[发明专利]基于变异Voronoi Mountain的飞机复杂构件粗加工刀具选取方法

权利要求书

1.基于变异Voronoi Mountain的飞机复杂构件粗加工刀具选取方法，其特征在于：步骤如下：

步骤1)获取槽几何特性，包括槽侧壁面、槽底面、岛屿轮廓以及外轮廓；

步骤2)：建立基于变异Voronoi Mountain的45°拔模体，包括封闭槽轮廓45°拔模体和开槽轮廓45°拔模体；

步骤3)：根据45°拔模体确定最小通道和最大通道，即封闭槽、开槽的最小通道和最大通道计算；

步骤4)：确定小刀具直径D_s，即从刀具库中查找满足d≤L_min-δ的最大刀具作为小刀具，其中d为刀具直径，δ为加工余量，L_min为槽最小通道，最后获取到小刀具直径D_s；

步骤5)：判断槽最大通道L_max与最小通道L_min是否相等，若相等则当前槽直接用步骤4)得到的小刀具直径D_s进行加工，刀具选择结束；若不相等则进入步骤6)继续进行判断；

步骤6)：获取最大通道范围内的最大刀具直径D_max；

步骤7)：判断最大刀具直径D_max与小刀具直径D_s是否相同，若相同则直接采用步骤4)得到的小刀具直径D_s进行加工，刀具选择结束；否则进入步骤8)；

步骤8)：在小刀直径D_s与最大刀具直径D_max范围内按照由大到小的顺序读取可选刀具直径序列直径D₁，D₂，...，D_n，其中n为刀具序 列大小；取当前刀具D_i，i从1到n，循环执行步骤9)到步骤12)；

步骤9)：计算槽粗加工区域面积A，并根据当前选中的刀具直径D_i进行可切削区域A_m与不可切削区域面积A_un的计算；

步骤10)：读取大刀具与小刀具的切削参数，读取切削速度参数；

步骤11)：计算加工时间T_p；

步骤12)：判断当前刀具D_i是否为最小刀具D_n，若是则进入步骤13)，否则转步骤8)继续读取刀具信息；

步骤13)：取加工时间最短的刀具组合作为当前槽粗加工的刀具组合；

其中，步骤2)所述的建立基于变异Voronoi Mountain的45°拔模体方法如下：

(2.1)对于封闭槽情况，采用Veeramani和Gau提出的Voronoi Mountain，结构形式为VM(O)＝{p|p＝a+r·N，0≤r≤d(a，O)，a∈O}，其中，O表示槽的多边形实边界所包围的闭区域；d(a，O)表示闭区域O内的点a到多边形O的顶点或线段的距离，N为O的单位法向量；对于开槽情况，首先在Voronoi Mountain基础上，对其定义域重新进行约束，由实边界多边形包围的闭区域O扩展为由实边界和虚边界多边形包围的闭区域；令D表示O内一点a到实边界的各条线段的距离组成的集合，其中O表示槽的多边形边界所包围的闭区域，即D＝{d_i|d_i为O内的一点a到O实边界一条线段e_i的距离}，minD表示取D内元素的最小值，则有d(a，O)＝minD；

(2.2)不管对于封闭槽还是开槽，都以槽轮廓多边形沿轮廓区域 法线方向拉伸形成的拉伸多面体为基体，对由槽外轮廓实边界形成的侧面向内45°拔模，对由岛屿轮廓形成的侧面向外45°拔模形成拔模体，最终生成基于变异Voronoi Mountain的45°拔模体；

其中，步骤3)所述的最小通道和最大通道计算，包括封闭槽、开槽的最小通道和最大通道计算；

设e为轮廓的一条边线，A为e上一点，令

S＝{s_i|s_i为A点到轮廓上其它点的切线的垂直距离，且s_i包含在加工区域内(不包含边界)}

s_p＝minS表示取S内元素的最小值，称s_p为点A到轮廓的距离；令S_p为边线e上所有点到轮廓的距离构成的集合，即 dis＝minS_p表示取S_p内元素的最小值，则称dis为轮廓在该对应边线位置处的通道，简称通道；在槽轮廓的各位置的通道中，其中的最小值称为最小通道，最大值称为最大通道；

槽轮廓的45°拔模体中非相邻的轮廓形成侧面在顶部聚集成两种类型：当槽轮廓的45°拔模体中非相邻的轮廓形成侧面在顶部聚集成线，这种线为聚线；当槽轮廓的45°拔模体中非相邻的轮廓形成侧面在顶部聚集为一点，这种点为聚点；

(3.1)封闭槽最小通道L_min和最大通道L_max计算方法：依次找到槽中各处通道，取这些通道中的最小值为最小通道L_min，取这些通道中的最大值为最大通道L_max；封闭槽各处通道计算方法为：通道等于聚点或聚线到底面距离的两倍，其中聚线到底面的距离为聚线上点到底 面的最小值；

(3.2)开槽最小通道L_min和最大通道L_max计算方法：依次找到槽中各处通道，取这些通道中的最小值为最小通道L_min，取这些通道中的最大值为最大通道L_max；开槽各处通道计算方法为：判断聚点或聚线是否位于竖直面上，如果是，通道等于聚点或聚线到底面距离；否则通道等于聚点或聚线到底面距离的两倍，其中聚线到底面的距离为聚线上点到底面的最小值。