[发明专利]一种自动计算孔位加工信息并且生成加工代码算法方法

说明书

一种自动计算孔位加工信息并且生成加工代码算法方法，属于智能制造电火花加工技术领域，针对目前航空发动机涡轮叶片制作设计过程中的气模孔位绘制以及电火花加工环节，为了解决孔位设计过程中计算角度耗时、加工代码繁琐的问题，提出的一种自动生成孔位以及加工代码的算法系统。

技术领域

本发明属于智能制造电火花加工技术领域，针对航空发动机涡轮叶片制作设计过程中的气模孔位绘制以及电火花加工环节，提供了一种自动计算孔位加工信息并且生成加工代码算法方法。

背景技术

航空发动机涡轮叶片的制造是世界各国机加工与制造领域的难点与重点，其中提高涡轮前温度是提高现代航空发动机循环效率和推动力的有效手段，由于涡轮前温度的升高速度已经远超过涡轮叶片材料所能承受的耐温极限，为了保证高温涡轮能够正常进行工作，需要采用有效的内部和外部强化换热和冷却手段。内部冷却包括扰流柱/肋，冲击力冷却，凹槽，凹坑结构等，外部冷却则是主要通过离散孔实现的气膜冷却。对于航空发动机中气模孔的特性，电火花加工为主要加工途径。

常规叶片制作过程中，在完成涡轮叶片的3维模型搭建后，工作人员为了获得加工对应孔的加工代码，需要逐个对叶片上的孔进行测量以及计算，由于孔的位置差异性较大，并且半径尺寸较小，在处理过程中十分繁琐，在获得需要的信息后，还需要根据孔本身的信息，逐个计算每个孔对应的加工代码，整个过程耗时耗力，在常规情况下，一片叶片上的孔信息计算，需要一位有熟练绘图经验的工作人员工作8-10小时，并且由于长时间单一工作，其工作效率也难以保障，并且在计算过程中还容易出现一些细小错误，并且这些错误不容易通过筛查找出，导致后续工作较为繁琐。

发明内容

本发明针对目前叶片气模孔设计过程中存在的上述问题，结合现场的实际工作情况，提出了一种自动识别计算孔位信息并且生成加工代码的算法系统。

一种自动计算孔位加工信息并且生成加工代码算法方法，含有以下步骤：

步骤1、选取零件上表面及气膜孔孔壁，根据气膜孔圆柱孔壁求得圆柱轴，轴与零件上表面的交点为入口点P₀；

步骤2、根据圆柱轴求出当前位置到垂直需要绕Z轴和Y轴旋转的角度；

步骤3、将气膜孔入口轮廓按已求出的绕Z轴和Y轴旋转的角度旋转后，得出加工时的轮廓，提取此时轮廓的最低点坐标到圆柱轴的垂足P₁’，P₀同样按绕Z轴和Y轴旋转的角度旋转得到P₀’，入口长度了L₁等于P₁’和P₀’的距离。

步骤4、将气膜孔出口轮廓按已求出的绕Z轴和Y轴旋转的角度旋转后，得出加工时的轮廓，提取此时轮廓的最高点坐标到圆柱轴的垂足点P₂’，和此时轮廓的最低点坐标到圆柱轴的垂足点P₃’，出口长度L₂等于P₂’和P₃’的距离。

步骤5、将P₂’按绕Z轴和Y轴旋转角度反向旋转到初始状态，得到出口点P₂。

步骤6、理论孔深L₃等于入口点P₀到出口点P₂的距离。

步骤7、构建以出口点P₂为起点的射线，矢量方向为入口点P₀到出口点P₂的向量，计算该射线与工件的交点，可能有多个交点，距离排序求出离出口点最近的点P₄，可延伸空间L₄等于出口点P₂和点P₄的距离。

步骤8、加工深度H＝μ₁*L₃+μ₂*L₂+h，