[发明专利]一种基于近似曲率的型腔曲面动态快速构造方法

权利要求书

1.一种基于近似曲率的型腔曲面动态构造方法，其特征在于，方法包括以下步骤：

步骤(1)：输入待构造的型腔曲面，使用柔性基体装置进行构造；

步骤(2)：输入柔性基体装置中基体结构的规格化参数；所述的基体结构是正四棱柱结构的用于型腔曲面构造的基本单元，柔性基体装置是由多个基体结构构成，基体结构包含有基体顶端和基体下端，基体顶端能够更换；

步骤(3)：对输入型腔曲面进行分析，求取型腔曲面上不同位置的近似曲率k；

步骤(4)：对型腔曲面的平面维度对柔性基体装置进行动态构造，确定柔性基体装置中基体结构的横截面规格选用、各个横截面规格对应的基体结构的数量以及基体结构的总数量；

步骤(5)：对型腔曲面的法向维度对柔性基体装置进行动态构造，确定各所选柔性基体装置中基体结构的高度规格H；

步骤(6)：对按照步骤(4)和步骤(5)动态构造后获得的柔性基体装置的顶部进行机加工修整，得到型腔曲面结构；

(3.1)将输入型腔曲面以平面维度进行网格化，平面维度是由相垂直的x方向与y方向构成，网格的实际形状为空间四边形，网格投影到平面维度上为正方形，网格投影到平面维度上后正方形的边长为最小横截面规格的基体结构的边长，且各个网格投影后正方形的边长均相同；

(3.2)计算每一个网格分别沿平面维度的x方向与y方向上的近似曲率xt与yt，公式为：

其中，F(P)为型腔曲面在一P点处的高度值，l为网格投影到平面维度上后的正方形的边长，P_j0表示第j个网格的中心点，P_j1、P_j2、P_j3、P_j4分别表示投影到平面维度上后的网格四条边的中点；

(3.3)最后根据x方向的近似曲率xt与y方向的近似曲率yt计算第j个网格的总近似曲率k，公式如下：

k＝max(|xt|，|yt|)

其中，max()为取最大值函数；

通过上述步骤(3.1)-(3.3)得到型腔曲面上每一个网格的总近似曲率；

所述步骤(4)中，对型腔曲面近似曲率的平面维度进行动态构造，根据型腔曲面不同网格内的总近似曲率不同，按照总近似曲率k值从大到小的顺序划分为n个近似曲率标准k₁、k₂、k₃、k₄、……，将所有n个近似曲率标准在型腔曲面上做n条曲率分界线，从而将型腔曲面分为n+1个区域，进而对每个区域进行判断设置：

若k≤k₁，k表示当前区域的总近似曲率，则采用最大横截面规格的基体结构进行填充；

若k₁＜k≤k₂，则在当前区域中采用第二大横截面规格的基体结构进行填充；

若k₂＜k≤k₃，则在当前区域中采用第三大横截面规格的基体结构进行填充；……

若k_n-1＜k≤k_n，则在当前区域中采用第二小横截面规格的基体结构进行填充；

若k_n≤k，则在当前区域中采用最小横截面规格的基体结构进行填充；

在当前区域中，每填充一个基体结构后，将当前区域中余下未填充的区域和当前区域中所要填充的基体结构的横截面规格比较，进行以下判断：

若当前区域中余下未填充的区域占据大于当前区域中所要填充的基体结构的横截面规格的0.8倍，且形状能够使基体填充下，则采用当前区域中所要填充的基体结构进行进一步填充；

否则认为当前区域中余下未填充的区域为填充完成后的空隙，采用比当前区域中所要填充的基体结构的横截面规格更小规格的基体结构进行填充，直到无法再填充入更小规格的基体结构；

在采用当前区域中所要填充的基体结构进行填充时，在相邻区域之间的交界处，当前区域用当前基体结构填充后，当前基体结构位置的截面积大部分落在和当前区域相邻的另一区域中，则改用比当前区域中所要填充的基体结构的横截面规格更小规格的基体结构。