[發明專利]一種零件關鍵工藝表面的創成式精細化表征方法

有效

• 申請號: 201410062520.5
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103810343A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 王輝;熊召;袁曉東;曹庭分;劉長春;徐旭;倪衛
• 申請（專利權）人: 清華大學;中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

1.一種零件關鍵工藝表面的創成式精細化表征方法，其特征在于：由一個計算機程序化、可自動執行的表面精細化操作的創成式模板實現，根據用戶輸入的工程參數，針對零件三維模型中的理想表面生成相應的帶制造誤差特征的精細化表達實例，具體包括以下步驟：

步驟一：提取關鍵工藝表面

1.1在CAD平臺上載入零件的三維數字化模型；

1.2選取零件上待進行精細化表征的關鍵工藝表面；

1.3對此表面進行網格劃分，網格尺度在5～15mm范圍；

1.4讀取網格點的三維坐標，定義為表征表面的離散點P_i集合Ω={P_i|[x_i,y_i,z_i]}；

步驟二：基于表面輪廓公差的特征重建

2.1如零件存在輪廓度公差要求，設公差帶為P_Zone，則針對點集合內各個點P_i以特征表面在當前點處的法線方向取一個服從正態分布Normal（0，P_Zone/6）的變動量ΔP_i，這個變動量是個矢量，其方向為特征表面在當前點處的法線方向，在三維空間上可以表征為[Δx_i,Δy_i,Δz_i]；

2.2對Ω集合中的各個點P_i進行偏差累加：P_i+ΔP_i，形成新的點集合Ω'；

2.3將Ω'集合中的點插值生成一個樣條曲面Ω_surface，就構成了零件名義表面的一個帶輪廓誤差特征的實例；

步驟三：基于表面粗糙度要求的特征重建

3.1對此Ω_surface表面進行高密度的網格劃分，網格尺度在0.5～1.0mm范圍；

3.2讀取網格點的三維坐標，定義為表征表面的離散點P_Ri集合Ω_R={P_Ri|[x_i,y_i,z_i]}；

3.3設零件的表面粗糙度指標R_a，則針對點集合內各個點P_Ri以特征表面在當前點處的法線方向取一個服從正態分布Normal（0，μ·R_a）的變動量ΔP_Ri，其中μ為一個基于零件實際工藝水平的調整系數，這個變動量是個矢量，其方向為特征表面在當前點處的法線方向，在三維空間上可以表征為[Δx_i,Δy_i,Δz_i]；

3.4對Ω_R集合中的各個點P_Ri進行偏差累加：P_Ri+ΔP_Ri，形成新的點集合Ω'_R；

3.5將Ω'_R集合中的點插值生成一個樣條曲面Ω_R-surface，就構成了零件名義表面的一個帶制造誤差特征的實例，制造誤差包括輪廓誤差和粗糙度誤差；

步驟四：基于新建精細化表面的實體重建

4.1在三維CAD系統中，執行針對零件的幾何操作：用新生成的精細化表面替換原有名義表面，重建幾何實體；

4.2新重建的實體構成了原零件的一個用以實現關鍵工藝表面精細化表征的實例；

4.3前述零件的多次重建后形成多個帶制造誤差的零件實例，這些實例從整體上能反映出該零件關鍵工藝表面的實際工程狀態。