[发明专利]航天板类零件孔特征加工方法

摘要

一种航天板类零件孔特征加工方法，其特征是先建立零件的加工坐标系，获取航天板类零件中的孔特征，并按特征类型特点进行划分，确定不同类型孔特征的加工方法，获取每一个孔特征的加工区域，确定每一个孔特征的加工驱动，获取每一个加工的驱动线，并设置辅助参数，生成完整的加工刀具轨迹。本发明生成的孔特征加工刀轨准确，能够减少数控编程的重复劳动量，提高零件的编程效率，同时能够提高零件的加工质量。

主权项

一种航天板类零件孔特征加工方法，其特征是它包括以下步骤：步骤1：输入零件实体模型，设定零件加工坐标系；步骤2：构建输入零件的全息属性面边图；全息属性面边图是零件实体模型的一种特征化表示形式；它在属性面边图的基础上扩展了零件特征的属性信息，加入了更多特征表示和供特征识别使用的边信息和面信息，其内容包括：边的信息：边的唯一标识、实边或虚边标识、曲线或直线标识、边属于内环或外环标识、相邻面角度、边角度和边长度；面的信息：面的唯一标识、实面或虚面标识、曲面或平面标识、面的主法向、相交面的数量、面的面积和面的内外环个数；利用全息属性面边图表示特征识别所需要的所有几何元素的拓扑信息及各个几何元素间的连接关系，通过引入边角度、面角度能更加精确地表达面与面之间的连接关系，其中边角度可以表示两邻接面的过渡关系，面角度可以表示两邻接面的位置关系；步骤3：获取孔特征，并将孔特征按类型特点进行划分；孔特征的获取采用自动特征识别的方法：零件实体模型的输入和加工坐标系的设定为基础上，首先获取零件实体模型中与设定加工坐标系Z轴垂直的所有水平面；提取所有水平面中具有内环的水平面，存入面列FaceList中；从面列FaceList中第i个面开始，得到内环InnerLoopList从第j个内环开始，获取内环InnerLoopList[j]所包含的所有内环边InnerEdgeList；从第k个边开始，判断当前边是凸边还是凹边，如果存在凹边，跳到步骤，否则如果全是凸边，继续；获取与凸边相连的另一个面，存入SideFaceList，如果SideFaceList全是圆弧面，跳到步骤，如果SideFaceList中存在平面，跳到步骤；获取与SideFaceList[i]连接的面FaceBottom，且保证FaceBottom不在SideFaceList中，也不是FaceList[i]，如果FaceBottom与SideFaceList[i]为凸连接，得到异型孔特征，存入异型孔列表ProfiledHoleList，否则跳到步骤；获取与SideFaceList[i]连接的面FaceBottom且保证FaceBottom不在SideFaceList中，也不是FaceList[i]，得到圆孔特征，如果FaceBottom与SideFaceList[i]为凸连接，圆孔特征添加通孔标示IsThrough=TRUE，如果FaceBottom与SideFaceList[i]为凹连接，圆孔特征添加非通孔标示IsThrough=FALSE，存入圆孔列表CircularHoleList；判断j是否小于内环InnerLoopFace的数量，如果小于，跳到步骤；判断i是否小于面列FaceList的数量，如果小于，跳到步骤；遍历完所有拥有内环的水平面，得到零件模型中的圆孔和异型孔；步骤4：通过孔特征划分的结果，确定加工方法；通过获取的孔特征信息，异型孔采用铣削的加工方法；圆孔依据工艺要求和工艺人员设定的条件，包括孔径大小和孔加工精度，通过程序确定圆孔采用钻削加工或者铣削加工；沉头孔同样依据工艺要求和工艺人员设定条件，判断采用铣削加工或者钻削和铣削复合的加工方法；步骤5：构建不同类型孔特征的加工区域；异型孔特征的几何元素组成了孔特征的加工区域，即该异型孔特征的顶面、侧面和顶面组成异型孔的加工区域；圆孔和沉头孔当底面为平面时，其加工区域也是由几何元素组成，当底面为锥面时，其加工区域是由锥面圆环所在平面和其余几何元素组成；步骤6：获取孔特征加工驱动线；孔特征加工驱动线主要依据孔特征的加工方法，当采用钻削加工时，驱动线是当前孔特征所在的轴线；当采用铣削加工时，首先依据孔特征底面和顶面之间的高度差h，结合加工的切深CD，得到驱动线的层数m；所述驱动线层数m的计算方法是：式中h为顶面和参照面之间的距离，CD为加工的刀具切深参数，为取整符号；获得驱动线的层数后，从顶面开始采用截面法，每一层驱动线所在位置的平面与孔特征的加工区域求交，得到孔特征加工区域的驱动线；步骤7：获取孔特征加工的刀位线；当采用钻削加工时，刀位线为顶面和工艺底面之间截取的驱动线部分，当底面为锥面时，工艺底面为锥面圆环所在的平面；当采用铣削加工时，依据铣削刀具的直径和工艺余量自动将驱动线沿所在平面向外偏置得到对应的刀位线；步骤8：设置不同类型孔特征的加工参数；钻削加工的主要加工参数包括钻削的速度，钻削每一个循环的深度，钻削刀具的选择，以及加工过程中的辅助加工参数；铣削加工的主要加工参数包括铣削加工的进给速度，切削宽度，刀具选择，以及辅助加工参数；步骤9：设置加工操作的进退刀，生成完整的加工刀轨；每一个孔特征添加一个加工操作，钻削加工时设置直线进刀和直线退刀；铣削加工时根据刀具直径与孔特征壁面之间的间隙，当距离间隙大于刀具直径时，采用圆弧进刀和圆弧退刀，否则采用直线进刀和直线退刀；设置完成后，每一个操作的刀位线共同组成了完整的孔特征加工刀轨。