[發明專利]集成式飛機結構件數控加工能力測試模型及其應用

有效

• 申請號: 201210297092.5
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN102789200A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 李迎光;劉長青;郝小忠;王偉;劉旭;李海;楚王偉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05B19/406
• 分類號: G05B19/406
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

1.一種集成式飛機結構件數控加工能力測試模型，其特征是它包含了飛機結構件典型特征及其組合，它是一個雙面零件，其中一面腹板高度不一，筋頂高低不一，定義為正面，另外一面腹板高度一致、筋頂高度一致，為反面；正面包含的典型特征有槽特征、筋特征、孔特征、相交特征及其組合，槽特征包含多層槽、開口槽、封閉槽、開角槽、閉角槽、開閉角混合槽、含下陷槽、含凸臺槽；筋特征包含平頂筋、斜頂筋、曲頂筋、獨立筋、開口筋，孔特征的孔徑從R2~R20不等分布；相交特征包含槽與孔相交、多層槽相交、開口筋與槽相交、獨立筋與槽相交；特征之間的組合關系包括大面積槽與多層槽組合、槽與筋的組合、槽與孔之間的組合、多層槽與開口槽之間的組合；反面包含反面槽特征、反面筋特征、外輪廓、反面側孔特征及其組合，反面槽特征包含反面三角槽、反面窄深槽、反面開口槽、反面封閉槽、反面閉角槽、反面開閉角混合槽、反面單層槽、反面下陷槽，反面特征組合體現為反面小面積窄深槽、反面大面積槽、反面開口槽、反面單層槽之間的組合，外輪廓包括凸下陷、凹下陷、閉角、開角，輪廓含有側孔。

2.根據權利要求1所述的測試模型，其特征是所述模型的尺寸為：600mm×400mm×100mm，整體輪廓呈n形，內輪廓由呈C形的開閉角混合的自由曲面構成，最大開角角度和閉角角度均為15o。

3.根據權利要求1所述的測試模型，其特征是所述槽特征的腹板的厚度為1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm、5mm，腹板面積為4000mm²、5000?mm²、12000?mm²、14000?mm²、21000?mm²、23000?mm²、25000?mm²、29000?mm²、44000?mm²，多層槽分為2層和3層兩種情況，層差為0.75mm、1mm、1.5mm，多層槽含階梯分布、巢居分布和交叉分布形式，凸臺槽含孔，轉角與轉角之間的距離小于三倍轉角半徑，轉角半徑為R5mm、R6mm、R6.5mm、R8mm、R10mm五種，轉角角度含有鈍角、直角和銳角三種，轉角含有三軸加工和五軸加工情況，槽特征內含凸下陷和凹下陷，窄深槽有一邊長度小于30mm，深度大于40mm，三角槽是指向腹板投影呈三角形的槽特征；述模型筋特征的筋高度為30mm、35mm、38mm和45mm，側壁厚度為2mm和3mm。

4.一種權利要求1所述的測試模型，其特征是它被用于測試通用CAD/CAM軟件和專用自動編程系統在飛機結構件包含典型特征、相交特征及其特征組合的復雜零件數控加工編程方面的正確率和效率。

5.一種權利要求1所述的測試模型，其特征是它被用于測試自動編程系統在飛機結構件典型加工特征、相交特征及其結合特征的自動識別的正確率和識別效率。

6.一種權利要求1所述的測試模型，其特征是它被用于測試自動編程系統在飛機結構件加工中的工藝決策能力。

7.一種權利要求1所述的測試模型，其特征是它被用于測試數控加工工藝水平及數控機床的加工精度和使用性能。

8.一種權利要求1所述的測試模型，其特征是它被用于通過與模型真實加工時間的對比來測試工時預測系統在飛機結構件加工領域準確率和預測速度。

9.一種權利要求1所述的測試模型，其特征是它被用于測試數控加工在線檢測系統的功能、檢測工藝、檢測效率和檢測精度。

10.一種權利要求1所述測試模型的測試方法，其特征是它包括以下步驟：

步驟1，通過典型加工特征識別結果、相交特征識別、自由曲面特征識別結果查看特征識別系統在飛機結構件方面的識別能力，特征識別結果包含加工特征幾何及參數，評價指標為識別正確率和識別效率；

步驟2，通過零件尺寸、自由曲面的角度查看機床決策能力，雙面類型來查看工序決策能力，不同加工特征來查看工步決策能力，不同的腹板厚度、相交特征來查看加工特征排序能力，組合特征、不同特征的不同類型來查看加工策略決策能力；

步驟3，通過相交特征、臺階槽、曲頂筋、斜頂筋、側孔等特征測試刀軌自動生成功能對于飛機結構件的工藝適應性，通過開角槽、閉角槽和開閉角混合槽測試腹板無干涉刀軌生成的能力，通過槽特征側壁和輪廓特征的自由曲面測試自動編程系統的五軸側銑無干涉刀軌自動生成能力，刀軌生成能力的評價指標為刀軌生成的正確率及效率；

步驟4，通過測試零件的薄壁結構如腹板和筋來測試切削參數的優劣、通過薄壁開口槽來測試裝夾水平、防變形水平；通過含開閉角的自由曲面測試數控機床五軸聯動水平；?

步驟5，從零件加工過程中的振動情況、加工后零件的表面質量、尺寸精度等方面來測試數控機床加工飛機結構件的能力；零件整體工藝方案、切削參數應用、加工效率、表面質量、尺寸精度、變形情況來綜合測試數控加工廠加工飛機結構件的工藝水平；

步驟6、輸入零件模型與加工機床到工時預測系統，對比預測的加工工時與實際加工工時的差別，并記錄預測所需的時間；

步驟7、通過孔、相交特征、自由曲面測試檢測工藝規劃系統的檢測點生成與檢測路徑規劃，通過檢測點位置與數量、檢測路徑的長短來評價檢測系統。