[发明专利]集成式飞机结构件数控加工能力测试模型及其应用

权利要求书

1.一种集成式飞机结构件数控加工能力测试模型，其特征是它包含了飞机结构件典型特征及其组合，它是一个双面零件，其中一面腹板高度不一，筋顶高低不一，定义为正面，另外一面腹板高度一致、筋顶高度一致，为反面；正面包含的典型特征有槽特征、筋特征、孔特征、相交特征及其组合，槽特征包含多层槽、开口槽、封闭槽、开角槽、闭角槽、开闭角混合槽、含下陷槽、含凸台槽；筋特征包含平顶筋、斜顶筋、曲顶筋、独立筋、开口筋，孔特征的孔径从R2~R20不等分布；相交特征包含槽与孔相交、多层槽相交、开口筋与槽相交、独立筋与槽相交；特征之间的组合关系包括大面积槽与多层槽组合、槽与筋的组合、槽与孔之间的组合、多层槽与开口槽之间的组合；反面包含反面槽特征、反面筋特征、外轮廓、反面侧孔特征及其组合，反面槽特征包含反面三角槽、反面窄深槽、反面开口槽、反面封闭槽、反面闭角槽、反面开闭角混合槽、反面单层槽、反面下陷槽，反面特征组合体现为反面小面积窄深槽、反面大面积槽、反面开口槽、反面单层槽之间的组合，外轮廓包括凸下陷、凹下陷、闭角、开角，轮廓含有侧孔。

2.根据权利要求1所述的测试模型，其特征是所述模型的尺寸为：600mm×400mm×100mm，整体轮廓呈n形，内轮廓由呈C形的开闭角混合的自由曲面构成，最大开角角度和闭角角度均为15o。

3.根据权利要求1所述的测试模型，其特征是所述槽特征的腹板的厚度为1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm、5mm，腹板面积为4000mm²、5000 mm²、12000 mm²、14000 mm²、21000 mm²、23000 mm²、25000 mm²、29000 mm²、44000 mm²，多层槽分为2层和3层两种情况，层差为0.75mm、1mm、1.5mm，多层槽含阶梯分布、巢居分布和交叉分布形式，凸台槽含孔，转角与转角之间的距离小于三倍转角半径，转角半径为R5mm、R6mm、R6.5mm、R8mm、R10mm五种，转角角度含有钝角、直角和锐角三种，转角含有三轴加工和五轴加工情况，槽特征内含凸下陷和凹下陷，窄深槽有一边长度小于30mm，深度大于40mm，三角槽是指向腹板投影呈三角形的槽特征；述模型筋特征的筋高度为30mm、35mm、38mm和45mm，侧壁厚度为2mm和3mm。

4.一种权利要求1所述的测试模型，其特征是它被用于测试通用CAD/CAM软件和专用自动编程系统在飞机结构件包含典型特征、相交特征及其特征组合的复杂零件数控加工编程方面的正确率和效率。

5.一种权利要求1所述的测试模型，其特征是它被用于测试自动编程系统在飞机结构件典型加工特征、相交特征及其结合特征的自动识别的正确率和识别效率。

6.一种权利要求1所述的测试模型，其特征是它被用于测试自动编程系统在飞机结构件加工中的工艺决策能力。

7.一种权利要求1所述的测试模型，其特征是它被用于测试数控加工工艺水平及数控机床的加工精度和使用性能。

8.一种权利要求1所述的测试模型，其特征是它被用于通过与模型真实加工时间的对比来测试工时预测系统在飞机结构件加工领域准确率和预测速度。

9.一种权利要求1所述的测试模型，其特征是它被用于测试数控加工在线检测系统的功能、检测工艺、检测效率和检测精度。

10.一种权利要求1所述测试模型的测试方法，其特征是它包括以下步骤：

步骤1，通过典型加工特征识别结果、相交特征识别、自由曲面特征识别结果查看特征识别系统在飞机结构件方面的识别能力，特征识别结果包含加工特征几何及参数，评价指标为识别正确率和识别效率；

步骤2，通过零件尺寸、自由曲面的角度查看机床决策能力，双面类型来查看工序决策能力，不同加工特征来查看工步决策能力，不同的腹板厚度、相交特征来查看加工特征排序能力，组合特征、不同特征的不同类型来查看加工策略决策能力；

步骤3，通过相交特征、台阶槽、曲顶筋、斜顶筋、侧孔等特征测试刀轨自动生成功能对于飞机结构件的工艺适应性，通过开角槽、闭角槽和开闭角混合槽测试腹板无干涉刀轨生成的能力，通过槽特征侧壁和轮廓特征的自由曲面测试自动编程系统的五轴侧铣无干涉刀轨自动生成能力，刀轨生成能力的评价指标为刀轨生成的正确率及效率；

步骤4，通过测试零件的薄壁结构如腹板和筋来测试切削参数的优劣、通过薄壁开口槽来测试装夹水平、防变形水平；通过含开闭角的自由曲面测试数控机床五轴联动水平； 

步骤5，从零件加工过程中的振动情况、加工后零件的表面质量、尺寸精度等方面来测试数控机床加工飞机结构件的能力；零件整体工艺方案、切削参数应用、加工效率、表面质量、尺寸精度、变形情况来综合测试数控加工厂加工飞机结构件的工艺水平；

步骤6、输入零件模型与加工机床到工时预测系统，对比预测的加工工时与实际加工工时的差别，并记录预测所需的时间；

步骤7、通过孔、相交特征、自由曲面测试检测工艺规划系统的检测点生成与检测路径规划，通过检测点位置与数量、检测路径的长短来评价检测系统。