加工特征进行计算，过程能力指数计算方法为:CP= T/6S，C p表示过程能力指数，T表示加工特征质量特性值的公差，S为加工特征质量特性值的标准差，过程能力指数等级分为4级，分别为:Cp ^ 1.67，表示加工工艺加工相应加工特征的过程能力过高；1.33 < Cp < 1.67，表示加工工艺加工相应加工特征的过程能力充分；L O < Cp < 1.33，表示加工工艺加工相应加工特征的过程能力一般；Cp < 1.0，表示加工工艺加工相应加工特征的过程能力不足。其中的同一样本的加工特征是指形状相同、尺寸不同、加工工艺和公差等级相同的加工特征。
[0023]如图1和图2所示的两个加工特征，都属于槽特征的大类，形状类似，但是又有所差别，尺寸也不相同，通过对比发现其属性邻接图相同，即几何拓扑相同。其加工策略也相同，都是首先进行开槽粗加工，然后铣凸台，铣孔，铣腹板，侧铣内型，最后铣转角。确定了几何拓扑相同和加工策略相同后便可进一步判断其加工工艺的过程能力指数等级是否相同。计算过程能力指数等级需要统计大量的样本，其样本选择方法为:选择形状相同、尺寸不同而加工工艺和公差等级相同的加工特征，选择加工特征的关键质量特性值，对于槽特征，厚度是关键的质量特性值，公差即厚度的公差。确定了特征的样本后，过程能力指数计算方法为:CP= T/6S，C p表示过程能力指数，T表示加工特征质量特性值的公差，S为加工特征质量特性值的标准差。(过程能力指数的具体计算方法请参考中国国家发明专利《基于特征的多品种小批量生产零件过程能力指数确定方法》，专利申请号:201410043698.5)。
[0024]过程能力指数计算后分析各自的过程能力指数的等级，按照如下方法确定等级:分别为:Cp彡1.67，表示加工工艺加工相应加工特征的过程能力过高，1.33 ^ Cp < 1.67，表示加工工艺加工相应加工特征的过程能力充分，1.0 ^ Cp < 1.33，表示加工工艺加工相应加工特征的过程能力一般，Cp < 1.0，表示加工工艺加工相应加工特征的过程能力不足。
[0025]若经过分析，发现过程能力指数处于同一等级，则为同一加工特征，相应的加工工艺便可以重用，否则不能定义为同一加工特征。
[0026]对于为了增加同一加工特征定义条件的适用性，相同几何拓扑的条件也可扩展为几何拓扑结构相似，需满足如下条件:即增加了节点的数目但是未改变节点之间连接的结构形式。在该实施方式中可解释为:图1和图2中加工特征的侧壁为4个侧壁，若将侧壁增加为5个，并不影响几何的拓扑结构，依然能够作为几何拓扑相同。
[0027]对于图1和图2所示的加工特征，都是复杂加工特征，在一些关键区域会影响刀具的直径选择。如图3所示，设关键加工区域的宽度为X’设加工余量为A，设刀具的直径为D，则x、A、和D需满足的关系为:2A<x-D，为了满足以上关系，可通过调节A和D的大小实现。图3中的虚线表示上一步加工操作的残留位置。
[0028]加工过程中加工余量、刀具和特征几何状态间的关联关系会在特征中间状态间的进行传递，其传递关系指:上一步加工操作的过切可以由下一步加工操作消除的则不影响加工效果，上一步加工操作的欠切在不超过下一步加工操作允许切削量的前提下可继续加工，否则需要重新规划下一步加工操作的刀轨，以保证切削余量均匀。以图3为例进行说明，若在腹板的加工过程中刀具在经过狭窄区域时，即图3中宽度为X的区域，若在侧壁处发生的过切，即假设预定的在侧壁处的加工余量为A，而实际的加工余量小于A，只要余量大于0，则下一步侧壁的加工即可消除该过切的影响。若在侧壁处发生欠切，即实际的加工余量大于A，若该余量大于侧壁加工时的允许值，则侧壁的加工刀轨需要多加一层，重新规划。
[0029]本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种同一加工特征定义方法，其特征在于将具有相同几何拓扑、相同加工策略且相同过程能力指数等级的加工特征定义为同一加工特征，以此作为加工特征加工工艺知识重用的条件。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的相同几何拓扑是指加工特征具有相同的面节点数和相同的面节点连接关系，加工特征的几何拓扑通过属性面边图表达，为了增加同一加工特征定义条件的适用性，相同几何拓扑的条件扩展为几何拓扑结构相似时需满足如下条件:即增加了节点的数目但是未改变节点之间连接的结构形式。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的相同加工策略指加工该特征的加工操作及其加工顺序相同。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的相同过程能力指数等级指根据能够作为同一样本的加工特征进行计算，过程能力指数计算方法为:CP= T/6S，CP表示过程能力指数，T表示加工特征质量特性值的公差，S为加工特征质量特性值的标准差。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述同一样本的加工特征是指形状相同、尺寸不同、加工工艺和公差等级相同的加工特征。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述过程能力指数等级分为4级，分别为:Cp ^ 1.67，表示加工工艺加工相应加工特征的过程能力过高；1.33 < Cp < 1.67，表示加工工艺加工相应加工特征的过程能力充分；1.0 < Cp < 1.33，表示加工工艺加工相应加工特征的过程能力一般；Cp < 1.0，表示加工工艺加工相应加工特征的过程能力不足。7.一种同一加工特征的定义方法，其特征在于对于复杂的加工特征，同一加工特征在具有相同的加工策略的条件下，其具体的刀具信息与每个加工操作的加工余量通过加工过程中加工余量、刀具和特征几何状态间的关联关系确定，其具体方法如下:设加工区域的宽度为X，设加工余量为A，设刀具的直径为D，则x、A、和D需满足的关系为:2k ( x-D，为了满足以上关系，通过调节A和D的大小实现。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述的加工过程中加工余量、刀具和特征几何状态间的关联关系会在特征中间状态间进行传递，其传递关系指:上一步加工操作的过切可以由下一步加工操作消除的则不影响加工效果，上一步加工操作的欠切在不超过下一步加工操作允许切削量的前提下可继续加工，否则需要重新规划下一步加工操作的刀轨，以保证切削余量均匀。
【专利摘要】一种同一加工特征定义方法，其特征是将具有相同几何拓扑、相同加工策略且相同过程能力指数等级的加工特征定义为同一加工特征。加工特征的几何拓扑通过属性面边图表达，通过加工特征的加工操作及其加工顺序表达加工策略，以形状相同、尺寸不同、加工工艺和公差等级相同的加工特征作为同一特征样本进行过程能力指数的计算，从而建立判定条件。通过加工过程中加工余量、刀具和特征几何状态间的关联关系及其在特征中间状态间的传递关系确定具体加工操作的刀具及其加工余量。本发明提出的方法有效解决了小批量甚至单件生产模式下加工工艺知识重用的问题，为提高数控编程的效率和质量提供了技术支撑。
【IPC分类】G05B19/18
【公开号】CN105182903
【申请号】CN201510678719
【发明人】李迎光, 刘长青
【申请人】南京航空航天大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月19日