[发明专利]一种飞机结构件外形特征加工自动分区方法

说明书

本申请涉及飞机加工领域，具体的说是一种飞机结构件外形特征加工分区方法，该方法首先获取飞机结构件外形特征所有几何面；依据几何面属性定义对外形特征所有几何面属性进行识别，并建立几何面之间的关联关系；制定外形面分区加工原则，并对外形特征几何面进行初分区；通过考虑工艺凸台、压板等，建立外形加工干涉物同外形几何面的位置关系；依据干涉物位置对外形加工初分区结果进行二次分区，从而获得考虑凸台、压板等干涉因素的结构件外形特征加工分区结果，为外形特征加工程序自动生成提供依据。

技术领域

本申请涉及飞机加工领域，具体的说是一种飞机结构件外形特征加工分区方法。

背景技术

数控工艺设计是结构件研制中的重要环节，直接影响零件最终加工质量。作为飞机气动外形的重要组成部分，结构件外形包含大量曲面等复杂特征。此外结构件加工多采用凸台压紧方式进行装夹，导致结构件外形加工中存在多种干涉因素，使得结构件外形特征加工程序编制繁琐，主要采用“人机交互、以人为主”的计算机辅助制造模式，严重依赖人工经验、效率低、质量稳定性差。

现有专利如专利申请号为201510750777.4，申请日为2015-11-06，名称为《一种飞机模型的数控加工方法》的发明专利，其技术方案如下：本发明公开了一种飞机模型的数控加工方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、按照结构特征将飞机模型进行分区；步骤2、按照步骤1的分区分别加工飞机模型的背面，在飞机模型的背面加工工艺凸台；步骤3、按照步骤1的分区分别加工加工飞机模型的正面；步骤4、切除飞机模型背面的工艺凸台或者将飞机模型背面的加工工艺凸台加工成空速管，通过打抛光蜡或研磨剂进行表面的处理，完成飞机模型的加工。但由于飞机结构件外形特征复杂，且在编程过程中需要考虑多种干涉物，因此目前公开的自动工艺决策及加工分区方法中主要为结构件腹板、转角等特征，上述专利尚未涉及到结构件外形特征加工自动分区及工艺决策方法。

发明内容

针对飞机结构件外形特征编程过程需考虑多种干涉物，编程过程复杂，依赖人工经验，效率和质量难以保证的问题，本申请提出了一种飞机结构件外形特征加工自动分区方法，可实现外形特征加工自动分区，为外形特征自动编程提供支撑。

为实现上述技术效果，本申请技术方案如下：

一种飞机结构件外形特征加工自动分区方法，包括如下步骤：针对飞机结构件外形特征，依据几何面属性定义对外形特征所有几何面属性进行识别，并建立外形几何面之间的关联关系；依据外形面分区加工原则，对外形特征几何面进行初分区；然后获取零件工艺凸台、压板等干涉物位置及形状信息，建立干涉物同外形几何面位置关系；最后依据干涉物位置对外形加工初分区结果进行二次分区，最终获得飞机结构件外形特征加工自动分区结果。

所述的外形几何面之间的关联关系主要是指外形面同相邻其他外形面的凹凸连接关系，判断方法如下；

(1)首先依据几何面的拓扑结构获取两相邻面的连接边，并在连接边上依据端点信息得到连接边的中点O；

(2)获取相邻几何面的几何中心点P₁、P₂及中心点处的几何面法矢V₁、V₂；

(3)选取其中任一法矢为基准，如选取V₁，判断另一法矢对应几何面几何中心点P₂在法矢V₁的顺时针或逆时针方向；

(4)沿P₂所在V₁的顺时针或逆时针方向求解法矢V₁到V₂的夹角α；

(5)如果夹角α180，则两相邻面的连接关系为凹连接，否则连接关系为凸连接。

外形面分区加工原则是当外形面与邻接面的连接关系为凸连接时，则进行外形分区；