[发明专利]基于加工特征中间状态刚性的数控编程非均匀余量配置方法

摘要

一种基于加工特征中间状态刚性的非均匀余量配置方法，该方法将根据零件几何信息和工艺树上提取的工艺信息结合，基于加工特征的加工顺序，建立加工特征的中间状态，并提出刚性衡量指标，以加工面对应壁厚与面积比来衡量加工面对应的刚性，以该刚性衡量指标作为标准，为精加工分配非均匀余量值，并自动生成加工驱动几何。本发明实现了考虑加工特征中间状态刚性的精加工余量的优化，使用非均匀余量编程方法有效提高了零件整体刚性，保证了零件的加工质量。

主权项

1.一种基于加工特征中间状态刚性的非均匀余量配置方法，其特征是根据加工特征的加工顺序，基于加工特征构建中间状态模型，考虑零件的加工特征中间状态及其刚性问题，与传统的均匀余量配置不同，为精加工合理分配非均匀余量，并自动生成加工驱动几何，实现基于加工特征中间状态刚性的非均匀余量配置，使加工过程能够保证整体刚性要求，提高加工质量；所述的加工顺序是指基于加工特征的加工顺序，通过从加工工艺树中提取的工艺信息中每个加工操作的加工特征标识符对应到零件几何的加工特征，然后通过加工操作的顺序得到加工特征的加工顺序；所述的基于加工特征构建中间状态模型的构建方法为：首先从零件最终状态模型中提取几何信息，通过分析零件的结构特征和加工特点，对零件进行加工特征分类，其次从加工工艺树中提取工艺信息，并按照加工操作中的加工特征标识符与几何特征所对应，最后根据特征加工顺序对每一次加工特征的中间状态几何依序进行构建，不同的加工顺序对应不同的中间加工状态；加工特征中间状态几何表示为粗加工后的模型减掉已加工特征的加工单元：式中PG表示当前加工特征中间状态几何，RG表示粗加工后的几何，FG_i为零件的第i个加工特征对应的精加工单元的几何，k表示当前已加工的特征数目；所述的加工特征中间状态的刚性，考虑到优化的是精加工余量，对于复杂薄壁结构件，由于壁厚较大的刚性较好，壁厚较小的刚性较差，而加工面面积较大的刚性较差，面积较小的刚性较好，因此提出刚性衡量指标ε，以当前加工特征中间状态下该加工面对应的壁厚与面积的比值衡量某一加工面的刚性；其中计算加工面所对应壁厚的方法步骤如下：步骤一：在当前加工特征中间状态模型上，计算该加工面的几何中心P₁，过该点沿法向作直线L₁；步骤二：记下L₁从P₁开始沿法向反方向第一个相交的面F₁以及L₁与F₁相交的点P₂；步骤三：计算点P₁与点P₂的直线距离，即为该加工面对应壁厚值；得到该加工面的壁厚值δ后，计算该加工面面积A，以其比值作为刚性指标，得到指标。