CN103365243B - 转角侧铣加工轨迹快速生成方法 - Google Patents

Abstract

一种转角侧铣加工轨迹快速生成方法，属于CAD/CAPP/CAM技术领域，它首先在CAM系统中通过鼠标点选零件模型中需要生成刀轨的转角面，自动构建所选转角面侧铣加工的加工区域，然后根据工艺数据库中的数据，采用自动生成和人工交互结合的方式生成转角加工工艺信息，实现加工区域和加工轨迹的快速自动生成。该转角侧铣加工轨迹生成方法的计算效率高、灵活性强，减轻了工程人员的编程工作量，同时支持单个转角和多个转角批量处理，能够满足工程人员的不同需求。

Description

转角侧铣加工轨迹快速生成方法

技术领域

本发明涉及一种CAD/CAPP/CAM技术领域，尤其是一种数控加工方法，具体地说是一种飞机结构件转角侧铣加工轨迹快速生成方法。

背景技术

飞机结构件是飞机的主要承力构件，包含框、梁、壁板等结构类型，由于飞机结构件加工质量要求高，加工周期短，主要在高档数控机床上进行数控加工。我国航空制造企业通过多年的技术改造，引进和研制了大量高价值、高使用成本的数控机床和配套设备，但设备的总体利用率不足40%，其主要原因之一就是数控编程的效率低，对于大型整体结构件，其编程时间与机床加工时间的比例达到了7:1，造成了机床能力的长时间浪费。

目前飞机结构件数控加工编程工作主要在一些商品化CAM平台上进行，如法国达索公司的CATIA，西门子的UG NX，PTC的Pro/E等。使用这些软件进行加工程序的编制时，需要人工点选大量的几何元素构造加工区域，人工设置大量加工参数，编程的工作量非常大，尤其是飞机结构件具有尺寸大，加工流程多的特点，这一编程方式非常消耗时间；另外，为减小飞机的起飞重量，在保证零件结构强度的前提下，飞机结构件通常采用等强度设计，因此在零件中形成了大量复杂加工区域，如深窄槽、闭角槽等，这些结构的加工区域无法从零件中直接获取，需要人工计算并创建辅助几何构建加工区域，难度高、工作量大，也是影响飞机结构件数控编程的重要原因之一；再者，人工编程时，由于个人疏忽、经验不足等人为因素使编程质量的稳定性较差，后期需要结合大量仿真工作进行程序优化，并且导致编程规范性不足，影响知识的积累。

目前另外一种编程方式是基于特征的自动数控编程方式，该方法通过自动识别零件中的特征信息，自动构造加工区域和选取参数，实现加工程序的自动生成，但目前这项技术并没有得到广泛应用。首先，特征识别技术难以覆盖到所有零件特征的自动识别，尤其是飞机结构件这种结构复杂的零件，经常出现无法识别、识别不完整和识别错误的情况，由于识别结果的质量低造成了编程的质量低，后期仍然需要进行大量的人工修补工作，编程效率的总体提升度不高。其次，基于特征的自动数控编程强调整体自动化，过程中无人工干预，往往难以体现工程人员合理的主观需求，因此灵活性较差。

发明内容

本发明的目的是针对利用现有的编程方式进行飞机结构件转角侧铣加工编程时效率低、质量差、灵活性不足等问题，发明一种转角侧铣加工轨迹快速生成方法。

本发明首先在CAM系统中通过鼠标点选零件模型中需要生成刀轨的转角面，以所选转角面为种子面，自动构建所选转角面侧铣加工的加工区域，然后根据工艺数据库中的数据，采用自动生成及人工输入相结合的方法得到所选转角的加工工艺信息，自动计算加工轨迹。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种转角侧铣加工轨迹快速生成方法，其特征在于步骤如下：

（1）在CAM环境下，通过鼠标点选待加工的转角面，得到一个转角面列；

（2）以所选转角面为种子面，自动构建转角侧铣加工区域；

（3）根据工艺数据库中的数据，采用自动和人工相结合的方法，进行加工工艺决策，得到所选转角的加工工艺方案；

（4）根据加工工艺方案选定CAM系统相应类型的加工操作，并将加工区域与加工参数自动赋与加工操作进行刀轨计算。

待加工的转角面通过鼠标点击模型中的转角面来获取，同时支持单个转角面和多个转角面的选取，转角面的选取不受转角的位置及属性影响，由操作人员根据实际需要自由决定。

转角面侧铣加工区域自动构建方法主要包含如下内容：

1）分别以所选转角面列中的转角面为种子面，对其进行连接面拓展，得到每个转角面相对应的连接面列，获得每个相连面与转角面的连接属性，其流程如图2所示：

①设置参考平面F，提取F上指向材料外部的法向量n。以转角面为种子面，提取出转角面的所有边作为种子边；

②根据每个种子边找到相应与种子面相邻的面，将这些相邻的面存放于面列C₀中，并求出C₀中每个面与转角面所成的边角度和面角度，其中边角度表示的是面与面的过渡关系，面角度表示的是面与面的位置关系，相应的计算方法如图3所示，其中若面角度小于180度则视两相邻面为凹连接，否则为凸连接。

2）在得到转角面的连接面列之后，根据以下转角面加工区域判定规则或构造方法，自动创建转角侧铣加工区域。转角侧铣加工区域包括：转角面C，加工起始面CS，加工终止面CE，顶面T，底面B，底角面CB（可以为空），如图4所示。其中转角面C由鼠标点选得到。

加工起始面CS和加工终止面CE的确定方法如下：

①遍历特征面列C₀中的所有面，找到面角度小于180度的面，即与转角面

呈凹连接的面，存放于面列C₁；

②提取出面列C₁中每个面与转角面的相交边，找到其中边角度为零的边，存放于C_edge1中；

③提取出C_edge1中的边，将每个边的始末点相连，将连线与转角轴线近似平行的那些边提取出来，存放于C_edge2中；

④在特征面列C₀中搜索与C_edge2中每个边相连的面，按照逆时针的顺序排列，逆时针排序规则如图4所示，其中n₁、n₂为搜索出的两个面V₁、V₂的法向量，得到n_x=n₁×n₂，判断n_x是否与参考平面F的法向量n方向相同，若同向，则V₁为加工起始面CS，V₂为加工终止面CE。

顶面T的构造方法如下：

①遍历特征面列C₀中的所有面，找到面角度大于180度的面，即与转角面呈凸连接的面，存放于面列C₂；

②提取出面列C₂中每个面与转角面的相交边，存放于C_edge中；

③取出C_edge中的边，找到边上距离参考平面F最远的点P_t,，过P_t点以n为法向做平面，则此平面为顶面T。

底角面CB的确定方法如下：

①遍历特征面列C₀中的所有面，找到面角度小于180度的面，存放于面列C₁；

②提取出面列C₁中每个面与转角面的相交边，找到其中边角度为零的边，存放于C_edge1中；

③提取出C_edge1中的边，将每个边的始末点相连，将连线与转角轴线不平行的那些边提取出来，存放于C_edge2中；

④在特征面列C₀中搜索与C_edge2中每个边相连的面，则此面为底角面CB。底面B的构造方法如下：

含底角面转角的底面B构造方法如下：

①取底角面边界上距离参考平面P距离最近的点P_b，过P_b点以n为法向做平面，则此平面为底面B。

不含底角面转角的底面B构造方法如下：

①遍历特征面列C₀中的所有面，找到面角度小于180度的面，存放于面列C₁；

②提取出面列C₁中每个面与转角面的相交边，找到其中边角度不为零的边，存放于C_edge2中；

③提取C_edge2中的边，找到边上距离参考平面F最近的点P_b，过P_b点以n为法向做平面，则此平面为底面B。

通过以上的方法可以实现只点选转角面就可以寻找到加工起始面CS、加工终止面CE、底角面CB，并自动构建出顶面T和底面B，实现加工区域的自动构建。

4、转角侧铣加工工艺决策内容及决策方法如下：

1）转角侧铣加工工艺决策内容包括：转角面侧铣加工方式、刀具参数（刀具最小刃长、刀具半径、刀具底角半径）、切深、切宽、进给、转速、加工起始及终止点、径向分层数以及转角合并加工判断。

2）转角面侧铣加工方式判断：对转角面类型进行判断，如图5所示，若转角面为非圆柱面，则选用多轴联动加工方式；若转角面为圆柱面，提取其轴线，若轴线与参考平面F的法向量n平行，则选用定轴加工方式，否则选用多轴联动加工方式。

3）刀具决策内容包含刀具最小刃长、刀具半径以及刀具底角，其确定的方法如图6所示，具体如下：

①提取顶面T至底面B在其法向上向距离D，作为刀具最小刃长d选取的参考值，满足d≥D；

②以转角面的曲率半径R作为刀具半径r选取的参考值，满足R≥r；

③若底角CB不为空，则选取带底角刀具，并且刀具底角半径cr应等于CB的曲率半径CR，即cr=CR，若底角CB为空，则选择无底角刀具；

④从刀具库中选取满足以上三个条件的刀具，若同时有多把刀具满足要求，由操作人员人工决定选择哪把刀具。

4）切深、切宽、进给及转速的决策根据零件材料及上一步所决策出来的刀具信息，从切削参数数据库中自动提取。

5）加工起始终止点可以通过人工操作的方式由工艺人员手动点选零件模型中的点来进行设置，也可通过自动决策的方式来获得。自动决策前，工艺人员输入转角处上一把加工刀具的半径R’，转角起始面与终止面的夹角为α，转角半径为R，则起始点及终止点距离转角面的距离l=(R'-R)cot(α/2)，从起始面及终止面上分别取出一点，满足点到转角面的最短距离为l，将这个两点分别作为加工起始点和终止点，此时能够保证转角加工起始及终止面处的材料完全清除，如图7所示。

6）对于角度为锐角的转角加工，为了防止刀具切削不均匀，有时需要对加工区域进行径向分层切削，分层的数量N由设定的切宽ae和材料的最大残留L决定，N=L/ae，若N为小数，则取整加1。最大残留L的求取需要结合上一把加工刀具的半径R’，转角半径R以及转角起始面与终止面的夹角α，求得 $L=R-R^{\′}+\frac{R^{\′}-R}{\sin (\mathrm{\α}/2)},$ 如图8所示。

7）如图9所示，对于同属于一个槽腔并且转角之间的距离非常小时，为避免重复加工引起的接刀痕及效率损失，需要对这样的转角进行合并加工，满足合并加工的条件如下：

①按逆时针顺序，前一转角的加工终止面与后一转角的加工起始面重合；

②按逆时针顺序，前一转角的加工终止点在后一转角的加工起始点之后；

③同时满足条件①和②，或满足条件②时，两个转角需要进行合并加工。

转角合并加工的具体操作步骤如下：

①按逆时针顺序，将两个转角面及之间的连接侧面组合成一个整体，作为新转角面C’；

②按逆时针顺序，将前一个转角面的加工起始面CS1和加工起始点P_s1作为C’的加工起始面和加工起始点，将后一个转角面的加工终止面CE2和加工终止点P_e2作为C‘的加工终止面和加工终止点。

根据转角加工方式从CAM系统中选取相应的加工操作，将构成加工区域的几何元素及工艺决策的结果自动赋到加工操作中，生成转角侧铣加工的刀具轨迹。

本发明的有益效果是：

本发明首先在CAM系统中通过鼠标点选零件模型中需要生成刀轨的转角面，自动构建所选转角面侧铣加工的加工区域，然后根据工艺数据库中的数据，可以选择自动生成或人工输入所选转角的加工工艺信息，实现加工区域和加工轨迹的快速自动生成。

本发明具有计算效率高、灵活性强，减轻了工程人员的编程工作量，同时支持单个转角和多个转角批量处理，能够满足工程人员的不同需求。

附图说明

图1为本发明的转角侧铣加工轨迹快速生成方法流程图。

图2为本发明的转角侧铣加工区域确定中特征面列的构建流程图。

图3为本发明的边角度和面角度的计算示意图，其中f₁，f₂为两个相邻的面，e为相交边，p_mid为相交边的中点，A中n₁、n₂为相邻面f₁，f₂在p_mid的法向量，选取f₁，f₂中任一面为基准面，这里选取f₁为基准面，根据右手螺旋法则确定边e的方向n_e，n₁到n₂的角度记为θ，若θ>π，则边角度为2π-θ，若θ<π，则边角度为θ；B中n₁、n₂为相邻面f₁，f₂的主法向，同样选取f₁为基准面，根据右手螺旋法则确定边e的方向n_e，n₁到n₂的角度记为θ，若θ>π，则面角度为2π-θ，若θ<π，则面角度为θ。

图4为本发明的转角侧铣加工区域的示意图，A图为有底角转角，B图为无底角转角，其中C为转角面，CS为加工起始面。CE为加工终止面，T为转角面的顶面，B为转角面的底面，CB为转角面相邻的底角面，P_t为转角面上离装夹平面最远的点，若转角有底角面，则P_b为底角面上离装夹平面最近的点；若转角无底角面则P_b为转角面上离装夹平面最近的点，n₁、n₂为加工起始面和加工终止面的法向量，n表示参考平面F的法向量；

图5为本发明的转角面侧铣的三种加工方式，其中A为转角面为非圆柱面的情况，采用多轴联动加工方式；B为转角面为圆柱面的且轴线与参考平面F的法向量n平行的情况，采用定轴加工方式；C为转角面为圆柱面的但其轴线与参考平面F的法向量n不平行的情况，采用多轴联动加工方式；

图6为本发明的刀具的选择以及加工参数的确定示意图，其中R为转角半径，r为刀具半径，CR为底角半径，cr为刀具底角半径，D为顶面T到底面B的距离，d为刀具长度；

图7为本发明的转角加工起始和终止点选取以及转角加工径向分层示意图，其中R为转角半径，R’为加工到转角的上一把刀具半径，转角起始面与终止面的夹角为α，则P_s为加工起始点，P_e为加工终止点，l为加工起始、终止点距离转角面的最短距离，L为加工残留的最大厚度；

图8为本发明的特殊转角组合的处理办法示意图，其中C1、C2为两个转角，CS1、CE1和CS2、CE2分别为两转角的加工起始面和加工终止面，P_s1、P_e1和P_s2、P_e2分别为两转角的加工起始点和加工终止点，如图中所示，两转角面的加工区域有重叠，在这种情况下，可以将两个转角加工合并为一个加工操作，将C1、CS2(CE1)、C2合并视为转角，CS1为其加工起始面，PS为其加工起始点，CE2为其加工终止面，PE为其加工终止点。这样处理可以提高转角加工效率，起到事半功倍的效果；

图9为本发明的转角侧铣加工轨迹快速生成效果图，以普通槽的转角为例，其中线M为进刀轨迹，线N为加工刀具轨迹，线O为退刀轨迹，线P为层间移刀轨迹；

图10为本发明的转角侧铣加工轨迹快速生成效果图，以普通槽需径向分层加工的锐角转角为例，本发明的径向分两层进行加工，其中线M为进刀轨迹，线N为加工刀具轨迹，线O为退刀轨迹，线P为层间移刀轨迹；

图11为转角侧铣加工轨迹快速生成效果图，以开口槽的转角为例，采用五轴机床加工，刀轨说明同普通转角加工；

图12为转角侧铣加工轨迹快速生成效果图，以闭口槽的转角为例，采用五轴机床加工，刀轨说明同普通转角加工；

图13为转角侧铣加工轨迹快速生成效果图，以特殊的转角组合为例，其中将两个相邻转角以及他们之间的侧壁部分视为一个整体转角进行加工，减少了刀轨数量，增加了转角加工处理的灵活性，提高了编程效率。

具体实施方式

下面是结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

一种转角侧铣加工轨迹快速生成方法，其流程如图1所示，它包含以下各步骤：

首先，在CAM环境下，通过鼠标点选待加工的转角面，其次，利用基于图的特征识别方法选取转角面，以选取的转角面为种子面，进行面拓展得到与转角面相对应的特征面列，再通过相应的规则对特征面列进行匹配，最终实现转角侧铣加工区域的自动构建。

下面分五个部分详述如下：

1、转角面的选取。

待加工的转角面通过鼠标点击模型中的转角面来获取，同时支持单个转角面和多个转角面的选取，转角面的选取不受转角的位置及属性影响，由操作人员根据实际需要自由决定。

2、转角侧铣加工区域的自动构建。

1）分别以所选转角面列中的转角面为种子面，对其进行连接面拓展，得到每个转角面相对应的连接面列，获得每个相连面与转角面的连接属性，其流程如图2所示：

①设置参考平面F，提取F上指向材料外部的法向量n。以转角面为种子面，提取出转角面的所有边作为种子边；

②根据每个种子边找到相应与种子面相邻的面，将这些相邻的面存放于面列C₀中，并求出C₀中每个面与转角面所成的边角度和面角度，其中边角度表示的是面与面的过渡关系，面角度表示的是面与面的位置关系，相应的计算方法如图3所示，其中若面角度小于180度则视两相邻面为凹连接，否则为凸连接。

2）在得到转角面的连接面列之后，根据以下转角面加工区域判定规则或构造方法，自动创建转角侧铣加工区域。转角侧铣加工区域包括：转角面C，加工起始面CS，加工终止面CE，顶面T，底面B，底角面CB（可以为空），如图4所示。其中转角面C由鼠标点选得到。

加工起始面CS和加工终止面CE的确定方法如下：

①遍历特征面列C₀中的所有面，找到面角度小于180度的面，即与转角面呈凹连接的面，存放于面列C₁；

②提取出面列C₁中每个面与转角面的相交边，找到其中边角度为零的边，存放于C_edge1中；

③提取出C_edge1中的边，将每个边的始末点相连，将连线与转角轴线近似平行的那些边提取出来，存放于C_edge2中；

④在特征面列C₀中搜索与C_edge2中每个边相连的面，按照逆时针的顺序排列，逆时针排序规则如图4所示，其中n₁、n₂为搜索出的两个面V₁、V₂的法向量，得到n_x=n₁×n₂，判断n_x是否与参考平面F的法向量n方向相同，若同向，则V₁为加工起始面CS，V₂为加工终止面CE。

顶面T的构造方法如下：

①遍历特征面列C₀中的所有面，找到面角度大于180度的面，即与转角面呈凸连接的面，存放于面列C₂；

②提取出面列C₂中每个面与转角面的相交边，存放于C_edge中；

③取出C_edge中的边，找到边上距离参考平面F最远的点P_t,，过P_t点以n为法向做平面，则此平面为顶面T。

底角面CB的确定方法如下：

①遍历特征面列C₀中的所有面，找到面角度小于180度的面，存放于面列C₁；

②提取出面列C₁中每个面与转角面的相交边，找到其中边角度为零的边，存放于C_edge1中；

③提取出C_edge1中的边，将每个边的始末点相连，将连线与转角轴线不平行的那些边提取出来，存放于C_edge2中；

④在特征面列C₀中搜索与C_edge2中每个边相连的面，则此面为底角面CB。底面B的构造方法如下：

含底角面转角的底面B构造方法如下：

①取底角面边界上距离参考平面P距离最近的点P_b，过P_b点以n为法向做平面，则此平面为底面B。

不含底角面转角的底面B构造方法如下：

①遍历特征面列C₀中的所有面，找到面角度小于180度的面，存放于面列C₁；

②提取出面列C₁中每个面与转角面的相交边，找到其中边角度不为零的边，存放于C_edge2中；

③提取C_edge2中的边，找到边上距离参考平面F最近的点P_b，过P_b点以n为法向做平面，则此平面为底面B。

通过以上的方法可以实现只点选转角面就可以寻找到加工起始面CS、加工终止面CE、底角面CB，并自动构建出顶面T和底面B，实现加工区域的自动构建。

3、根据工艺数据库中的数据，采用自动和人工相结合的方法，进行加工工艺决策，得到所选转角面的加工工艺方案。

1）转角侧铣加工工艺决策内容包括：转角面侧铣加工方式、刀具参数（刀具最小刃长、刀具半径、刀具底角半径）、切深、切宽、进给、转速、加工起始及终止点、径向分层数以及转角合并加工判断。

2）转角面侧铣加工方式判断：对转角面类型进行判断，如图5所示，若转角面为非圆柱面，则选用多轴联动加工方式；若转角面为圆柱面，提取其轴线，若轴线与参考平面F的法向量n平行，则选用定轴加工方式，否则选用多轴联动加工方式。

3）刀具决策内容包含刀具最小刃长、刀具半径以及刀具底角，其确定的方法如图6所示，具体如下：

①提取顶面T至底面B在其法向上向距离D，作为刀具最小刃长d选取的参考值，满足d≥D；

②以转角面的曲率半径R作为刀具半径r选取的参考值，满足R≥r；

③若底角CB不为空，则选取带底角刀具，并且刀具底角半径cr应等于CB

的曲率半径CR，即cr=CR，若底角CB为空，则选择无底角刀具；

④从刀具库中选取满足以上三个条件的刀具，若同时有多把刀具满足要求，由操作人员人工决定选择哪把刀具。

6）切深、切宽、进给及转速的决策根据零件材料及上一步所决策出来的刀具信息，从切削参数数据库中自动提取。

7）加工起始终止点可以通过人工操作的方式由工艺人员手动点选零件模型中的点来进行设置，也可通过自动决策的方式来获得。自动决策前，工艺人员输入转角处上一把加工刀具的半径R’，转角起始面与终止面的夹角为α，转角半径为R，则起始点及终止点距离转角面的距离l=(R'-R)cot(α/2)，从起始面及终止面上分别取出一点，满足点到转角面的最短距离为l，将这个两点分别作为加工起始点P_s和终止点P_e，此时能够保证转角加工起始及终止面处的材料完全清除，如图7所示。

6）对于角度为锐角的转角加工，为了防止刀具切削不均匀，有时需要对加工区域进行径向分层切削，分层的数量N由设定的切宽ae和材料的最大残留L决定，N=L/ae，若N为小数，则取整加1。最大残留L的求取需要结合上一把加工刀具的半径R’，转角半径R以及转角起始面与终止面的夹角α， $L=R-R^{\&prime;}+\frac{R^{\&prime;}-R}{\sin (\mathrm{\&alpha;}/2)},$ 如图7所示。

7）如图8所示，对于同属于一个槽腔并且转角之间的距离非常小时，为避免重复加工引起的接刀痕及效率损失，需要对这样的转角进行合并加工，满足合并加工的条件如下：

①按逆时针顺序，前一转角的加工终止面与后一转角的加工起始面重合；

②按逆时针顺序，前一转角的加工终止点在后一转角的加工起始点之后；

③同时满足条件①和②，或满足条件②时，两个转角需要进行合并加工。

转角合并加工的具体操作步骤如下：

①按逆时针顺序，将两个转角面及之间的连接侧面组合成一个整体，作为新转角面C’；

②按逆时针顺序，将前一个转角面的加工起始面CS1和加工起始点P_s1作为C’的加工起始面和加工起始点，将后一个转角面的加工终止面CE2和加工终止点P_e2作为C‘的加工终止面和加工终止点。

5、根据转角加工方式从CAM系统中选取相应的加工操作，将构成加工区域的几何元素及工艺决策的结果赋与加工操作，自动生成转角侧铣加工的刀具轨迹。

本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种转角侧铣加工轨迹快速生成方法，其特征是它包括以下步骤：

(1)在CAM环境下，通过鼠标点选待加工的转角面，得到一个转角面列；

(2)以所选转角面为种子面，自动构建转角面侧铣加工区域；

(3)根据工艺数据库中的数据，采用自动和人工相结合的方法，进行加工工艺决策，得到所选转角的加工工艺方案；

(4)根据加工工艺方案选定CAM系统相应类型的加工操作，并将加工区域与加工参数自动赋与加工操作进行刀轨计算；

所述的自动构建转角面侧铣加工区域包括以下步骤：

1)分别以所选转角面列中的转角面为种子面，对其进行连接面拓展，得到每个转角面相对应的连接面列，获得每个相连面与转角面的连接属性；

①设置参考平面F，提取F上指向材料外部的法向量n；以转角面为种子面，提取出转角面的所有边作为种子边；

②根据每个种子边找到相应与种子面相邻的面，将这些相邻的面存放于面列C₀中，并求出C₀中每个面与转角面所成的边角度和面角度，其中边角度表示的是面与面的过渡关系，面角度表示的是面与面的位置关系，若面角度小于180度则视两相邻面为凹连接，否则为凸连接；

2)在得到转角面的连接面列之后，根据以下转角面加工区域判定规则或构造方法，自动创建转角侧铣加工区域；转角侧铣加工区域包括：转角面C，加工起始面CS，加工终止面CE，顶面T，底面B和底角面CB，底角面CB为空；其中：

转角面C由鼠标点选得到；

加工起始面CS和加工终止面CE的确定方法如下：

①遍历特征面列C₀中的所有面，找到面角度小于180度的面，即与转角面呈凹连接的面，存放于面列C₁；

②提取出面列C₁中每个面与转角面的相交边，找到其中边角度为零的边，存放于C_edge1中；

③提取出C_edge1中的边，将每个边的始末点相连，将连线与转角轴线近似平行的那些边提取出来，存放于C_edge2中；

④在特征面列C₀中搜索与C_edge2中每个边相连的面，按照逆时针的顺序排列，搜索出的两个面V₁、V₂的法向量n₁、n₂，得到n_x＝n₁×n₂，判断n_x是否与参考平面F的法向量n方向相同，若同向，则V₁为加工起始面CS，V₂为加工终止面CE；

顶面T的构造方法如下：

①遍历特征面列C₀中的所有面，找到面角度大于180度的面，即与转角面呈凸连接的面，存放于面列C₂；

②提取出面列C₂中每个面与转角面的相交边，存放于C_edge中；

③取出C_edge中的边，找到边上距离参考平面F最远的点P_t，过P_t点以n为法向做平面，则此平面为顶面T；

底角面CB的确定方法如下：

①遍历特征面列C₀中的所有面，找到面角度小于180度的面，存放于面列C₁；

②提取出面列C₁中每个面与转角面的相交边，找到其中边角度为零的边，存放于C_edge1中；

③提取出C_edge1中的边，将每个边的始末点相连，将连线与转角轴线不平行的那些边提取出来，存放于C_edge2中；

④在特征面列C₀中搜索与C_edge2中每个边相连的面，则此面为底角面CB；

底面B的构造方法如下：

含底角面转角的底面B构造方法为：

取底角面边界上距离参考平面P距离最近的点P_b，过P_b点以n为法向做平面，则此平面为底面B；

不含底角面转角的底面B构造方法为：

①遍历特征面列C₀中的所有面，找到面角度小于180度的面，存放于面列C₁；

②提取出面列C₁中每个面与转角面的相交边，找到其中边角度不为零的边，存放于C_edge2中；

③提取C_edge2中的边，找到边上距离参考平面F最近的点P_b，过P_b点以n为法向做平面，则此平面为底面B；

通过以上的操作即可实现只点选转角面就可以寻找到加工起始面CS、加工终止面CE、底角面CB，并自动构建出顶面T和底面B，实现加工区域的自动构建。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的待加工的转角面通过鼠标点击模型中的转角面来获取时时支持单个转角面和多个转角面的选取，转角面的选取不受转角的位置及属性影响，由操作人员根据实际需要自由决定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的转角侧铣加工工艺决策内容及决策方法如下：

1)转角侧铣加工工艺决策内容包括：转角面侧铣加工方式、刀具参数、切深、切宽、进给、转速、加工起始及终止点、径向分层数以及转角合并加工判断，刀具参数包括刀具最小刃长、刀具半径及刀具底角半径；

2)转角面侧铣加工方式判断：若转角面为非圆柱面，则选用多轴联动加工方式；若转角面为圆柱面，提取其轴线，若轴线与参考平面F的法向量n平行，则选用定轴加工方式，否则选用多轴联动加工方式；

3)刀具决策内容包含刀具最小刃长、刀具半径以及刀具底角，刀具决策方法为：

①提取顶面T至底面B在其法向上向距离D，作为刀具最小刃长d选取的参考值，满足d≥D；

②以转角面的曲率半径R作为刀具半径r选取的参考值，满足R≥r；

③若底角CB不为空，则选取带底角刀具，并且刀具底角半径cr应等于CB的曲率半径CR，即cr＝CR，若底角CB为空，则选择无底角刀具；

④从刀具库中选取满足以上三个条件的刀具，若同时有多把刀具满足要求，由操作人员人工决定选择哪把刀具；

4)切深、切宽、进给及转速的决策根据零件材料及上一步所决策出来的刀具信息，从切削参数数据库中自动提取；

5)加工起始终止点可以通过人工操作的方式由工艺人员手动点选零件模型中的点来进行设置，也可通过自动决策的方式来获得；自动决策前，工艺人员输入转角处上一把加工刀具的半径R’，转角起始面与终止面的夹角为α，转角半径为R，则起始点及终止点距离转角面的距离l＝(R'-R)cot(α/2)，从起始面及终止面上分别取出一点，满足点到转角面的最短距离为l，将这个两点分别作为加工起始点和终止点，此时能够保证转角加工起始及终止面处的材料完全清除；

6)对于角度为锐角的转角加工，为了防止刀具切削不均匀，有时需要对加工区域进行径向分层切削，分层的数量N由设定的切宽ae和材料的最大残留L决定，N＝L/ae，若N为小数，则取整加1；最大残留L的求取需要结合上一把加工刀具的半径R’，转角半径R以及转角起始面与终止面的夹角α，求得 $L=R-R^{\&prime;}+\frac{R^{\&prime;-R}}{\sin (\mathrm{\&alpha;}/2)};$

7)对于同属于一个槽腔并且转角之间的距离非常小时，为避免重复加工引起的接刀痕及效率损失，需要对这样的转角进行合并加工，满足合并加工的条件如下：

①按逆时针顺序，前一转角的加工终止面与后一转角的加工起始面重合；

②按逆时针顺序，前一转角的加工终止点在后一转角的加工起始点之后；

③同时满足条件①和②，或满足条件②时，两个转角需要进行合并加工；

转角合并加工的具体操作步骤如下：

①按逆时针顺序，将两个转角面及之间的连接侧面组合成一个整体，作为新转角面C’；

②按逆时针顺序，将前一个转角面的加工起始面CS1和加工起始点P_s1作为C’的加工起始面和加工起始点，将后一个转角面的加工终止面CE2和加工终止点P_e2作为C‘的加工终止面和加工终止点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是根据转角加工方式从CAM系统中选取相应的加工操作，将构成加工区域的几何元素及工艺决策的结果自动赋到加工操作中，生成转角侧铣加工的刀具轨迹。