[发明专利]航空发动机机匣特征识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种CAD/CAM技术，尤其是一种航空发动机关键之一机匣的CAD、CAPP、CAM融合技术，具体地说是一种航空发动机机匣特征识别方法。

背景技术

CAD、CAPP、CAM系统分别在现代产品设计、工艺设计和数控编程方面发挥了很大的作用。但这些系统各自独立，不能实现信息的自动转换和共享，导致在应用过程中自动化程度和效率低。以提高产品设计、工艺设计和数控编程自动化程度和效率为目的的CAD/CAPP/CAM集成成为了工业界的迫切需求，而特征识别技术可以实现各系统间数据传递，是实现CAD/CAPP/CAM集成的有效途径。

航空发动机是飞机的动力之源，主要包含机匣、叶盘等结构类型，其中机匣多采用钛合金、高温合金等耐高温、难切削材料；结构上是以回转轮毂面为主体的圆环结构，周向分部柱状岛屿凸台，零件最薄处仅为2-3mm厚，属多岛屿复杂薄壁结构件。

目前在机匣数控加工中，由于其结构复杂、精度要求高，对于编程工艺人员的经验依赖性很大。传统的机匣数控程序编制包含大量人工几何点选，重复工作量大，且编程质量依赖工艺人员经验，总体效率不高。而特征可以作为加工工艺知识和经验的载体，有效继承加工工艺知识和经验，基于特征可以实现快速高效的数控程序编制，而特征识别是基于特征的快速程编技术的基础。所以特征识别技术成为提高机匣数控编程效率和质量的重要手段。但在现有的特征识别技术中，还没有覆盖机匣零件特征类型，所以对机匣的特征识别还没有高效的识别方法。

本发明公开了一种航空发动机机匣特征识别方法。该方法首先根据航空发动机机匣的结构特点，将发动机机匣加工特征定义为一系列环形槽特征和凸台特征的组合。其次进行环形槽特征和凸台特征的高效特征识别：首先建立零件加工坐标系，设定分型面，再将所有几何拓扑元素进行唯一标识，构建全息属性面边图，并定义完整的面节点和边节点属性，最后基于全息属性面边图搜索各类特征的种子面，依据拓展规则识别出零件中包含的环形槽特征和凸台特征。该特征识别方法涵盖的特征类型满足机匣铣削加工需求，且识别效率高，正确率高。

发明内容

本发明的目的是针对目前CAM系统缺少针对航空发动机机匣的特征识别功能，以及现有识别方法的不足，发明一种航空发动机机匣特征识别方法。

本发明技术方案是：

 一种航空发动机机匣特征识别方法，其特征在于它包括以下步骤：

步骤1：分析航空发动机机匣结构特点，定义满足机匣铣削加工要求的环形槽特征和凸台特征类型；

步骤2：对机匣零件进行预设置并提取零件所有面、边信息；

步骤3：基于种子面、分型面及拓展规则进行面搜索，构建机匣环形槽特征和凸台特征；

步骤4：提取机匣环形槽特征的所有信息，得到特征识别结果，存入XML文件。

所述的分析航空发动机机匣结构特点，定义满足机匣铣削加工要求的环形槽特征和凸台特征类型是指：

通过分析机匣结构特点和加工特性，将机匣加工特征定义为环形槽特征和凸台特征的组合，其中环形槽特征包含顶面、侧面、底角面和底面，且底面上长有周向分布的凸台特征，其中每个凸台特征又包含顶面、侧面、底角面和底面。

所述的对机匣零件进行预设置并提取零件所有面、边信息是指：

预设置包含设定加工坐标系和选定分型面，规定将Z轴选为机匣回转轴线方向，X、Y轴不作限定；分型面选择与Z轴垂直且法向平行Z轴的最低平面；其中零件的面、边信息包含面、边的几何信息及面、边与其相邻几何元素的连接关系。

所述的种子面为基于拓展规则进行特征构建的初始值，环形槽特征的种子面为机匣零件上的锥面、柱面及环形曲面；凸台特征的种子面为环形槽特征的底面列。

所述的构建机匣环形槽特征时，首先根据机匣种子面依据底面拓展规则得到正确的环形槽底面；再根据底面依据底角面拓展规则得到正确的底角面；再根据底角面依据侧面拓展规则获得正确的侧面；最后根据侧面依据顶面拓展规则得到正确的顶面。

所述的构建机匣凸台特征时，首先根据凸台种子面（即长有凸台的环形槽底面）依据凸台底角面拓展规则得到正确的凸台底角面；再根据底角面依据侧面拓展规则获得正确的凸台侧面；最后根据侧面依据顶面拓展规则得到正确的凸台顶面。

机匣环形槽特征的所有信息按顶面、侧面、底角面、底面、凸台的顺序存入XML文件，其中每个凸台特征包含凸台顶面、侧面、底角面和底面。

本发明的有益效果是：

本发明涵盖了机匣铣削加工需求的特征类型，且具有识别效率高，正确率高的优点。