基于多維特征的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)-加工-檢測(cè)一體化.pdf

1、航空航天產(chǎn)品復(fù)雜結(jié)構(gòu)件中大跨度、薄壁和深腔結(jié)構(gòu)越來(lái)越多，曲面復(fù)雜，精度要求高，工藝復(fù)雜，為復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的數(shù)控加工提出了新的挑戰(zhàn)。本文對(duì)基于多維特征的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)-加工-檢測(cè)一體化進(jìn)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(duì)零件幾何和加工過(guò)程信息不能有效融合的問(wèn)題，多維特征在傳統(tǒng)3維加工特征模型基礎(chǔ)上增加時(shí)間維，即過(guò)程維，不僅能表達(dá)特征加工的最終狀態(tài)，還綜合考慮了特征的復(fù)雜加工過(guò)程。多維特征

2、模型采用約束網(wǎng)表達(dá)典型工藝方案等工藝知識(shí)，自動(dòng)創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)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(shí)體模型，支持零件中間狀態(tài)檢測(cè)點(diǎn)的生成，實(shí)現(xiàn)了中間狀態(tài)幾何和工藝知識(shí)的有效融合。
　　(2)提出了一種基于多維特征的過(guò)程能力指數(shù)計(jì)算方法。針對(duì)多品種小批量生產(chǎn)零件樣本容量不足導(dǎo)致的過(guò)程能力指數(shù)難以準(zhǔn)確計(jì)算的問(wèn)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(jí)相同的加工特征質(zhì)量特性值

3、存在標(biāo)準(zhǔn)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(kuò)大樣本容量。通過(guò)樣本個(gè)體歸一化使樣本均值相同，即樣本個(gè)體具有同一分布，進(jìn)而計(jì)算出多維特征的過(guò)程能力指數(shù)，實(shí)現(xiàn)了面向多品種小批量生產(chǎn)的過(guò)程能力指數(shù)由區(qū)間估計(jì)向點(diǎn)估計(jì)的轉(zhuǎn)變。
　　(3)提出了一種多維特征的驅(qū)動(dòng)面創(chuàng)建方法。針對(duì)薄壁可側(cè)銑曲面由于變形導(dǎo)致中間狀態(tài)加工余量難以保證的問(wèn)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(jì)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(dòng)生成刀軌驅(qū)動(dòng)面。等精度離散接觸線生成檢測(cè)點(diǎn)，基于檢測(cè)數(shù)據(jù)擬合實(shí)際加工面，依據(jù)厚度容差判斷是否超差，進(jìn)而自動(dòng)創(chuàng)建下一步加工的驅(qū)動(dòng)面，實(shí)現(xiàn)刀軌的自適應(yīng)生成。為數(shù)控加工由基于人工經(jīng)驗(yàn)的粗略方案求解模式向基于檢測(cè)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(fù)雜結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)-加工-檢測(cè)一體化系統(tǒng)，并