[發(fā)明專利]斜面上凸起特征映射為制造特征體積的映射方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410302287.3
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104036096B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉曉軍;倪中華;易紅;劉金鋒;程亞龍
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務(wù)所32250
• 代理人: 王斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維工序間模型創(chuàng)建方法，尤其涉及三維機加工藝設(shè)計過程中，斜面上凸起特征轉(zhuǎn)化為制造特征體積的映射方法。

背景技術(shù)

在全三維模型的工藝規(guī)劃系統(tǒng)中，快捷地獲取形成零件上加工特征而切除的材料體積能夠方便于創(chuàng)建工序間模型以及更方便顯示工藝信息，提高機加工零件工藝規(guī)劃的效率。

凸起特征和凹陷特征是加工零件中最為常見的特征類型。在工藝規(guī)劃過程中，凹陷特征與加工工藝信息緊密相連，能夠快捷的獲取加工過程中去除的材料體積，方便于工藝規(guī)劃，然而，凸起特征卻不能快速獲取形成該特征所去除的材料體積，阻礙了工藝規(guī)劃的效率。凸起特征在機加工零件中是一種常見的加工特征，它不僅能夠降低表面粗糙度，保證連接的緊密性，而且能夠增加結(jié)構(gòu)強度和剛度。針對平面上的凸起特征，可以通過偏移平面至凸起特征的上表面可以獲取相應(yīng)的去除體積，然而利用偏移平面的方法卻不能獲取傾斜面上凸起特征所對應(yīng)的去除材料體積，因此，迫切需要一種能將斜面上凸起特征轉(zhuǎn)化為去除材料體積的轉(zhuǎn)換策略。

加工形成斜面上的凸起特征所去除的材料體積幾乎都是不規(guī)則的形狀特征，在基于商業(yè)化的三維CAD軟件進行創(chuàng)建該特征所對應(yīng)的去除體積，不僅難以實現(xiàn)而且工作量大，由于機加工零件上存在斜面上凸起特征而大大降低了該零件工藝規(guī)劃的效率。針對將加工零件上存在的斜面上凸起特征映射為所去除的材料體積的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及機加工零件的三維工序間模型創(chuàng)建，主要是解決斜面上凸起特征映射為制造特征體的問題，而提出一種能夠基于幾何推理方法將斜面上凸起特征映射相應(yīng)制造特征體的映射方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明所面向的是機加工零件上包含的傾斜平面上的凸起特征，將斜面上凸起特征映射相應(yīng)制造特征體的映射方法，其具體步驟如下：

步驟1，基于交互式方式獲取斜面上凸起特征的面組及其相鄰面；

步驟2，判斷斜面上的凸起特征類型是為單體積凸起特征還是多體積凸起特征；

步驟3，對應(yīng)該特征具體類型的映射方法，映射相應(yīng)的制造特征體。

所述的傾斜平面上凸起特征的分類，是根據(jù)加工傾斜平面所去除的材料體積是否能夠包含凸起特征的體積，將該特征分為單體積凸起特征以及多體積凸起特征；所述的單體積凸起特征對應(yīng)一個制造特征體，多體積凸起特征對應(yīng)多個凸起特征；所述不同的傾斜平面上凸起特征類型對應(yīng)于不同的映射方法；

所述的單體積凸起特征與多體積特征的判斷方法如下：

(1)根據(jù)傾斜面相鄰面的拓?fù)潢P(guān)系，將該特征分為兩種類型進行分析：含有兩組平行相鄰面以及含有一組平行相鄰面；

(2)針對含有一組平行相鄰面的處理方法：首先，獲取凸起特征上的所有點，以及與傾斜面不垂直的兩相鄰面及其法向量，兩相鄰面作為投影面，然后沿各投影平面法向量的逆向方向?qū)⑺悬c投影于獲取的兩相鄰面，最后，若投影面內(nèi)有投影點，則說明該斜面上的凸起特征為多體積凸起特征，否則為單體積凸起特征。

(3)針對含有兩組平行相鄰面的處理方法：首先，獲取凸起特征上的所有點集，以及與傾斜面夾角最大的相鄰面及其法向量，然后，計算與傾斜面夾角最小的相鄰面及其相交邊，通過相交邊作一個虛擬平面并垂直于相鄰面，獲取該虛擬平面的法向量，隨后，將獲取的所有點投影于獲取的相鄰面及其虛擬平面，并沿各投影平面法向量的逆向方向，最后，若投影面內(nèi)有投影點，則說明該斜面上的凸起特征為多體積凸起特征，否則為單體積凸起特征。

所述的各類型的映射方法，面向多體積凸起特征映射方法的策略為將其轉(zhuǎn)換為單體積凸起特征。其各類型的具體實施步驟如下：

(1)單體積凸起特征的映射方法

步驟1，獲取傾斜平面的相鄰面，若只存在一對相互平行的相鄰面，則延展各相鄰面并在空間中相交，并結(jié)合傾斜平面所形成的最小體積就是該特征所對應(yīng)的制造特征體。

步驟2，獲取傾斜平面的相鄰面，若存在兩對相互平行的相鄰面，獲取與傾斜平面夾角較小的相鄰面及其相交邊，通過相交邊作以虛擬平面并與該相鄰平面垂直，然后延展其余相鄰面并在空間中相交，結(jié)合傾斜平面所形成的體積就是該特征所對應(yīng)的制造特征體。

(2)多體積凸起特征的映射方法，獲取傾斜平面的相鄰面，判斷相鄰面的拓?fù)潢P(guān)系；