一种自动计算孔位加工信息并且生成加工代码算法方法技术

一种自动计算孔位加工信息并且生成加工代码算法方法，属于智能制造电火花加工技术领域，针对目前航空发动机涡轮叶片制作设计过程中的气模孔位绘制以及电火花加工环节，为了解决孔位设计过程中计算角度耗时、加工代码繁琐的问题，提出的一种自动生成孔位以及加工代码的算法系统。的算法系统。的算法系统。

【技术实现步骤摘要】
一种自动计算孔位加工信息并且生成加工代码算法方法


[0001]本专利技术属于智能制造电火花加工
，针对航空发动机涡轮叶片制作设计过程中的气模孔位绘制以及电火花加工环节，提供了一种自动计算孔位加工信息并且生成加工代码算法方法。

技术介绍

[0002]航空发动机涡轮叶片的制造是世界各国机加工与制造领域的难点与重点，其中提高涡轮前温度是提高现代航空发动机循环效率和推动力的有效手段，由于涡轮前温度的升高速度已经远超过涡轮叶片材料所能承受的耐温极限，为了保证高温涡轮能够正常进行工作，需要采用有效的内部和外部强化换热和冷却手段。内部冷却包括扰流柱/肋，冲击力冷却，凹槽，凹坑结构等，外部冷却则是主要通过离散孔实现的气膜冷却。对于航空发动机中气模孔的特性，电火花加工为主要加工途径。
[0003]常规叶片制作过程中，在完成涡轮叶片的3维模型搭建后，工作人员为了获得加工对应孔的加工代码，需要逐个对叶片上的孔进行测量以及计算，由于孔的位置差异性较大，并且半径尺寸较小，在处理过程中十分繁琐，在获得需要的信息后，还需要根据孔本身的信息，逐个计算每个孔对应的加工代码，整个过程耗时耗力，在常规情况下，一片叶片上的孔信息计算，需要一位有熟练绘图经验的工作人员工作8
‑
10小时，并且由于长时间单一工作，其工作效率也难以保障，并且在计算过程中还容易出现一些细小错误，并且这些错误不容易通过筛查找出，导致后续工作较为繁琐。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对目前叶片气模孔设计过程中存在的上述问题，结合现场的实际工作情况，提出了一种自动识别计算孔位信息并且生成加工代码的算法系统。
[0005]一种自动计算孔位加工信息并且生成加工代码算法方法，含有以下步骤：
[0006]步骤1、选取零件上表面及气膜孔孔壁，根据气膜孔圆柱孔壁求得圆柱轴，轴与零件上表面的交点为入口点P0；
[0007]步骤2、根据圆柱轴求出当前位置到垂直需要绕Z轴和Y轴旋转的角度；
[0008]步骤3、将气膜孔入口轮廓按已求出的绕Z轴和Y轴旋转的角度旋转后，得出加工时的轮廓，提取此时轮廓的最低点坐标到圆柱轴的垂足P1’
， P0同样按绕Z轴和Y轴旋转的角度旋转得到P0’
，入口长度了L1等于P1’
和P0’
的距离。
[0009]步骤4、将气膜孔出口轮廓按已求出的绕Z轴和Y轴旋转的角度旋转后，得出加工时的轮廓，提取此时轮廓的最高点坐标到圆柱轴的垂足点 P2’
，和此时轮廓的最低点坐标到圆柱轴的垂足点P3’
，出口长度L2等于 P2’
和P3’
的距离。
[0010]步骤5、将P2’
按绕Z轴和Y轴旋转角度反向旋转到初始状态，得到出口点P2。
[0011]步骤6、理论孔深L3等于入口点P0到出口点P2的距离。
[0012]步骤7、构建以出口点P2为起点的射线，矢量方向为入口点P0到出口点P2的向量，计
算该射线与工件的交点，可能有多个交点，距离排序求出离出口点最近的点P4，可延伸空间L4等于出口点P2和点P4的距离。
[0013]步骤8、加工深度H＝μ1*L3+μ2*L2+h，
[0014]μ1和μ2分别表示加工理论孔深L3和出口长度L2部分的电极损耗率，为根据给定加工材料和电极试验测得；延伸h为给定值，h﹤L4。
[0015]步骤9、通过上述运算过程，输出计算后的气模孔位置以及加工代码。
[0016]本专利技术的优点：
[0017]在之前的计算孔位加工信息操作步骤中，需要手动计算将数据代入到公式中得到相应的参数，加工代码也需要人为输入，将相应的参数转化为符合标准的机器码，在本方法的专利技术使用后，能够通过鼠标对导入的三维图纸进行交互操作，在执行相对简单的操作后，系统会根据提前配置的一些信息，导出气模孔的加工重要信息，并且能够自动生成机床可以运行的加工代码。整体过程相对人工计算要更加简单，以同样的模型作为对比，一名熟练工人8
‑
10小时的工作，在系统中仅需1小时左右就能完成，并且上手相对简单，只需要正确使用软件即可，对绘图能力要求并没有十分严格，在提高了工作效率的同时节约了人力成本。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一个典型案例示意图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据例图实施具体的算法和实体操作。
[0019]图1为小孔气模孔加工原理示意图。
[0020]图2为小孔气模孔零件示意图。
[0021]例图中的相关参数将在具体实施方法中详细说明。
具体实施方式
[0022]本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语 (包括技术术语和科学术语)具有与所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。
[0023]实施例1：一种自动计算孔位加工信息并且生成加工代码算法方法，含有以下步骤：
[0024]圆柱轴对应的为旋转电极A，旋转电极A的轴心为Y轴，与Y轴对应的水平方向为X轴、垂直方向为Z轴，零件孔径D。
[0025]如图2所述，选取零件上簸箕孔(零件孔径D)的表面及圆柱孔壁面球的圆柱轴，圆柱轴与零件上表面的交点即为入口点坐标P0(零件表面)；提取圆柱孔壁面的上部分孔轮廓，对该闭合轮廓形成填充面求与圆柱轴的交点P1，簸箕孔深度H1等于P0和P1的距离。
[0026]在完成角度旋转后，放大模型，找到轮廓下沿与上表面的交点即为轮廓的最低点。
[0027]将轮廓最低点投影到圆柱轴上得到垂足P1’
，此时初始的入口点P0经过Y轴和Z轴变换后形成新的点P0’
,表示气膜孔经过旋转后成标准竖直状态的对应点，两个位置之间的距离不随旋转而发生改变。
[0028]入口长度L1的求取就是P1’
和P0’
之间的距离，对应图1及图2中的标注出口长度L1。
[0029]点击完孔柱内壁后计算并实时显示数据。
[0030]计算步骤包括：选取零件上簸箕孔的表面及圆柱孔壁面球的圆柱轴，圆柱轴与零件上表面的交点即为入口点P0；提取圆柱孔壁面的上部分孔轮廓，对该闭合轮廓形成填充面求与圆柱轴的交点P1，簸箕孔深度H1等于P0和P1的距离；根据圆柱轴求出当前位置到垂直需要绕Z轴和Y轴旋转的角度；选取簸箕孔流向扩张角贴合面对称线或贴合面中心线L，将P0 和L按照已求得的绕Z轴和Y轴旋转的角度旋转，得到旋转后的P0’
和L
’
，根据点P0’
和线L
’
构成平面P
’
，簸箕孔自旋角等于平面P
’
与Y轴正方向的夹角。
[0031]右上角标带
’
仅表示簸箕孔各个参数经过旋转后成标准竖直状态的对应点，如P0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动计算孔位加工信息并且生成加工代码算法方法，其特征在于，步骤1、选取零件上表面及气膜孔孔壁，根据气膜孔圆柱孔壁求得圆柱轴，轴与零件上表面的交点为入口点P0；将轮廓最低点投影到圆柱轴上得到垂足P1’
，此时初始的入口点P0’
经过Y轴和Z轴变换后形成新的点P0’
，入口长度L1的求取就是P1’
和P0’
之间的距离，步骤2、根据圆柱轴求出当前位置到垂直需要绕Z轴和Y轴旋转的角度；步骤3、将气膜孔入口轮廓按已求出的绕Z轴和Y轴旋转的角度旋转后，得出加工时的轮廓，提取此时轮廓的最低点坐标到圆柱轴的垂足P1’
，P0同样按绕Z轴和Y轴旋转的角度旋转得到P0’
，入口长度L1等于P1’
和P0’
的距离，步骤4、将气膜孔出口轮廓按已求出的绕Z轴和Y轴旋转的角度旋转后，得出加工时的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙跃飞，
申请(专利权)人：北京汉飞航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：