[发明专利]一种航空钣金零件挤压型材下陷创建方法

摘要

本发明属于飞机设计技术，涉及对航空钣金零件挤压型材下陷创建方法的改进。创建下陷的步骤如下定义；标记几何元素和参数；输入下陷标准设计参数；偏置获得平面；偏置获得偏置曲面；在实体内相切连续扩展内侧面获得面列表；分割删除一侧实体；创建圆角，增厚生成下陷。本发明提出了一种改进的航空钣金零件挤压型材下陷创建方法，大大缩短了设计时间，提高了设计效率，保证了下陷的创建质量，实现了所创建下陷的规范化。

主权项

一种航空钣金零件挤压型材下陷创建方法，基于一台通用计算机和飞机设计软件CATIA，创建航空钣金零件挤压型材下陷的步骤如下：1.1、定义：下陷创建之前的钣金零件由腹板、翻边和过渡底角连接组成，腹板和翻边为平面，两者的夹角α＝45°～135°，过渡底角为圆弧形状，腹板与过渡底角的一个边缘切向连接，翻边与过渡底角的另一个边缘切向连接；创建的下陷由压制区(7)、过渡区(8)、底角压制区(9)和底角过渡区(6)组成；1.2、标记下陷创建之前的钣金零件的几何元素：将腹板上表面(1)标记为BottomPlane；将内侧面(2)标记为InnerSideLi st；将端面(3)标记为RefEndFace；根据装配设计要求创建下陷位置参考平面(4)并将其标记为PosRefPlane，该平面要求与腹板上表面和翻边内侧面垂直；1.3、在通用计算机上调出下陷创建之前钣金零件的数学模型，向数学模型中输入下陷标准设计参数：输入过渡区8长度L，下陷深度Depth，L和Depth根据装配设计要求和航标HB 0‑22‑2008获得标准参数值；1.4、偏置PosRefPlane获得平面，偏置距离为L，标记为：OffsetPlane，具体步骤为：1.4.1、获得RefEndFace的外法向，标记为：OuterVector_EF；1.4.2、偏置PosRefPlane平面，偏置距离为L；1.4.3、以PosRefPlane原点至OffsetPlane原点，构造方向ConstructVector1；1.4.4、若OuterVector_EF与ConstructVector1之间的角度小于等于90度，则将OffsetPlane反向偏置；1.5、偏置InnerSideList获得偏置曲面，偏置距离为Depth，标记为：OffsetSurface，具体步骤为：1.5.1、获得InnerSideList的外法向，标记为：OuterVector_IS；1.5.2、偏置InnerSideList曲面，偏置距离为Depth；1.5.3、以InnerSideList中点至OffsetSurface中点，构造方向ConstructVector2；1.5.4、若OuterVector_IS与ConstructVector2之间的角度大于等于90度，则将OffsetSurface反向偏置；1.6、OffsetSurface与PosRefPlane求交，交线标记为：IntersectCurve1；1.7、通过IntersectCurve1分割OffsetSurface，保留面标记为：RemainFace1，具体步骤为：1.7.1、通过IntersectCurve1分割OffsetSurface；1.7.2、以IntersectCurve1中点至RemainFace1中点，构造方向ConstructVector3；1.7.3、若OuterVector_EF与ConstructVector3之间的角度大于等于90度，则保留RemainFace1另一侧曲面；1.8、InnerSideList与OffsetPlane求交，交线标记为：IntersectCurve2；1.9、通过IntersectCurve2分割InnerSideList，保留面标记为：RemainFace2，具体步骤为：1.9.1、通过IntersectCurve2分割InnerSideList；1.9.2、以IntersectCurve2中点至RemainFace2中点，构造方向ConstructVector4；1.9.3、若OuterVector_EF与ConstructVector4之间的角度小于等于90度，则保留RemainFace2另一侧曲面；1.10、RemainFace1与RemainFace2之间添加过渡曲面，若为G0连续，则需要在IntersectCurve1与IntersectCurve2处分别添加圆角过渡，若为G1连续，则不需要，整个过渡曲面标记为：ConnectFace；1.11、结合RemainFace1、RemainFace2和ConnectFace，标记为JoinFace；1.12、在实体内相切连续扩展内侧面获得面列表，标记为：TanFaceList；1.13、使用PosRefPlane分割删除一侧实体，继续使用PosRefPlane分割删除另一侧实体；1.14、JoinFace与TanFaceList创建圆角，标记为BottomCornerList，具体步骤为：1.14.1、获得JoinFace中离腹板面最近的一系列相切连续的线，以下称为底线，标记为BottomLineList，具体步骤为：1.14.1.1、遍历JoinFace中所有面元素，提取每个面元素的外环边界FaceBoundaryLineList，将所有FaceBoundaryLineList加入列表BoundaryLineList；1.14.1.2、遍历BoundaryLineList中所有线元素，重复次数为1的线元素的集合即为JoinFace的外环边界，定义为OuterLoop；1.14.1.3、遍历OuterLoop中所有线元素，提取出距离腹板面最近的一条边，定义为NearestLine；1.14.1.4、在OuterLoop中将NearestLine删除，并将NearestLine加入列表BottomLineList；1.14.1.5、遍历BottomLineList中所有线元素，提取每个线元素的两个拓扑点，将所有拓扑点加入列表BoundaryVertexList；1.14.1.6、遍历BoundaryVertexList中所有拓扑点，重复次数为1的拓扑点的集合即为BottomLineList的边界点列表，定义为OuterVertexList，OuterVertexList中的元素个数为2，将其定义为VertexSide1和VertexSide2，分别计算出VertexSide1与VertexSide2在BottomLineList中的外切线：OuterTangentVector1与OuterTangentVector2；1.14.1.7、遍历OuterLoop中所有线元素，提取其中与BottomLineList在VertexSide1和VertexSide2处分别相切连续的线元素，分别将其加入BottomLineList，并在OuterLoop中删除；1.14.1.8、重复步骤1.14.1.5，直至在OuterLoop中找不到与BottomLineList在VertexSide1或VertexSide2处相切连续的线元素为止；1.14.2、将JoinFace沿BottomLineList外插延伸，标记为ExtraJoinFace；1.14.3、通过ExtraJoinFace对TanFaceList分割裁剪，保留TanFaceList中的主体部分，标记为：TanFaceSplit；1.14.4、通过TanFaceSplit对ExtraJoinFace分割裁剪，保留ExtraJoinFace中的主体部分，标记为：ExtraJoinSplit；1.14.5、在ExtraJoinSplit与TanFaceSplit之间生成圆角，圆角半径为钣金底角半径，结果即为BottomCornerList；1.15、将所有曲面增厚，生成实体，即为最终结果。