CN104199384A - 一种基于特征的机匣凸台轮廓铣削加工轨迹快速生成方法 - Google Patents

一种基于特征的机匣凸台轮廓铣削加工轨迹快速生成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于特征的机匣凸台轮廓铣削加工轨迹快速生成方法,属于CAM技术领域。该方法首先读取机匣模型和机匣凸台特征信息,分析凸台结构特点,结合工艺规则库,自动构建柱状凸台和锥状凸台轮廓铣削加工驱动,然后根据加工资源库中的数据,可以选择自动生成或人工输入所需加工凸台的加工工艺信息,快速自动生成加工轨迹。该机匣凸台轮廓铣削加工轨迹生成方法计算效率高、正确率高,程序规范性强,有效减少重复工作量,同时支持单个和多个凸台的批量处理,灵活性强,能够满足工程人员的不同需求。

Description

一种基于特征的机匣凸台轮廓铣削加工轨迹快速生成方法
技术领域
本发明涉及一种CAM技术,尤其是一种航空发动机机匣的数控加工方法,具体地说是一种基于特征的航空发动机机匣凸台轮廓铣削加工轨迹快速生成方法。
背景技术
航空发动机是飞机的动力之源,随着航空发动机推重比的日益提高,不仅对航空发动机机匣的结构设计提出了更高的要求,对机匣的制造也提出更高的挑战,目前机匣多采用钛合金、高温合金等耐高温、难切削材料;结构上以转轮毂面为主体周向分部柱状岛屿凸台,零件最薄处仅为2-3mm厚,属多岛屿复杂薄壁结构件。在机匣数控加工中,由于其结构复杂、精度要求高,对于编程工艺人员的经验依赖性很强。目前航空发动机机匣的数控加工编程工作主要在一些商品化CAM平台上进行,如西门子的UG NX,PTC的Pro/E等。在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,需要人工设置大量加工参数,编程的工作量非常大,例如在机匣凸台轮廓铣削程序编制中,需要根据每个凸台的结构进行单独程序编制,重复工作量大,另外在人工编程时,往往由于人为疏忽、经验不足等人为因素导致编程质量的稳定性较差,后期需要结合大量的仿真工作进行程序的优化,导致编程规范性不足,效率低下,知识的积累性差。
鉴于以上问题急需一种能够自动快速生成凸台轮廓铣削加工轨迹的方法,在申请号为201410188103.5,发明名称为“航空发动机机匣特征识别方法”的中国专利中,对机匣零件进行了特征定义和特征识别,将机匣零件识别为一系列环形槽特征和凸台特征的组合,为本发明的提出打下了坚实的基础。
本发明提出了一种基于特征的机匣凸台轮廓铣削加工轨迹快速生成方法,属于CAM技术领域。该方法首先读取机匣模型和机匣凸台特征信息,分析凸台结构特点,结合工艺规则库,自动构建柱状凸台和锥状凸台轮廓铣削加工驱动,然后根据加工资源库中的数据,可以选择自动生成或人工输入所需加工凸台的加工工艺信息,快速自动生成加工轨迹。该机匣凸台轮廓铣削加工轨迹快速生成方法,可以实现柱状和锥状凸台轮廓轨迹自动生成,且计算效率高、正确率高,程序规范性强,知识重用性高,有效减少重复工作量,同时支持单个和多个凸台的批量处理,灵活性强,能够满足工程人员的不同需求。
发明内容
本发明针对目前CAM系统中缺少对航空发动机机匣凸台轮廓铣削加工的自动刀轨生成模式,以及现有加工编程效率低、质量差、灵活性不足等问题,发明一种基于特征的机匣凸台轮廓铣削加工轨迹快速生成方法。
本发明的技术方案是:
一种基于特征的机匣凸台顶面铣削加工轨迹快速生成方法,其特征在于它包含以下步骤:
步骤1:在CAM环境下,通过自动读取机匣凸台特征信息或手动点选面的方式,得到一个或多个凸台特征信息;
步骤2:基于每个凸台特征信息,分析凸台结构特点将凸台分为柱状凸台和锥状凸台两类,并结合工艺规则库,自动构建凸台轮廓铣削加工驱动元素;
步骤3:根据加工资源库中的数据,采用自动和人工相结合的方法,针对柱状凸台和锥状凸台两种情况进行加工工艺决策,得到凸台轮廓铣削的加工工艺方案;
步骤4:结合柱状凸台轮廓加工驱动和加工方案,自动调用CAM软件中成熟的操作方式,将柱状凸台侧面铣削加工驱动元素及加工参数自动设置到对应操作中,并自动计算刀轨、生成柱状凸台定轴轮廓精加工轨迹。
步骤5:结合锥状凸台轮廓加工驱动和加工方案,自动调用CAM软件中成熟的操作方式,将锥状凸台侧面铣削加工驱动元素及加工参数自动设置到对应操作中,并自动计算刀轨、生成锥状凸台五轴联动轮廓精加工轨迹。
如步骤1所述方法,每个凸台特征信息主要包含:凸台的顶面、侧面、底角面和底面。本发明提供自动和手动两种方式获得凸台特征信息,并且两种方式都支持单个和多个凸台特征信息的提取或点选,可由操作人员根据实际需要自由决定。
1)自动获得凸台特征面列:通过读取机匣特征识别结果,自动从特征识别结果文件中提取出所需凸台的顶面信息。
2)手动获得凸台特征面列:通过人工点选模型中的凸台的顶面作为所需加工的凸台顶面;
3)以凸台顶面外环寻找与顶面呈凸连接的面,即凸台侧面,并以凸台侧面进行面拓展找到凸台的底角面,以底角面进行面拓展找到凸台底面,最终得到完整凸台特征信息。
如步骤2所述方法,凸台轮廓铣削加工驱动自动构建主要包含柱状凸台和锥状凸台两种加工驱动构建,具体如下:
1)分析凸台结构特点,针对当前航空发动机机匣的凸台结构主要有柱状和锥状两种类型,通过对凸台侧面进行分析,提取所有侧面的UV参数线,将与对应顶面外环边方向相近的参数线定为U线,比较所有V线的的方向,如果方向相同,则为柱状凸台,否则为锥状凸台,并且柱状凸台和锥状凸台按照凸台与环形槽相交的情况还分为非孤岛凸台以及孤岛凸台两个子类。
2)结合工艺规则库可知,柱状凸台多采用定轴沿轮廓铣削加工方式,其加工驱动主要包含凸台顶面外环驱动线,凸台驱动底面以及刀轴方向,对于柱状孤岛凸台其顶面外环驱动线由凸台顶面与侧面共用外环边获得,驱动底面由凸台底面获得,刀轴方向由侧面扫掠母线获得;对于柱状非孤岛凸台,即凸台侧面与环形槽相交的情况,顶面外环驱动边还需将已有顶面与侧面共用外环边进行相应拓展,作为最终顶面外环驱动线,驱动底面与刀轴方向获取与孤岛柱状凸台相同,此外还需将对应的环形槽元素作为检查面,防止在刀具过切。
3)锥状凸台多采用五轴联动沿轮廓铣削加工方式,其加工驱动主要包括轮廓驱动面和驱动底面,对于锥状孤岛凸台,将凸台所有侧面作为轮廓驱动面,凸台底面作为驱动底面,对于锥状非孤岛凸台,还需在此基础上将与侧面相连的凸台与环形槽之间的转角面元素作为补充面加入到轮廓驱动面中,并将对应环形槽元素作为检查面,防止刀具过切。
如步骤3所述方法,根据加工资源文件,采用自动和人工相结合的方式,针对柱状凸台和锥状凸台两种情况进行加工工艺决策,得到凸台轮廓铣削的加工工艺方案,主要包含加工顺序决策,刀具决策和加工参数决策,具体如下:
1)加工顺序决策,提供空刀距离最短加工顺序和按层分布的加工顺序,并可由工程人员人工排序。
2)刀具决策,根据凸台特征信息,以及加工材料信息,并根据刀具库中刀具类型,选用长径比合适的几种刀具,并可由工程人员选用。
3)加工参数确定,结合加工资源文件,参考以往成熟的加工参数组合,确定轮廓加工余量,轴向分层,径向切宽,以及主轴转速、进给速度等必要的加工参数,并可由工程人员修改。
如步骤4所述方法,其特征是所述的结合柱状凸台轮廓加工驱动和加工方案,自动调用CAM软件中成熟的操作方式,将柱状凸台侧面铣削加工驱动元素、检查面及加工参数自动设置到对应操作中,并自动计算刀轨、生成柱状凸台定轴轮廓精加工轨迹。
如步骤5所述方法,其特征是所述的结合锥状凸台轮廓加工驱动和加工方案,自动调用CAM软件中成熟的操作方式,将锥状凸台侧面铣削加工驱动元素、检查面及加工参数自动设置到对应操作中,并自动计算刀轨、生成锥状凸台五轴联动轮廓精加工轨迹。
本发明的有益效果是:
本发明可以实现航空发动机柱状和锥状凸台的轮廓铣削轨迹快速生成,且计算效率高、正确率高,程序规范性强,知识重用性高,有效减少重复工作量,同时支持单个和多个凸台的批量处理,灵活性强,能够满足工程人员的不同需求。
附图说明
图1为本发明的机匣凸台轮廓铣削加工轨迹快速生成方法流程图。
图2为机匣零件及机匣凸台特征信息示意图,Q为机匣模型,其中A为机匣凸台顶面;B为机匣凸台侧面,C为机匣凸台底角面,D为机匣凸台底面。
图3为边角度面角度计算方法示意图,A为边角度计算方法,B为面角度计算方法,其中f1,f2为两个相邻的面,e为相交边,pmid为相交边的中点,A中n1、n2为相邻面f1,f2在pmid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ne,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ne,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为凸台特征完整信息搜索示意图,其中AOTE为凸台顶面外环凸边,BOAE为侧面外环拓展边列,COE为底角面外环拓展边列,A为顶面、B为侧面,C为底角面,D为底面。
图5为柱状凸台和锥状凸台判断方法示意图,其中UV为曲面两参数线,a为柱状凸台情况,b为锥状凸台情况;
图6为柱状凸台加工驱动构建示意图,其中DL为顶面驱动线,DFB为加工驱动底面,DLB为顶面驱动补充线,CF为检查面。
图7为锥状凸台加工驱动构建示意图,DFB为加工驱动底面,DFC为加工驱动侧面,DFCB为加工驱动侧面补充面,CF为检查面。
图8为机匣凸台轮廓铣削加工顺序决策示意图,其中a为分层加工加工顺序,I、II、III为三层凸台,箭头方向为每层加工顺序,b为最短距离加工排序,箭头方式为凸台加工顺序。
图9为机匣凸台最短空刀加工顺序算法流程图。
图10为轮廓铣削刀具决策示意图,L为凸台顶面到底面的最短距离,R为凸台凹侧面及凹驱动面的最小曲率半径,CR为凸台底角半径,1为刀具长度,cr为刀具底角,r为刀具半径。
图11为机匣柱状凸台轮廓铣削刀轨示意图,a为柱状孤岛凸台刀轨,b为柱状非孤岛凸台刀轨,其中TP为加工轨迹。
图12为机匣锥状凸台轮廓铣削刀轨示意图,a为锥状孤岛凸台刀轨,b为锥状非孤岛凸台刀轨,其中TP为加工轨迹。
图13为本发明所涉及的航空发动机机匣特征识别方法流程图。
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。
如图1-12所示。
一种基于特征的机匣凸台轮廓铣削加工轨迹快速生成方法,它首先通过读取机匣模型和机匣凸台特征信息,自动构建凸台轮廓加工区域,然后根据加工资源库中的数据,可以选择自动生成或人工输入所需加工凸台的加工工艺信息,快速自动生成加工轨迹。其流程如图1所示,具体步骤如下:
1、在CAM环境下,通过自动读取凸台特征信息或手动点选面的方式,得到一个或多个凸台特征面列,待加工的凸台特征面列主要包含:凸台的顶面、侧面、底角面和底面。本方法提供自动和手动两种方式获得凸台特征面列,并且两种方式都支持单个和多个凸台特征面列的提取或点选,可由操作人员根据实际需要自由决定。
1)自动获得凸台特征面列:通过读取机匣特征识别结果,自动从特征识别结果文件中提取出所需凸台的顶面,如图2中A所示;
2)手动获得凸台特征面列:通过人工点选模型中的凸台的顶面作为所需加工的凸台顶面,如图2中A所示;
3)以凸台顶面外环寻找与顶面呈凸连接的面,即凸台侧面,如图2中B所示,由侧面广义外环寻找凸台底角面,如图2中C所示,由底角面广义外环寻找到凸台底面,如图2中D所示,最终得到完整凸台特征信息,具体方法如下:
①得到凸台顶面外环边列AOE,遍历每条边,通过边角度面角度判断此边的凸凹性,其中凸连接为边角度大于零且面角度大于零,边角度和面角度的计算方法如图3所示。将所有凸连接边存入AOTE,如图4所示;
②遍历零件所有面找到以AOTE边列与凸台顶面相连的面,为凸台侧面,存入B;
③得到所有侧面的广义外环边BOE,去掉其中与顶面外环AOTE相同的元素,若剩余边列元素可构成一个环,则存入BOAE,若构不成环则需继续删除与AOTE边列相连的两条BOE中的边,然后存入BOAE,如图4所示;
④遍历BOAE中所有边,找到与侧面以边元素相连且呈凹切连接的面,凹切连接即边角度为零面角度大于零的连接关系,将找到的面存入C;
⑤得到所有底角面的外环边COE,去掉其中与顶面外环BOAE相同的元素后,找到以COE与底角面相连且为回转面的面元素,为底面存入D。
2、基于每个凸台特征面列,结合工艺规则库,自动构建凸台轮廓铣削加工驱动,包含柱状凸台和锥状凸台两种驱动构建,并考虑凸台与环形槽相交的情况,具体方法如下:
1)分析凸台结构特点,针对当前航空发动机机匣的凸台结构主要有柱状和锥状两种类型,通过对凸台侧面进行分析,提取所有侧面的UV参数线,将与对应顶面外环边方向相近的参数线定位U线,比较所有V线的的方向,如果方向相同,则为柱状凸台,如图5a所示,否则为锥状凸台,如图5b所示,并且柱状凸台和锥状凸台按照凸台与环形槽相交的情况还分为非孤岛凸台以及孤岛凸台两个子类。
2)结合工艺规则库可知,柱状凸台多采用定轴沿轮廓铣削加工方式,其加工驱动主要包含凸台顶面外环驱动线DL,凸台驱动底面DFB以及刀轴方向TA,对于柱状孤岛凸台,如图6所示,其顶面外环驱动线DL由凸台顶面与侧面共用外环边获得,驱动底面DFB由凸台底面获得,刀轴方向TA由本节1)中所述V线方向获得;对于柱状非孤岛凸台,即凸台侧面与环形槽相交的情况,顶面外环驱动边还需将已有顶面与侧面共用外环边进行相应拓展DLB,作为最终顶面外环驱动线,驱动底面与刀轴方向获取与孤岛柱状凸台相同,此外还需将对应的环形槽元素作为检查面CF,防止在刀具过切,其中拓展边和检查面的选取方法如下:
①找到与凸台侧面相连的非凸台面列面元素,可知为环形槽侧面与凸台侧面直接的转角连接面,提取其外环边列,将其中与顶面驱动线呈相切连接的线作为拓展驱动线DLB
②找到与凸台顶面相连的非凸台特征元素的回转面,判断其外环边列中是否有拓展驱动线,若不存在则设为检查面CF,若存在找到与其相连的非凸台特征元素以及转角连接面,并将其设成检查面CF。
3)锥状凸台多采用五轴联动沿轮廓铣削加工方式,其加工驱动主要包括轮廓驱动面DFC和驱动底面DFB,对于锥状孤岛凸台,如图7所示,将凸台所有侧面作为轮廓驱动面,凸台底面作为驱动底面,对于锥状非孤岛凸台,还需在此基础上将与侧面相连的凸台与环形槽之间的转角面元素作为补充面DFCB加入到轮廓驱动面中,并将对应环形槽元素作为检查面CF,防止刀具过切,其中补充面和检查面的选取方法如下:
①找到与凸台侧面相连的非凸台面列面元素,可知为环形槽侧面与凸台侧面直接的转角连接面DFCB,将其作为补充面加入到DFC中;
②找到与补充面相连的不与顶面呈相切连接的回转面,即与补充面对应的环形槽元素,将其设为检查面,存入CF。
3、根据加工资源文件,采用自动和人工相结合的方式,针对柱状凸台和锥状凸台两种情况进行加工工艺决策,得到凸台轮廓铣削的加工工艺方案,主要包含加工顺序决策,刀具决策和加工参数决策,具体如下:
1)加工顺序决策,根据加工经验知识,可以选择按层加工和按空刀距离最短加工两种方式,按层的加工方式是将整个机匣的凸台按机匣回转轴进行高度排布,在同一高度上的为同一层凸台,加工时按照层优先的方式,如图8a所示,分为I、II、III三层,箭头所示为每层加工顺序;
另一种是按照最短走刀距离,按照凸台间最短距离搜素排序,其流程如图9所示,保证凸台间空刀距高最短,如图8b中所示,箭头方向为加工顺序。
除以上两种方式之外还可以根据工程人员点选凸台顶面,通过记录点选顺序,作为加工顺序。
2)刀具决策,如图10所示,根据凸台顶面到底面的最短距高L确定刀长限制值、底角面半径CR确定刀具底角cr,凹侧面和凹驱动面中最小曲率半径R确定刀具半径限制值,满足L≤1,R≥r,并结合加工材料信息,根据刀具库中刀具类型,选用长径比合适的几种刀具,并可由工程人员选用。
3)加工参数确定,结合加工资源文件,参考以往成熟的加工参数组合,确定轮廓加工余量,轴向分层,径向切宽,轴向切深以及主轴转速、进给速度等必要的加工参数,并可由工程人员修改。
4、结合柱状凸台轮廓加工驱动和加工方案,自动调用CAM软件中成熟的操作方式,将柱状凸台侧面铣削加工驱动元素及加工参数自动设置到对应操作中,并自动计算刀轨、生成孤岛和非孤岛柱状凸台定轴轮廓精加工轨迹,如图11所示。
5、结合锥状凸台轮廓加工驱动和加工方案,自动调用CAM软件中成熟的操作方式,将锥状凸台侧面铣削加工驱动元素及加工参数自动设置到对应操作中,并自动计算刀轨、生成孤岛和非孤岛锥状凸台五轴联动轮廓精加工轨迹,如图12所示。
作为本发明基础的“航空发动机机匣特征识别方法”如图13所示,也可参见中国专利201410188103.5。具体步骤包括:
步骤1:分析航空发动机机匣结构特点,定义满足机匣铣削加工要求的环形槽特征和凸台特征类型;
步骤2:对机匣零件进行预设置并提取零件所有面、边信息;
步骤3:基于种子面、分型面及拓展规则进行面搜索,构建机匣环形槽特征和凸台特征;
步骤4:提取机匣环形槽特征的所有信息,得到特征识别结果,存入XML文件。所述的分析航空发动机机匣结构特点,定义满足机匣铣削加工要求的环形槽特征和凸台特征类型是指:
通过分析机匣结构特点和加工特性,将机匣加工特征定义为环形槽特征和凸台特征的组合,其中环形槽特征包含顶面、侧面、底角面和底面,且底面上长有周向分布的凸台特征,其中每个凸台特征又包含顶面、侧面、底角面和底面。
所述的对机匣零件进行预设置并提取零件所有面、边信息是指:
预设置包含设定加工坐标系和选定分型面,规定将Z轴选为机匣回转轴线方向,X、Y轴不作限定;分型面选择与Z轴垂直且法向平行Z轴的最低平面;其中零件的面、边信息包含面、边的几何信息及面、边与其相邻几何元素的连接关系。
所述的种子面为基于拓展规则进行特征构建的初始值,环形槽特征的种子面为机匣零件上的锥面、柱面及环形曲面;凸台特征的种子面为环形槽特征的底面列。
所述的构建机匣环形槽特征时,首先根据机匣种子面依据底面拓展规则得到正确的环形槽底面;再根据底面依据底角面拓展规则得到正确的底角面;再根据底角面依据侧面拓展规则获得正确的侧面;最后根据侧面依据顶面拓展规则得到正确的顶面。
所述的构建机匣凸台特征时,首先根据凸台种子面(即凸台的底面)依据凸台底角面拓展规则得到正确的凸台底角面;再根据底角面依据侧面拓展规则获得正确的凸台侧面;最后根据侧面依据顶面拓展规则得到正确的凸台顶面。
机匣环形槽特征的所有信息按顶面、侧面、底角面、底面、凸台的顺序存入XML文件,其中每个凸台特征包含凸台顶面、侧面、底角面和底面。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种基于特征的机匣凸台轮廓铣削加工轨迹快速生成方法,其特征是它包括以下步骤:步骤1:在CAM环境下,通过自动读取机匣凸台特征信息或手动点选面的方式,得到一个或多个凸台特征信息;
步骤2:基于每个凸台特征信息,分析凸台结构特点,将凸台分为柱状凸台和锥状凸台两类,并结合工艺规则库,自动构建凸台轮廓铣削加工驱动元素;
步骤3:根据加工资源库中的数据,采用自动和人工相结合的方法,针对柱状凸台和锥状凸台两种情况进行加工工艺决策,得到凸台轮廓铣削的加工工艺方案;
步骤4:结合柱状凸台轮廓加工驱动和加工方案,自动调用CAM软件中的操作方式,将柱状凸台侧面铣削加工驱动元素及加工参数自动设置到对应操作中,并自动计算刀轨、生成柱状凸台定轴轮廓精加工轨迹。
步骤5:结合锥状凸台轮廓加工驱动和加工方案,自动调用CAM软件中的操作方式,将锥状凸台侧面铣削加工驱动元素及加工参数自动设置到对应操作中,并自动计算刀轨、生成锥状凸台五轴联动轮廓精加工轨迹。
2.如权利要求1所述的方法,其特征是所述的每个凸台特征信息主要包含:凸台的顶面、侧面、底角面和底面,采用自动或手动方式获得凸台特征信息,并且两种方式都支持单个和多个凸台特征信息的提取或点选,可由操作人员根据实际需要自由决定;
1)自动获得凸台特征面列:通过读取机匣特征识别结果,自动从特征识别结果文件中提取出所需凸台的顶面信息;
2)手动获得凸台特征面列:通过人工点选模型中的凸台的顶面作为所需加工的凸台顶面;
3)以凸台顶面外环寻找与顶面呈凸连接的面,即凸台侧面,并以凸台侧面进行面拓展找到凸台的底角面,以底角面进行面拓展找到凸台底面,最终得到完整凸台特征信息。
3.如权利要求1所述的方法,其特征是所述的凸台轮廓铣削加工驱动自动构建主要包含柱状凸台和锥状凸台两种加工驱动构建:
1)分析凸台结构特点,针对当前航空发动机机匣的凸台结构主要有柱状和锥状两种类型,通过对凸台侧面进行分析,提取所有侧面的UV参数线,将与对应顶面外环边方向相近的参数线定为U线,比较所有V线的方向,如果方向相同,则为柱状凸台,否则为锥状凸台,并且柱状凸台和锥状凸台按照凸台与环形槽相交的情况还分为非孤岛凸台以及孤岛凸台两个子类;
2)结合工艺规则库可知,柱状凸台多采用定轴沿轮廓铣削加工方式,其加工驱动主要包含凸台顶面外环驱动线,凸台驱动底面以及刀轴方向,对于柱状孤岛凸台其顶面外环驱动线由凸台顶面与侧面共用外环边获得,驱动底面由凸台底面获得,刀轴方向由侧面扫掠母线获得;对于柱状非孤岛凸台,即凸台侧面与环形槽相交的情况,顶面外环驱动边还需将已有顶面与侧面共用外环边进行相应拓展,作为最终顶面外环驱动线,驱动底面与刀轴方向获取与孤岛柱状凸台相同,此外还需将对应的环形槽元素作为检查面,防止在刀具过切;
3)锥状凸台采用五轴联动沿轮廓铣削加工方式,其加工驱动主要包括轮廓驱动面和驱动底面,对于锥状孤岛凸台,将凸台所有侧面作为轮廓驱动面,凸台底面作为驱动底面,对于锥状非孤岛凸台,还需在此基础上将与侧面相连的凸台与环形槽之间的转角面元素作为补充面加入到轮廓驱动面中,并将对应环形槽元素作为检查面,防止刀具过切。
4.如权利要求1所述的方法,其特征是所述的根据加工资源文件采用自动和人工相结合的方式针对柱状凸台和锥状凸台两种情况进行加工工艺决策,得到凸台轮廓铣削的加工工艺方案,主要包含加工顺序决策,刀具决策和加工参数决策是指:
1)加工顺序决策,提供空刀距离最短加工顺序和按层分布的加工顺序,并可由工程人员人工排序;
2)刀具决策,根据凸台特征信息,以及加工材料信息,并根据刀具库中刀具类型,选用长径比合适的几种刀具,并可由工程人员选用;
3)加工参数确定,结合加工资源文件,参考以往成熟的加工参数组合,确定轮廓加工余量,轴向分层,径向切宽,以及主轴转速、进给速度等必要的加工参数,并可由工程人员修改。
5.如权利要求1所述的方法,其特征是所述的结合柱状凸台轮廓加工驱动和加工方案,自动调用CAM软件中的操作方式,将柱状凸台侧面铣削加工驱动元素、检查面及加工参数自动设置到对应操作中,并自动计算刀轨、生成柱状凸台定轴轮廓精加工轨迹。
6.如权利要求1所述的方法,其特征是所述的结合锥状凸台轮廓加工驱动和加工方案,自动调用CAM软件中的操作方式,将锥状凸台侧面铣削加工驱动元素、检查面及加工参数自动设置到对应操作中,并自动计算刀轨、生成锥状凸台五轴联动轮廓精加工轨迹。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104570948A (zh) * 2015-01-16 2015-04-29 南京航空航天大学 航天板类零件孔特征加工方法
CN110134982A (zh) * 2018-02-09 2019-08-16 达索系统公司 可通过铣削操作制造的部件的设计

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101767218A (zh) * 2008-12-30 2010-07-07 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种航空发动机机匣五轴插铣加工方法
CN102248380A (zh) * 2011-07-04 2011-11-23 南京航空航天大学 发动机整体机匣加工方法
CN103926879A (zh) * 2014-05-06 2014-07-16 南京航空航天大学 航空发动机机匣特征识别方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101767218A (zh) * 2008-12-30 2010-07-07 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种航空发动机机匣五轴插铣加工方法
CN102248380A (zh) * 2011-07-04 2011-11-23 南京航空航天大学 发动机整体机匣加工方法
CN103926879A (zh) * 2014-05-06 2014-07-16 南京航空航天大学 航空发动机机匣特征识别方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
付龙 等: "基于加工特征的快速程编技术在航空发动机产品中的应用", 《航空制造技术》 *
施建飞 等: "基于属性边点图的飞机结构件筋特征识别方法", 《计算机集成制造系统》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104570948A (zh) * 2015-01-16 2015-04-29 南京航空航天大学 航天板类零件孔特征加工方法
CN104570948B (zh) * 2015-01-16 2017-07-11 南京航空航天大学 航天板类零件孔特征加工方法
CN110134982A (zh) * 2018-02-09 2019-08-16 达索系统公司 可通过铣削操作制造的部件的设计

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