飛機結構件數(shù)控加工的工序間模型構建.pdf

1、飛機結構件是飛機機體骨架和氣動外形的重要組成部分，在現(xiàn)代飛機設計過程中廣泛應用。三維工藝設計涵蓋工藝路線規(guī)劃、加工資源選擇、夾具工裝設計、數(shù)控程序仿真優(yōu)化、裝配流程規(guī)劃等數(shù)控加工工藝準備工作，貫穿整個生產(chǎn)制造過程，工藝設計精度及效率關系到飛機結構件的數(shù)控加工精度和效率。工序間模型是當前加工工序完成后的毛坯形狀，工序間模型直觀地反映零件從毛坯到成品的加工過程，可用于指導后續(xù)工藝規(guī)劃以及數(shù)控程序編制，進而提高三維工藝設計效率，加快工藝準備進

2、度，為提高飛機結構件的數(shù)控加工效率奠定基礎。本文圍繞飛機結構件工序間模型構建的技術研究及軟件開發(fā)展開研究，具體包括：
　　（1）實現(xiàn)了飛機直壁結構件的工序間模型構建。首先，基于CATIA的面離散函數(shù)，研究了三角網(wǎng)格模型的快速生成算法；進而，將生成的三角網(wǎng)格模型與一組平行平面求交，提取結構件的特征輪廓；最后，對特征輪廓進行加工余量偏置生成草圖后，拉伸草圖生成工序間模型實體。針對CATIA提供的平面曲線偏置算法存在計算速度慢和運行不穩(wěn)

3、定等缺點，研究了基于小線段的平面曲線偏置算法，通過局部自相交和全局自相交處理，實現(xiàn)了任意距離的平面曲線穩(wěn)定快速偏置。采用兩步偏置法分析了偏置輪廓的刀具可達性，基于偏置后的輪廓曲線，首先偏置獲取無干涉刀心軌跡曲線，然后反向偏置生成了當前刀具的實際可加工輪廓。對輪廓曲線的點列數(shù)據(jù)進行圓弧擬合和樣條曲線擬合，精簡了輪廓曲線的點列數(shù)據(jù)。
　?。?）實現(xiàn)了飛機復雜結構件的工序間模型構建。首先，將結構件的幾何特征分為孔、筋、槽和外輪廓等加工特

4、征；其次，針對單個加工特征，根據(jù)給定加工余量和刀具信息等工藝參數(shù)，創(chuàng)建切削包絡體，與構建的毛坯進行布爾差運算，實現(xiàn)了當前加工特征的工序間模型生成；最后，依次構建所有加工特征的切削包絡體，與毛坯進行布爾差運算，得到了所有加工特征完成后的零件工序間模型。
　?。?）基于CATIA二次開發(fā)接口和Visual Studio2005編程軟件，使用C++語言開發(fā)了“工序間模型構建”系統(tǒng)，實現(xiàn)了飛機結構件的工序間模型自動快速生成。從建模速度、建