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文檔簡介
1、航空航天產(chǎn)品復雜結(jié)構(gòu)件中大跨度、薄壁和深腔結(jié)構(gòu)越來越多,曲面復雜,精度要求高,工藝復雜,為復雜結(jié)構(gòu)件的數(shù)控加工提出了新的挑戰(zhàn)。本文對基于多維特征的復雜結(jié)構(gòu)件設計-加工-檢測一體化進行了深入研究,主要成果如下:
(1)提出了多維特征概念并建立了多維特征模型。針對零件幾何和加工過程信息不能有效融合的問題,多維特征在傳統(tǒng)3維加工特征模型基礎(chǔ)上增加時間維,即過程維,不僅能表達特征加工的最終狀態(tài),還綜合考慮了特征的復雜加工過程。多維特征
2、模型采用約束網(wǎng)表達典型工藝方案等工藝知識,自動創(chuàng)建驅(qū)動幾何鏈和各加工操作的材料去除體,生成零件各中間狀態(tài)的B-Rep實體模型,支持零件中間狀態(tài)檢測點的生成,實現(xiàn)了中間狀態(tài)幾何和工藝知識的有效融合。
(2)提出了一種基于多維特征的過程能力指數(shù)計算方法。針對多品種小批量生產(chǎn)零件樣本容量不足導致的過程能力指數(shù)難以準確計算的問題,研究了多維特征加工工藝、尺寸和公差之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,發(fā)現(xiàn)尺寸不同而加工工藝和公差等級相同的加工特征質(zhì)量特性值
3、存在標準差與公差之比為常數(shù),遂將其歸為同一加工特征樣本以擴大樣本容量。通過樣本個體歸一化使樣本均值相同,即樣本個體具有同一分布,進而計算出多維特征的過程能力指數(shù),實現(xiàn)了面向多品種小批量生產(chǎn)的過程能力指數(shù)由區(qū)間估計向點估計的轉(zhuǎn)變。
(3)提出了一種多維特征的驅(qū)動面創(chuàng)建方法。針對薄壁可側(cè)銑曲面由于變形導致中間狀態(tài)加工余量難以保證的問題,研究了特征中間狀態(tài)加工余量、厚度容差和最終狀態(tài)厚度公差之間的映射關(guān)系,給出了特征中間狀態(tài)加工余量
4、的取值范圍和中間狀態(tài)厚度容差的計算方法。以中間狀態(tài)加工余量為約束優(yōu)化刀具與中間狀態(tài)曲面的接觸線,自動生成刀軌驅(qū)動面。等精度離散接觸線生成檢測點,基于檢測數(shù)據(jù)擬合實際加工面,依據(jù)厚度容差判斷是否超差,進而自動創(chuàng)建下一步加工的驅(qū)動面,實現(xiàn)刀軌的自適應生成。為數(shù)控加工由基于人工經(jīng)驗的粗略方案求解模式向基于檢測數(shù)據(jù)的優(yōu)化方案求解模式轉(zhuǎn)變提供理論和技術(shù)參考。
(4)基于以上研究開發(fā)了基于多維特征的復雜結(jié)構(gòu)件設計-加工-檢測一體化系統(tǒng),并
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