[发明专利]基于特征的整体叶盘流道粗加工插铣加工轨迹自动生成方法

权利要求书

1.一种基于特征的整体叶盘流道粗加工插铣加工轨迹自动生成方法，其特征在于它包括以下步骤：

步骤1：在CAM环境下，通过自动读取或手动点选的方式，得到一个或多个流道特征面列；步骤2：分析流道特征结构特点，自动选择或人工输入优化的加工方案，确定加工方向和径向分层；

步骤3：根据所选加工方案，结合流道特征面列或插铣毛坯，采用直纹面包络叶片型面的方式，自动构建每个流道的插铣加工区域，包含流道底面的提取，构建两侧面、前后面及顶面；

步骤4：根据加工资源库中的数据，采用自动和人工相结合的方式，进行插铣加工工艺决策，得到加工工艺方案；

步骤5：依据流道加工区域及加工工艺方案，自动生成插铣加工轨迹，包含刀位点、刀轴及进退刀设置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是流道特征面列包含两类：流道的侧面和底面，采用自动和手动两种方式获得流道特征面列，并且两种方式都支持单个流道和多个流道特征面列的提取或点选，由操作人员根据实际需要自由决定；

自动获得流道特征面列是指通过读取特征识别结果，自动将流道加工特征信息提取，包括流道的侧面、底面及相邻两叶片的面信息；

手动构建流道特征面列是指：

①通过手动点选流道所在两个叶片的叶盆和叶背，作为流道侧面；

②通过手动点选流道相邻两叶片所在的圆锥、圆柱或自由曲面，作为流道的底面，自由曲面是指长有叶片的回转面。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的加工方向是指插铣方向，径向分层是指插铣径向分层：

1)插铣方向的确定是通过分析两构成流道的叶片型面，确定采用叶片径向插铣还是叶片轴向插铣，其中评判的标准，采用弦高比的对比，即在本刀轴插铣平面内插铣刀轴长度与刀轴距离叶片型面最远距离的比值，比值较大的为优选插铣方向，或由工程人员自行选择插铣方向；

2)插铣径向分层是指在狭长流道插铣加工中，往往出于刀具刚性及加工效率需求，需要将流道进行径向分层，利用偏置底面的方法将整个流道分为几层，分别构建各层加工区域后由上到下进行插铣加工。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的流道径向插铣加工区域的两侧面、顶面、底面以及前后面构建方式为：

1)底面的获取；

流道底面来自于长有叶片的回转类型面，包括圆柱、圆锥或自由曲面，将其偏移一个模型底角半径后，作为底面，若无底角面则不进行偏移。

2)两侧面的获取；

由于叶片的型面多为自由曲面，不能够直接用于插铣刀轴的构建，所以采取直纹面包络叶片型面的方法，利用直纹面近似逼近叶片型面，作为插铣加工区域的侧面，具体方法是：提取流道对应的两叶片相对应的叶盆和叶背面，任取一面的前后边缘线，绕叶盘回转轴扫掠至另一面，得到两边缘截平面，计算两边缘截平面间的夹角及圆弧顶边最近距离，以此为依据构建一系列非等距截平面截交流道两侧面，利用每个截平面对应的两条截交线为起止线扫掠出一个扇形区域，在此区域内得到利用最小二乘法得到最为贴合两侧面交线的直线，作为此截面直纹包络面的母线，将所有截面的直纹包络面母线进行拟合，得到贴合两流道侧面的直纹包络面作为加工区域的两个侧面；

3)前后面的获取

流道加工区域的前后面通过读取叶盘插铣的毛坯模型自动获得，或通过流道侧面自动创建，其中自动创建的方法如下：

提取直纹包络面边缘母线，作为起止边界，以整体叶盘回转轴做轴线扫掠出的回转面，在与侧面和底面裁剪后，作为加工区域前后面；

4)顶面的获取

流道加工区域的顶面通过读取叶盘插铣的毛坯模型自动获得，或通过流道侧面、前后面自动创建，其中自动创建的方法如下；

提取任一直纹包络面边线中离叶片顶面最近的那条，作为母线，以整体叶盘回转轴为轴线扫掠出回转面，将其与另一直纹包络面以及前后面进行裁剪后，得到加工区域顶面。