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结构件轮廓加工分区方法

飞机结构件轮廓特征包含大量复杂曲面。此外在加工过程中，为实现飞机结构件的夹紧定位，大多采用工艺凸台进行装夹。因此轮廓特征编程时不仅需要考虑复杂曲面，还需要考虑工艺凸台等外围干涉物信息。而现有结构件自动编程系统未考虑与结构件相关联的干涉物信息，导致在自动编程模式下，轮廓特征加工程序编制仍依赖人工经验，使得轮廓特征编程周期占结构件编程周期40%以上，严重影响了结构件编程效率，已成为制约结构件研制的瓶颈问题。

为实现轮廓特征自动编程需首先解决轮廓特征识别与加工自动分区问题。如何进行轮廓特征加工自动分区能更好的支撑轮廓特征加工是在进行分区时必须考虑的问题。影响轮廓特征加工的因素包括轮廓特征曲面和外围干涉物，因此为更好地服务轮廓特征自动编程，需综合考虑飞机结构件轮廓特征复杂曲面及工艺凸台等干涉物信息进行轮廓特征加工分区。

在进行轮廓特征加工分区时，首先基于相邻轮廓面连接边属性及凸边约束原则对轮廓面进行初分区。即当相邻轮廓几何面连接边为凸边时，对轮廓特征几何面进行分区，直到所有轮廓几何面全部计算完毕，得到轮廓特征初分区组合。对已创建的轮廓特征初分区组合中轮廓几何面进行重复性筛查，确保同一轮廓几何面只出现在一个轮廓特征初分区组合中。

基于轮廓特征初分区结果进行二次分区。依据工艺凸台等干涉物信息构建虚拟边界，并基于虚拟边界对轮廓面初分区结果进行横向和纵向加工区域划分，通过考虑轮廓特征加工方式制定轮廓加工区域合并原则，进而对轮廓面横向和纵向加工区域进行合并得到轮廓特征加工分区结果。针对每一个轮廓特征分区结果包含该加工区域的起始元素、终止元素，几何面以及沿腹板面法矢的限制元素。上述组合可直接为轮廓特征自动编程提供加工驱动几何信息。

本文提出了综合考虑凸边约束原则和凸台等干涉物信息的轮廓几何面加工自动分区方法，并开发了轮廓特征加工自动分区系统，可为轮廓特征加工程序编制提供支撑。未来将开展轮廓特征加工工艺参数决策技术研究，进一步实现轮廓特征自动数控编程。