CN102332049B - 钣金件工艺耳片快速设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钣金件工艺耳片快速设计方法，包括以下步骤：1、钣金件边界L信息的获取；2、耳片和零件公共边界Lp的计算；3、钣金件工艺耳片设计结构树的构建；4、钣金件工艺耳片草图参数化设计；5、参数修改后钣金件工艺耳片草图自动更新；6、生成钣金件工艺耳片。该方法通过钣金件制造数模生成过程中耳片快速添加的算法，通过该算法可以在任何CAD环境下开发相应的软件，从而实现耳片的快速添加。
Description
技术领域
本发明涉及一种钣金件工艺耳片快速设计方法，即数字化制造中钣金工艺信息快速添加的方法。
背景技术
在飞机制造领域，数字化制造局减取代了传统的以标准工装为依据的模拟量传递的制造方法。数字化制造中制造依据是设计部门提供的工程数据集，而这些工程数据集中的数模主要反映了零件的几何信息和部分制造信息，在制造过程中需要的信息由企业工艺部门添加到零件数模上形成制造数据集。比如对钣金件一般通过成形方法制造，其中包括展开毛坯、成形方法确定、工艺耳片添加、工艺余量添加、回弹修正等很多工作。对于新机研制过程中生产准备周期较长，不能满足要求，需要在各个工艺环节节约时间。目前工艺耳片添加由工艺人员通过CAD软件手工操作完成，操作过程繁琐，使工艺准备时间长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种钣金件工艺耳片快速设计方法，该方法通过钣金件制造数模生成过程中耳片快速添加的算法，通过该算法可以在任何CAD环境下开发相应的软件，从而实现耳片的快速添加。
为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种钣金件工艺耳片快速设计方法，包括以下步骤：
1） 钣金件边界L信息的获取；
2） 耳片和零件公共边界Lp的计算；
3） 钣金件工艺耳片设计结构树的构建；
4）钣金件工艺耳片草图参数化设计；
5）参数修改后钣金件工艺耳片草图自动更新；
6）生成钣金件工艺耳片。
所述的钣金件边界信息的获取具体为：添加耳片的边界的一条边界线，边界面F自动获取；耳片位置控制点P比率Rp参数和耳片外形参数的获取。
所述的耳片和零件公共边界Lp的计算的主要内容为：根据耳片位置控制参数和获取的边界计算耳片的位置，根据耳片参数和获取的耳片的边界的一条边界线、边界面计算耳片和零件公共边界的端点PS，PE，并通过此端点将截取公共边界LP作为耳片草图的元素之一其中PS,PE由耳片初始草图于零件边界相交得到。
所述的钣金件工艺耳片设计结构树的构建的主要包括工艺信息和工艺作图信息两部分；工艺信息包括4个节点，自顶而下一次为工艺信息、孔信息、孔类型信息、具体信息；工艺作图信息根据耳片作图过程安排节点，主要包括两级，第一级为工艺信息作图过程，第二级为草图、结合、点等具体的信息。
所述的钣金件工艺耳片草图参数化设计包括根据耳片类型、耳片构成元素之间存在不同的几何约束关系、获取的参数绘制草图，其中草图由关键点Pi（i＝1，2，…n）控制，n值根据耳片类型的不同而不同，则Pi＝F偏移【P,f约束关系（i），F】，最终耳片草图S满足公式
S＝FcreateLine【P1,P2, …PN】=【L,RP,F】。
所述的生成钣金件工艺耳片为耳片草图生成实体耳片D，D＝F拉伸【S,H】，H为实体厚度。
本发明对钣金件工艺耳片进行了知识化、规范化、标准化、参数化，根据本阀门开发的软件应用于钣金三维工艺设计，钣金件工艺耳片设计效率提高一倍以上，从而缩短了制造工艺准备周期。
附图说明
图1为钣金件工艺耳片快速设计方流程图。
图2为钣金件边界信息获取示意图。
图3为耳片和零件公共边界示意图。
图4为钣金件工艺耳片设计结构树。
图5为耳片关键点的示意图。
图6为耳片草图自动更新示意图。
图7为生成耳片实体结构示意图。
具体实施方式
下面配合附图进行实施例说明，本实施是在以本发明方案的前提下进行实施，给出了详细实施方式和具体实施过程，但本发明不局限于下述实例。
本发明是建立在CAD平台上，实现钣金件工艺耳片快速设计的一种方法。
图1为钣金件工艺耳片快速设计方法流程图，具体的包括以下步骤：
1） 钣金件边界信息获取的主要内容包括：添加耳片的边界的一条边界线、边界面F的自动获取；耳片位置控制点P比率Rp参数和耳片外形参数的获取，其数据的获取来自耳片参数数据库。耳片位置计算公式如下：P＝FcreatePt【L，RP】，即按比率RP零件边界L上生成耳片位置控制点P。
如图2所示，图中L曲线L方程：y=3x2+6,其端点坐标：（-3,33），（2,18），P（Xp，Yp），RP=50%，求出曲线总长 
，P到端点的距离
，由P=FCreatePt[L，RP]得：
其中钣金件边界线、边界面通过鼠标拾取获取，耳片位置比例系数通过输入得到，耳片参数有耳片参数数据库自动获取。
2）耳片和零件公共边界Lp的计算；
根据耳片位置控制参数和获取的边界计算耳片的位置，根据耳片参数和获取的耳片的边界的一条边界线、边界面计算耳片和零件公共边界的端点PS，PE，并通过此端点将截取公共边界LP作为耳片草图的元素之一，其中Lp的计算方法满足关系式：Lp＝F分割【PS,PE,L】，其中PS,PE由耳片初始草图于零件边界相交得到。
如图3所示，PS（-2，18），PE（1，9）；
Lp的方程为：y=3X2+6（-2≤x≤1，9≤y≤18）
3）钣金件工艺耳片设计结构树的构建：
主要包括工艺信息和工艺作图信息两部分，如图4所示，工艺信息包括4个节点，自顶而下一次为工艺信息、孔信息、孔类型信息、具体信息（孔参数、孔轴线、耳片轮廓）；工艺作图信息根据耳片作图过程安排节点，主要包括两级，第一级为工艺信息作图过程，第二级为草图、结合、点等具体的信息。
根节点为固定的名称：工艺信息，第二级节点为固定名称：孔信息，第三级节点为孔类型，可以是装配孔、销钉孔、定位孔等之一，第四级节点为耳片的特征信息，此级为多节点，包括孔径、轴线、耳片轮廓等。
4）钣金件工艺耳片草图参数化设计，包括根据耳片类型、耳片构成元素之间存在不同的几何约束关系、获取的参数绘制草图，调研CAD中的函数绘制草图，通过预览功能查看草图。其中草图由关键点Pi（i=1,2，……，n）控制，n值根据耳片类型的不同而不同。则Pi=[P，f约束关系（i），F]。最终的耳片草图S满足公式：S=FCreateLine[P1，P2，……，P]=[L，RP，F]。
如图5所示，各个关键点在局部坐标系下的关系如表所示：R表示大圆弧半径，r表示小圆弧半径，D表示工艺孔直径，L表示孔心距零件边界距离。以上参数均为可控参数，图中R=12，r=5，L=8。
| 关键点 | 坐标 | 关键点 | 坐标 |
| P | （0,0） | P4 | (12,8) |
| P1 | （-17,0） | P5 | (12,5) |
| P2 | （-12,5） | P6 | (17,0) |
| P3 | （-12,8） | P7 | (0,8) |
根据直线方程和圆的标准方程：
y=ax+b;
(x-a)2+(y-b)2=R2
在已知两端点坐标或圆弧的圆心坐标的情况下，通过列出方程组即可以求出直线或圆弧的方程。最终分别求出关键点两两之间的弧线方程最终绘制出图形。
5）参数修改后钣金件工艺耳片草图自动更新，包括根据获取的心得参数更新草图，当对预览的草图不满意时，通过界面窗口修改耳片位置参数或耳片参数，重新预览草图，实现草图的更新，如图6所示。
6）生成钣金件工艺耳片，根据耳片草图生成实体耳片D，并根据草图生成三维实体耳片，同时D满足公式：D=F拉伸[S，H]，H为实体厚度，如图7所示。
Claims (2)
1.一种钣金件工艺耳片快速设计方法，其特征在于包括以下步骤：
1）钣金件边界L信息的获取：所述的钣金件边界信息的获取具体为：添加钣金件工艺耳片的边界的一条边界线，边界面F自动获取；钣金件工艺耳片位置控制点P的比率Rp参数和钣金件工艺耳片外形参数的获取；
2）钣金件工艺耳片和钣金件公共边界Lp的计算：根据钣金件工艺耳片位置控制参数和获取的边界计算钣金件工艺耳片的位置，根据钣金件工艺耳片外形参数和获取的钣金件工艺耳片的边界的一条边界线、边界面计算钣金件工艺耳片和钣金件公共边界的端点PS，PE，并通过此端点将截取公共边界LP作为钣金件工艺耳片草图的元素之一，其中PS,PE由钣金件工艺耳片初始草图与钣金件边界相交得到；
3）钣金件工艺耳片设计结构树的构建：包括工艺信息和工艺作图信息两部分；工艺信息包括4个节点，自顶而下依次为工艺信息、孔信息、孔类型信息、具体信息，具体信息包括孔参数、孔轴线、耳片轮廓；工艺作图信息根据钣金件工艺耳片作图过程安排节点，包括两级，第一级为工艺信息作图过程，第二级为具体的信息包括草图、结合、点；
4）钣金件工艺耳片草图参数化设计：包括根据钣金件工艺耳片类型、钣金件工艺耳片构成元素之间存在不同的几何约束关系、获取的参数绘制草图，其中草图由关键点Pi（i＝1，2，…n）控制，n值根据钣金件工艺耳片类型的不同而不同，则Pi＝F偏移（P,f约束关系（i），F），最终钣金件工艺耳片草图S满足公式
S＝FcreateLine（P1,P2, …Pn）=（L,RP,F）；
5）参数修改后钣金件工艺耳片草图自动更新；
6）生成钣金件工艺耳片。
2.如权利要求1所述的钣金件工艺耳片快速设计方法，其特征在于：所述的生成钣金件工艺耳片为根据钣金件工艺耳片草图生成实体钣金件工艺耳片D，D＝F拉伸（S,H），H为实体钣金件工艺耳片D的厚度。
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