一种航空发动机机匣复杂曲面特征提取方法及装置与流程

本发明涉及航空发动机机匣加工，公开了一种航空发动机机匣复杂曲面特征提取方法及装置。

背景技术：

1、机匣是航空发动机的核心部件之一，是整个航空发动机承受负载较高的部件。目前，按结构形式主要分为对开机匣和整体式机匣。机匣类零件有复杂的特征和工艺，其属于典型的复杂曲面薄壁结构，材料难加工，刀具磨损破损严重，加工过程中易产生加工变形和加工振动，对加工路径规划、加工余量分配和加工工艺参数的选用提出巨大挑战。目前，机匣加工效率提升需要通过粗加工和精加工综合工艺优化，并综合利用五轴数控编程加工的方式实现，在工艺稳定性和加工质量一致性需要的条件下，实现高效率加工工艺。

2、现在航空发动机相关零件加工程序编制过程中，针对机匣零件上的孔、槽、平面等特征，其结构简单，加工工艺方便，易于直接根据机匣三维模型中的特征识别进行孔、槽或平面的参数提取，然后快速编制对应的加工程序。但是现有用于航空发动机零件加工的编程软件对于零件模型上复杂曲面无法进行特征识别，需要操作人员手动编制。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种航空发动机机匣复杂曲面特征提取方法及装置，通过对机匣三维模型进行特征和非特征的识别和处理，能够将机匣上无法识别的复杂曲面转化为可被识别的拓扑特征，以便实现机匣加工前复杂曲面加工策略编程。

2、为了实现上述技术效果，本发明采用的技术方案是：

3、一种航空发动机机匣复杂曲面特征提取方法，包括：

4、将机匣三维模型输入三维模型软件，利用三维模型软件识别机匣三维模型待加工区域的特征；

5、在三维模型软件上删除识别到的特征，得到机匣三维模型待加工区域的剩余曲面；

6、将获得的剩余曲面投影到机匣三维模型的一个径向平面上，得到剩余曲面对应的投影区域；

7、选取投影区域内距离最远的两个点，分别确定为第一点和第二点；以第一点和第二点之间的连线为直径，作位于机匣三维模型的径向平面的圆；

8、将圆沿机匣轴向进行拉伸，得到包覆剩余曲面的圆柱体，将圆柱体与剩余曲面进行布尔相减，得到加工剩余曲面的中间模型；

9、将机匣三维模型与中间模型相减，得到可被三维模型软件识别为特征的剩余曲面拓扑特征。

10、进一步地，所述特征包括孔、槽、平面中的一种或多种。

11、进一步地，将圆沿机匣轴向进行拉伸，得到包覆剩余曲面的圆柱体过程中，圆柱体在机匣中心轴所在平面的投影最高点与剩余曲面在机匣中心轴所在平面的投影最高点重合，且圆柱体在机匣中心轴所在平面的投影最低点与剩余曲面在机匣中心轴所在平面的投影最低点重合。

12、为实现上述技术效果，本发明还提供了一种航空发动机机匣复杂曲面特征提取装置，包括：

13、特征识别模块，所述特征识别模块用于利用三维模型软件识别机匣三维模型待加工区域的特征；

14、模型处理模块，所述模型处理模块用于在三维模型软件上删除识别到的特征，得到机匣三维模型待加工区域的剩余曲面；

15、投影模块，所述投影模块用于将获得的剩余曲面投影到机匣三维模型的一个径向平面上，得到剩余曲面对应的投影区域；

16、复杂曲面预处理模块，所述复杂曲面处理模块用于选取投影区域内距离最远的两个点，分别确定为第一点和第二点；以第一点和第二点之间的连线为直径，作位于机匣三维模型的径向平面的圆；将圆沿机匣轴向进行拉伸，得到包覆剩余曲面的圆柱体，将圆柱体与剩余曲面进行布尔相减，得到加工剩余曲面的中间模型；

17、复杂曲面提取模块，所述复杂曲面提取模块用于将机匣三维模型与中间模型相减，得到可被三维模型软件识别为特征的剩余曲面拓扑特征。

18、进一步地，所述特征识别模块中，所述特征包括孔、槽、平面中的一种或多种。

19、进一步地，所述复杂曲面处理模块中，将圆沿机匣轴向进行拉伸，得到包覆剩余曲面的圆柱体过程中，圆柱体在机匣中心轴所在平面的投影最高点与剩余曲面在机匣中心轴所在平面的投影最高点重合，且圆柱体在机匣中心轴所在平面的投影最低点与剩余曲面在机匣中心轴所在平面的投影最低点重合。

20、与现有技术相比，本发明所具备的有益效果是：本发明利用三维模型软件识别机匣三维模型待加工区域的特征并删除识别到的特征后，得到机匣三维模型待加工区域的剩余曲面；将剩余曲面投影到机匣三维模型的一个径向平面上，选取投影区域内距离最远的两个点，并以两点连线为直径位于投影面的圆，将圆沿机匣轴向进行拉伸，得到包覆剩余曲面的圆柱体，将圆柱体与剩余曲面进行布尔相减，得到加工剩余曲面的中间模型；将机匣三维模型与中间模型相减，得到可被三维模型软件识别为特征的剩余曲面拓扑特征，后续通过三维模型软件提取该复杂曲面对应特征的相关参数，有利于编程软件编制复杂曲面的加工程序。

技术特征：

1.一种航空发动机机匣复杂曲面特征提取方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的航空发动机机匣复杂曲面特征提取方法，其特征在于，所述特征包括孔、槽、平面中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的航空发动机机匣复杂曲面特征提取方法，其特征在于，将圆沿机匣轴向进行拉伸，得到包覆剩余曲面的圆柱体过程中，圆柱体在机匣中心轴所在平面的投影最高点与剩余曲面在机匣中心轴所在平面的投影最高点重合，且圆柱体在机匣中心轴所在平面的投影最低点与剩余曲面在机匣中心轴所在平面的投影最低点重合。

4.一种航空发动机机匣复杂曲面特征提取装置，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的航空发动机机匣复杂曲面特征提取装置，其特征在于，所述特征识别模块中，所述特征包括孔、槽、平面中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的航空发动机机匣复杂曲面特征提取装置，其特征在于，所述复杂曲面处理模块中，将圆沿机匣轴向进行拉伸，得到包覆剩余曲面的圆柱体过程中，圆柱体在机匣中心轴所在平面的投影最高点与剩余曲面在机匣中心轴所在平面的投影最高点重合，且圆柱体在机匣中心轴所在平面的投影最低点与剩余曲面在机匣中心轴所在平面的投影最低点重合。

技术总结
本发明涉及航空发动机机匣加工技术领域，公开了一种航空发动机机匣复杂曲面特征提取方法及装置，利用三维模型软件识别机匣三维模型待加工区域的特征并删除识别到的特征后，得到机匣三维模型待加工区域的剩余曲面；将剩余曲面投影到机匣三维模型的一个径向平面上，选取投影区域内距离最远的两个点，并以两点连线为直径位于投影面的圆，将圆沿机匣轴向进行拉伸，得到包覆剩余曲面的圆柱体，将圆柱体与剩余曲面进行布尔相减，得到加工剩余曲面的中间模型；将机匣三维模型与中间模型相减，得到可被三维模型软件识别为特征的剩余曲面拓扑特征，后续通过三维模型软件提取该复杂曲面对应特征的相关参数，有利于编程软件编制复杂曲面的加工程序。

技术研发人员：李湉,陈鹏飞,高勇,赵驯峰,熊吉健,张世贵,李晓伟,刘睿,夏洪兵,张舜,张敬贤
受保护的技术使用者：中国航发航空科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1