[发明专利]锥形薄壁高筋构件空间包络成形干涉极限判定方法

权利要求书

1.一种锥形薄壁高筋构件空间包络成形干涉极限判定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定锥形薄壁高筋构件空间包络成形干涉极限判定原则：当包络模表面一点运动过程中位于锥形薄壁高筋构件实体内部，则该点存在干涉，判定该点所在干涉曲面，得到该点干涉量，对比所有点的干涉量即得到干涉极限；

S2、建立球坐标系；将包络模顶点作为坐标原点o，以通过坐标原点的机床主轴中心线为z轴，以包络模进给方向为z轴负向，以空间点到原点的距离为r，以原点到该点的连线与正z轴之间的夹角为仰角θ，建立球坐标系

S3、确定锥形薄壁高筋构件曲面方程以及对应干涉值为d时曲面方程；

S4、确定包络模表面点坐标及其在空间包络成形过程中的轨迹点坐标

S5、确定包络模该点在包络成形过程中特征角判定准则；

S6、确定包络模表面点最大干涉曲面判定准则。

2.根据权利要求1所述的锥形薄壁高筋构件空间包络成形干涉极限判定方法，其特征在于，在所述步骤S3中，锥角为108°时薄壁高筋构件由平面组成，任取一参考平面得其平面方程为Ax+By+Cz+D＝0，对应的锥形薄壁高筋构件曲面方程为f(x，y，z)＝0，干涉曲面方程为f(x′，y′，z′)＝0；锥形薄壁高筋构件曲面方程以及对应干涉值为d时曲面方程计算如公式(1)所示：

式中，β是锥形薄壁高筋构件锥角补角的二分之一。

3.根据权利要求2所述的锥形薄壁高筋构件空间包络成形干涉极限判定方法，其特征在于，在所述步骤S4中，包络模表面点坐标计算方程如公式(2)所示，包络模表面点的轨迹点坐标计算方程如公式(3)所示：

式中，是锥形薄壁高筋构件表面点A三维球坐标，γ是包络模锥角补角的二分之一。

式中，ω是任意时刻旋转轴与正x轴夹角。

4.根据权利要求3所述的锥形薄壁高筋构件空间包络成形干涉极限判定方法，其特征在于，在所述步骤S5中，确定包络模该点在包络成形过程中特征角判定准则的方法为：

特征角包括干涉极值角与相交角；选取包络模表面任意一点N，得到干涉值随旋转轴的变化方程，由费马定理得到两个极值角ω_j1和ω_j2；通过干涉值进行干涉判定，去除筋外部的极值点，得到干涉极值角；包络模该点的包络成形轨迹与筋表面f_i(x，y，z)＝0(i＝1，2，··，6)相交与特征角ω_i1和ω_i2；干涉极值角计算方程如公式(4)所示；包络模该点的包络成形轨迹与筋表面相交角计算方程如公式(5)所示：

式中，(A_i，B_i，C_i，D_i)是筋表面f_i(x，y，z)＝0(i＝1，2，··，6)方程参数。

5.根据权利要求4所述的锥形薄壁高筋构件空间包络成形干涉极限判定方法，其特征在于，在所述步骤S6中，确定包络模表面点最大干涉曲面判定准则方法为：

选取包络模该点所在母线，当母线与构件接触时，该点所在构件曲面即为参考曲面，进而得到该点的干涉曲面方程；将得到的特征角代入公式(3)得到特征点，将特征点代入公式(1)得到干涉曲面方程，比较全部特征点的干涉曲面方程，得到该点最大干涉曲面及最大干涉值；求出包络模表面所有点的最大干涉值，比较得到锥形薄壁高筋构件空间包络成形干涉极限，若小于临界值，锥形薄壁高筋构件可以使用，否则不能生产使用。