航空结构件内陷及平筋顶特征的自动数控加工编程技术

【类型】学位论文

【作者】唐云龙 

【关键词】 数控加工编程 航空结构件 内陷 平筋顶面

【摘要】为缩短航空结构件内陷及平筋顶特征数控加工编程时间，提高其数控加工程序质量，本文对航空结构件内陷及平筋顶特征数控加工自动编程技术展开深入的研究。其主要内容为：1、研究并建立内陷自动识别算法。首先，在对航空结构件内常见内陷总结的基础上，给出内陷的详细定义及其分类；然后，以此为基础，对从广义槽中自动提取内陷的方法展开研究。此方法可实现内陷的自动提取，为其数控加工自动编程提供基础数据。2、研究和构建内陷加工区域自动构造算法。首先，为表示内陷加工过程中刀具实际加工区域，本文引入内陷加工区域概念；然后，基于内陷加工工艺知识，对其加工区域的数据模型进行简化；最后，在此基础上提出了加工区域的自动构建算法。此算法为内陷的加工刀具选取及其加工单元构建提供便利。3、研究并建立内陷加工刀具自动选取方法。首先，在无残余与无干涉切削的前提下，归纳和总结内陷加工刀具几何约束条件；然后，提出内陷加工方案子树的概念，用以表示内陷加工刀具选取的结果；最后，综合刀具的几何约束条件及切削能力，研究并建立加工方案子树的自动构建方法，从而最终实现了内陷加工刀具的自动选取。4、研究并建立内陷加工单元链自动构建技术。首先，引入内陷加工单元的概念；然后，以加工工艺知识为基础，提出内陷加工区域拆分方法，并将拆分得到的加工子区域通过工艺知识转化为加工单元从而得到内陷的加工单元集；最后结合工艺约束及加工路径最优目标，对加工单元进行排序，获得内陷加工单元链。此加工单元链可通过CAM（Computer Aided Manufacturing）系统生成其对应的数控加工程序。5、研究并建立航空结构件平筋顶面加工单元链自动构建技术。首先，通过约束的Delaunay三角分解计算形成平筋顶面的骨架分支；其次以加工方案与骨架分支为基础构建平筋顶面的加工单元；然后，将加工单元排序问题转化为加工刀轨的最短距离求解问题，以完成加工单元链的构建；最后，通过实例测试，验证所提出方法的正确性和有效性。应用上述技术，开发“飞机结构件快速数控编程系统”中的“内陷快速数控编程模块”。通过实例测试及应用，验证了此模块的实用性和稳定性。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】郑国磊

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