[發明專利]航空發動機機匣特征識別方法

有效

• 申請號: 201410188103.5
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN103926879A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 李迎光;劉旭;郝小忠;馬斯博
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
• 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

技術領域

本發明涉及一種CAD/CAM技術，尤其是一種航空發動機關鍵之一機匣的CAD、CAPP、CAM融合技術，具體地說是一種航空發動機機匣特征識別方法。

背景技術

CAD、CAPP、CAM系統分別在現代產品設計、工藝設計和數控編程方面發揮了很大的作用。但這些系統各自獨立，不能實現信息的自動轉換和共享，導致在應用過程中自動化程度和效率低。以提高產品設計、工藝設計和數控編程自動化程度和效率為目的的CAD/CAPP/CAM集成成為了工業界的迫切需求，而特征識別技術可以實現各系統間數據傳遞，是實現CAD/CAPP/CAM集成的有效途徑。

航空發動機是飛機的動力之源，主要包含機匣、葉盤等結構類型，其中機匣多采用鈦合金、高溫合金等耐高溫、難切削材料；結構上是以回轉輪轂面為主體的圓環結構，周向分部柱狀島嶼凸臺，零件最薄處僅為2-3mm厚，屬多島嶼復雜薄壁結構件。

目前在機匣數控加工中，由于其結構復雜、精度要求高，對于編程工藝人員的經驗依賴性很大。傳統的機匣數控程序編制包含大量人工幾何點選，重復工作量大，且編程質量依賴工藝人員經驗，總體效率不高。而特征可以作為加工工藝知識和經驗的載體，有效繼承加工工藝知識和經驗，基于特征可以實現快速高效的數控程序編制，而特征識別是基于特征的快速程編技術的基礎。所以特征識別技術成為提高機匣數控編程效率和質量的重要手段。但在現有的特征識別技術中，還沒有覆蓋機匣零件特征類型，所以對機匣的特征識別還沒有高效的識別方法。

本發明公開了一種航空發動機機匣特征識別方法。該方法首先根據航空發動機機匣的結構特點，將發動機機匣加工特征定義為一系列環形槽特征和凸臺特征的組合。其次進行環形槽特征和凸臺特征的高效特征識別：首先建立零件加工坐標系，設定分型面，再將所有幾何拓撲元素進行唯一標識，構建全息屬性面邊圖，并定義完整的面節點和邊節點屬性，最后基于全息屬性面邊圖搜索各類特征的種子面，依據拓展規則識別出零件中包含的環形槽特征和凸臺特征。該特征識別方法涵蓋的特征類型滿足機匣銑削加工需求，且識別效率高，正確率高。

發明內容

本發明的目的是針對目前CAM系統缺少針對航空發動機機匣的特征識別功能，以及現有識別方法的不足，發明一種航空發動機機匣特征識別方法。

本發明技術方案是：

?一種航空發動機機匣特征識別方法，其特征在于它包括以下步驟：

步驟1：分析航空發動機機匣結構特點，定義滿足機匣銑削加工要求的環形槽特征和凸臺特征類型；

步驟2：對機匣零件進行預設置并提取零件所有面、邊信息；

步驟3：基于種子面、分型面及拓展規則進行面搜索，構建機匣環形槽特征和凸臺特征；

步驟4：提取機匣環形槽特征的所有信息，得到特征識別結果，存入XML文件。

所述的分析航空發動機機匣結構特點，定義滿足機匣銑削加工要求的環形槽特征和凸臺特征類型是指：

通過分析機匣結構特點和加工特性，將機匣加工特征定義為環形槽特征和凸臺特征的組合，其中環形槽特征包含頂面、側面、底角面和底面，且底面上長有周向分布的凸臺特征，其中每個凸臺特征又包含頂面、側面、底角面和底面。

所述的對機匣零件進行預設置并提取零件所有面、邊信息是指：

預設置包含設定加工坐標系和選定分型面，規定將Z軸選為機匣回轉軸線方向，X、Y軸不作限定；分型面選擇與Z軸垂直且法向平行Z軸的最低平面；其中零件的面、邊信息包含面、邊的幾何信息及面、邊與其相鄰幾何元素的連接關系。

所述的種子面為基于拓展規則進行特征構建的初始值，環形槽特征的種子面為機匣零件上的錐面、柱面及環形曲面；凸臺特征的種子面為環形槽特征的底面列。

所述的構建機匣環形槽特征時，首先根據機匣種子面依據底面拓展規則得到正確的環形槽底面；再根據底面依據底角面拓展規則得到正確的底角面；再根據底角面依據側面拓展規則獲得正確的側面；最后根據側面依據頂面拓展規則得到正確的頂面。

所述的構建機匣凸臺特征時，首先根據凸臺種子面（即長有凸臺的環形槽底面）依據凸臺底角面拓展規則得到正確的凸臺底角面；再根據底角面依據側面拓展規則獲得正確的凸臺側面；最后根據側面依據頂面拓展規則得到正確的凸臺頂面。

機匣環形槽特征的所有信息按頂面、側面、底角面、底面、凸臺的順序存入XML文件，其中每個凸臺特征包含凸臺頂面、側面、底角面和底面。

本發明的有益效果是：

本發明涵蓋了機匣銑削加工需求的特征類型，且具有識別效率高，正確率高的優點。