.1.5.2功能和范围 518

10.1.5 人力资源管理系统 518

10.1.5.1概念 518

10.1.6 经营计划与决策支持系统 519

10.1.6.1经营计划系统 519

10.1.6.2经营决策支持系统 519

10.2 制造资源计划系统 522

10.2.1 MRF-Ⅱ发展过程和逻辑结构 522

10.2.1.1概念 522

10.2.1.2发展过程 522

10.2.1.3逻辑结构 523

10.2.2 主生产计划（MPS） 524

10.2.2.1企业计划系统 524

10.2.2.2 MPS功能和算法 525

10.2.3 物料清单 525

10.2.3.1概念 525

10.2.3.2 BOM的建立与维护 527

10.2.4.1概念 528

10.2.4.2功能与算法 528

10.2.4 物料需求计划（MRP） 528

10.2.5 能力需求计划 530

10.2.5.1概念 530

10.2.5.2功能 530

10.2.6 库存管理 531

10.2.6.1仓库种类和特点 531

10.2.6.2库存量的定义 531

10.2.6.3库存管理方法 532

10.2.7 车间作业管理 533

10.2.7.1概念 533

10.2.8.2功能 534

10.2.9.1引进 534

10.2.9 MRP—Ⅱ软件的引进和二次开发 534

10.2.8.1概念 534

10.2.8 产品成本管理 534

10.2.7.2功能 534

10.2.9.2二次开发 535

10.3 管理信息系统的开发方法 536

10.3.1 按系统工程要求指导MIS开发 536

10.3. MIS开发常用的几种方法 536

10.3.2.1生命周期法 536

10.3.2.2 SADT方法和IDEF方法 537

10.3.2.3原型法 538

10.3.2.4选择不同方法的原则 538

10.4 管理信息系统的开发规范 538

10.4.1 可行性研究与总体规划阶段 539

10.4.2 需求分析与概要设计阶段 540

10.4.3 详细设计阶段 542

10.4.5 系统运行、维护与评价阶段 544

10.4.4 实现与测试阶段 544

10.4.6 信息分类编码标准体系表 545

10.4.7 信息分类的基本原则和方法 545

10.4.7.1分类的基本原则 545

10.4.7.2分类的基本方法 545

10.4.7.3方法选择 545

10.4.8 编码的基本原则和方法 546

10.4.8.1编码的基本原则 546

10.4.8.2编码的基本方法 546

10.4.9 编码系统设计说明书的编写规范 546

10.4.10 信息交换的代码保证形式 547

10.4.11 编码标准注册程序的规定 547

10.4.12 项目管理规范化 547

10.5.1.1配置原则 548

10.5.1.2参考配置方案 548

10.5.1 硬件和网络配置 548

10.5 管理信息系统的支持环境 548

10.5.1.3实施步骤 552

10.5.2 数据库选型 553

10.5.2.1选型原则 553

10.5.2.2参考方案 553

10.5.2.3开放性评价 555

第11章CAD/CAM软件系统 556

11.1 概述 556

11.1.1 CAD/CAM软件系统的概念 556

11.1.2 CAD/CAM软件系统的运行环境 556

11.1.3 CAD/CAM软件系统的二次开发 556

11.1.4 CAD/CAM软件系统的配置原则 556

11.1.5 若干新技术 557

11.2.1.2产品功能模块 558

11.2.1.1软件概况 558

11.2 国外主要CAD/CAM软件系统 558

11.2.1 CATIA 558

11.2.1.3二次开发接口 560

11.2.1.4系统运行环境 560

11.2.2 UGⅡ 561

11.2.2.1软件概况 561

11.2.2.2产品功能模块 561

11.2.2.3二次开发接口 564

11.2.2.4系统运行环境 565

11.2.3 I—DEAS Master Series 566

11.2.3.1软件概况 566

11.2.3.2产品功能模块 566

11.2.3.3二次开发接口 572

11.2.4.1软件概况 573

11.2.4 EUCLID 573

11.2.3.4系统运行环境 573

11.2.4.2产品功能模块 574

11.2.4.3二次开发接口 576

11.2.4.4系统运行环境 576

11.2.5 CADDS 5 576

11.2.5.1软件概况 576

11.2.5.2产品功能模块 577

11.2.5.3二次开发接口 579

11.2.5.4系统运行环境 580

11.2.6 Pro/ENGINEER 580

11.2.6.1软件概况 580

11.2.6.2产品功能模块 580

11.2.6.4系统运行环境 583

11.3 其他CAD/CAM软件系统 583

11.2.6.3二次开发接口 583

第12章 CAD/CAM技术在飞机制造 586

中的应用 586

12.1 概述 586

12.1.1 飞机研制对应用CAD/CAM技术的需求 586

12.1.2 应用CAD/CAM技术对设计的要求 587

12.1.3 CAD/CAM中工程（设计）数据的定义和组成 588

12.1.4 飞机全机外形几何数据 590

12.1.5 飞机结构数据 592

12.1.5.1飞机结构数据的构成 592

12.1.5.2飞机结构几何数据的表示 592

12.2 飞机研制中的CAD/CAM技术 593

方案及协调路线 593

12.2.1 飞机研制应用CAD/CAM技术的总原则 593

12.2.2.1 CAD/CAM技术方案的制订 595

方案 595

12.2.2 飞机研制中的CAD/CAM技术 595

12.2.2.2 CAD/CAM方案在型号研制总方案中的地位和作用 596

12.2.3 采用CAD/CAM技术的飞机 596

制造协调路线 596

12.2.4 采用CAD/CAM技术的协调 597

路线框图 597

12.3 CAD/CAM技术应用范围 599

12.3.1 结构模线设计与绘制 599

12.3.1.1应用CAD技术设计结构模线 600

12.3.1.2数控绘制结构模线 602

12.3.1.3图模合一设计 604

12.3.1.4钣金零件的展开设计 605

12.3.1. 5结构模线的补充设计 606

12.3.2.4计算机辅助设计工艺装备 607

12.3.2.3采用CAD/CAM技术对工装图纸设计的要求 607

12.3.2.1选用数控加工工艺装备的原则 607

12.3.2 CAD/CAM技术应用于工艺装备 607

12.3.2.2采用CAD/CAM技术的工艺装备的范围 607

12.3.2.5工艺装备数控编程模型的生成和数据传递 611

12.3.2.6数控编程和加工 611

12.3.3 机加零件的数控加工与测量 612

12.3.3.1机加零件数控加工的工作流程 612

12.3.3.2选择数控机加零件的原则 612

12.3.3.3CAD/CAM技术对整体机加零件结构设计和毛坯状态的要求 614

12.3.3.4数控机加零件模型生成 615

12.3.3.5数控自动编程系统的选择 615

12.3.3.6机加零件的数控编程 615

12.3.3.7数控加工零件变形的校正及处理 617

12.3.3.8数控加工与常规加工的协调 617

12.3.3.9机加零件的数控测量 617

12.3.4.1钣金展开件的数据采集 618

12.3.4 钣金零件的CAM 618

12.3.4.2展开件计算机辅助排样 620

12.3.4.3钣金展开件数控下料 620

12.3.5 飞机导管的CAM 621

12.3.6 复合材料铺层展开及下料 621

12.3.7 飞机装配的CAM 622

12.3.8 CAD/CAM数据传递及信息流程 622

12.3.8.1 CAD/CAM数据传递 622

12.3.8.2 CAD/CAM信息流程 622

12.3.8.3工程数据的管理 622

12.3.9 质量检测和控制 624

12.3.9.1质量检测的目标 624

12.3.9.2质量检测及控制原则 624

12.3.9.3数控检测工具和手段的配置 624

12.3.10.2飞机工程数据传递形式 625

12.3.10.1转包生产中CAD/CAM技术的特点 625

12.3.10 转包生产中CAD/CAM技术的特点和内容 625

12.3.10.3对PCM图补充工艺标记 626

12.3.10.4工艺装备采用CAD/CAM技术 626

12.3.10.5整体结构件采用CAD/CAM技术 626

12.3.10.6 CAD/CAM质量保证计划 626

12.4 CAD/CAM的管理 628

12.4.1 组织管理机构 628

12.4.2 职责范围和分工 629

12.4.3 技术文件管理及制度 629

12.4.3.1 CAD/CAM信息的保密与安全制度 629

12.4.3.2软件的使用、维护及管理制度 629

12.4.4 生产管理制度 630

12.4.4.1结构模线设计和绘制的管理 630

12.4.5 CAD/CAM方案投资和效益分析 631

12.4.5.1 投资预算 631

12.4.4.3数控测量检验制度 631

12.4.4.2数控程编质量保证与检测 631

12.4.5.2 CAD/CAM效益分析 632

12.5 国内飞机行业CAD/CAM应用实例 632

第13章 计算机辅助技术在机载设备制造中的应用1 3.1 主要应用领域与要求 636

13.1.1 机载设备制造中计算机辅助技术的特点 637

13.1.1.1制造流程 637

13.1.1.2机载产品研制特点 641

13.1.2 CAGD的应用和要求 642

13.1.2.1对几何造型功能的要求 642

13.1.2.2 CAD系统配置及计算机选型要求 642

13.1.2.3 JZ—3D系统结构及二次开发方法 643

13.1.3 壳体零件GT和CAPP的应用与要求 643

13.1.3.1壳体零件成组技术（GT）的应用与要求 643

13.1.3.2 机载设备制造对CAPP的要求 645

13.1.3.3特征造型技术 646

13.1.3.4组合特征加工单元 648

13.1.4 NC技术的应用与要求 650

13.1.4.1复杂壳体的NC加工特点 650

13.1.4.2数控编程 650

13.1.4.3数控机床的选择 652

13.1.4.4刀具管理 655

13.1.4.5刀具监控 658

13.1.5 CAQ的应用与要求 659

13.1.5.1测头测量 659

13.1.5.2柔性测量单元——测量机与加工中心的集成 660

13.2 计算机辅助技术在机载设备制造中的应用和发展 665

13.2.1 国外计算机辅助技术的发展 665

13.2.2 国内机载设备厂、所计算机辅助技术的现状和发展 667

13.2.3.2发展计算机辅助技术的要点 668

13.2.3.1实施策略 668

13.2.3 实施计算机辅助技术的策略与要点 668

1 3.2.4 机载设备计算机集成制造系统（ABE—CIMS） 669

13.2.4.1 ABE—CIMS系统结构 669

13.2.4.2 ABE—CIMS运行环境 669

13.2.4.3计算机硬软件系统 669

13.2.4.4 ABE—CIMS示范工程 670

第14章计算机集成制造 676

14.1 计算机集成制造（CIM）的概念与CIMS的组成 676

14.1.1 CIM概念 676

14.1.2 CIMS的基本组成 677

14.1.3 实施CIM中的人的集成问题 677

14.1.4 集成系统的效益评价 679

14.2 CIMS开发与设计 679

14.2.2.2可行性论证的工作内容 680

14.2.2.1可行性论证的目的 680

14.2.2 可行性论证 680

14.2.1 初步提出用户需求 680

14.2.3 初步设计 682

14.2.3.1初步设计的任务 682

14.2.3.2初步设计内容 683

14.2.3.3初步设计工作步骤 685

14.2.4 详细设计 686

14.2.4.1详细设计的任务 686

14.2.4.2详细设计内容 686

14.2.4.3详细设计的工作流程 688

14.2.5 工程实施 689

14.2.5.1工程实施的主要任务 689

14.2.5.2工程实施的内容 689

14.2.5.3系统测试及其准则 690

14.2.6.2系统运行与维护的工作内容 691

14.2.6.3定义运行和生产需求的评价准则 691

14.2.6 系统运行与维护 691

14.2.6.1 系统运行与维护的任务 691

14.3 国外航空工业应用CIM概况 692

14.3.1 航空制造环境的演变 692

14.3.1.1制造依据的演变 692

14.3.1.2信息传递方式的演变 693

14.3.1.3机械加工方式的演变 694

14.3.1.4管理信息系统的演变 694

14.3.1.5航空制造系统的演变 695

14.3.2 美国空军ICAM计划 696

14.3.2.1 ICAM计划的宗旨 697

14.3.2.2 ICAM计划的内容 697

14.3.3 国外航空企业应用CIM案例 698

14.3.3.1 波音公司 698

14.3.2.3 ICAM计划的进展 698

14.3.3.2通用动力公司 703

14.3.3.3以色列飞机工业公司 707

14.4 国内CIM开发应用举例 708

14.4.1 863/CIMS主题 708

14.4.2 成都飞机工业公司CIMS应用工程的开发和实施 710

14.4.2.1 CAC CIMS工程目标 710

14.4.2.2 CAC CIMS工程体系结构 710

14.4.2.3 CAC CIMS工程实施 713

14.5 未来集成制造的展望 714

附录 715

附录A 系统功能模型建模方法 715

A1 图形表示 715

A1.1基本图形 715

A1.2箭头的不同画法及含义 716

A3 作者—读者循环 717

A2 分解步骤 717

A1.3 ICOM码 717

A1.4图表的定义 717

附录B 系统信息模型建模方法 720

B1 IDEFlx的基本要素和画法规定 720

B1.1基本要素 720

B1.2画法规定 720

B2 建模步骤 722

B2.1零阶段——设计开始 722

B2.2一阶段——定义实体 723

B2.3二阶段——定义联系 723

B2.4三阶段——定义键 724

B2.5四阶段——定义属性 730

B2.6遍历步骤 731

参考文献 732