3. 2　成型曲面特征屬性的可加工性的評(píng)價(jià)

　　根據(jù)對(duì)成型曲面特征屬性的提取, 針對(duì)用戶屬性層各屬性的幾何特征, 將影響成型曲面可加工性的曲面幾何特征與模具的幾何特征數(shù)值屬性評(píng)價(jià)分為成型曲面的曲率評(píng)價(jià)、成型曲面閉角的評(píng)價(jià)、成型曲面單值性的評(píng)價(jià)、以及成型曲面水平度評(píng)價(jià)。復(fù)雜曲面曲率的評(píng)價(jià)是對(duì)屬性Q 和屬性C 的評(píng)價(jià), 將其屬性映射為判斷曲面上點(diǎn)的曲率是否滿足加工要求。復(fù)雜曲面單值性的評(píng)價(jià)是對(duì)屬性Z 和對(duì)屬性E 的評(píng)價(jià), 將其屬性映射為判斷加工曲面是否為單值的。對(duì)于屬性F 和屬性B 的評(píng)價(jià), 將其映射為計(jì)算曲面的水平度, 稱對(duì)曲面水平度的評(píng)價(jià)。對(duì)屬性E 的評(píng)價(jià), 將其映射為復(fù)雜曲面零件是否存在閉角, 稱對(duì)復(fù)雜曲面的閉角評(píng)價(jià)。

　　引入幾何特征屬性評(píng)價(jià)值的概念, 定義幾何特征屬性評(píng)價(jià)值為模具幾何特征屬性對(duì)其可加工性的影響程度的數(shù)值描述, 用PA 來(lái)表示, 其值為[ - 1, 1] 之間的數(shù)值, 下標(biāo)A 表示產(chǎn)品屬性, 例如P QC表示屬性Q 和屬性C 的可加工性評(píng)價(jià)值。對(duì)于不可用數(shù)值表達(dá)的屬性合稱為語(yǔ)值屬性, 對(duì)語(yǔ)值屬性不同的定義表達(dá)反映人們對(duì)被定義屬性的要求與理解, 定義語(yǔ)值集合T 為: { ‘差’,‘一般’,‘好’,‘非常好’}, 對(duì)應(yīng)[ - 1, 1] 之間的評(píng)價(jià)值。決策者可根據(jù)自己的喜好修改和重新定義語(yǔ)值集合及其對(duì)應(yīng)關(guān)系, 合理的判斷出成型曲面可加工性。

　　3. 3　成型曲面可加工性多屬性的總體評(píng)價(jià)

　　產(chǎn)品的總體要求是由一系列對(duì)單一屬性的要求所組成的, 這些要求既具有獨(dú)立性又相互關(guān)聯(lián),共同影響成型曲面可加工性。在解決工程問(wèn)題中,當(dāng)某一屬性絕對(duì)不滿足產(chǎn)品要求時(shí), 無(wú)論方案的其他屬性如何, 此方案都絕對(duì)不滿足產(chǎn)品要求, 既要同時(shí)考慮各屬性的重要性, 但決策的制定應(yīng)主要依據(jù)較為重要的屬性 。根據(jù)以上的分析, 在對(duì)成型曲面進(jìn)行可加工性評(píng)價(jià)時(shí), 結(jié)合工程系統(tǒng)論的體系化分解處理思想, 則可建立成型曲面可加工性多屬性總體評(píng)價(jià)值為

表示任何某一屬性的取值; All ( X ) 表示所有屬性的取值; Wi 表示第i 個(gè)屬性評(píng)價(jià)值對(duì)總體評(píng)價(jià)值的影響因子。最后根據(jù)總體評(píng)價(jià)值P 及其與語(yǔ)值屬性的映射關(guān)系, 輔助決策者做出相應(yīng)的判斷。對(duì)于不合理的曲面, 返回重新設(shè)計(jì), 在模具體設(shè)計(jì)以前就合理判斷成型曲面的可加工性, 保證后續(xù)設(shè)計(jì)的有效性。

4　復(fù)合材料構(gòu)件模具體的設(shè)計(jì)

　　在以上對(duì)成型曲面的可加工性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,在設(shè)計(jì)復(fù)合材料構(gòu)件模具體過(guò)程中, 需要考慮到模具體的加工過(guò)程中的實(shí)際情況, 即: 過(guò)渡模具體是通過(guò)數(shù)控加工的, 成型模具體是通過(guò)過(guò)渡模進(jìn)行鋪貼成型的, 制造的模具體與設(shè)計(jì)的原始數(shù)模是否一致, 是否能夠保證模具體與其支架能夠成功裝配。結(jié)合復(fù)合材料構(gòu)件模具設(shè)計(jì)的要求: 設(shè)計(jì)者希望對(duì)所有的成型曲面在滿足精度的前提下能進(jìn)行整體偏置, 這樣能更好地保證模體的厚度盡量均勻。在實(shí)際模具設(shè)計(jì)制造過(guò)程中, 允許鋪貼成型的模具體
與模具體原始數(shù)模存在一定的誤差( 針對(duì)復(fù)合材料模具, 通常取= 2～5 mm) , 模具體與數(shù)控加工的支架進(jìn)行裝配時(shí), 因誤差而存在間隙, 這時(shí)將在間隙中填充硅膠, 以保證模具體在支架上的穩(wěn)定性。整體偏置厚度d 與模具體厚度相同, 模具體的厚度d 根據(jù)模具的材料以及制造的具體要求不同,復(fù)合材料模具體的厚度根據(jù)鋪層厚度可計(jì)算得到,通常為10 層約7 mm 左右。

　　結(jié)合Pieg l 算法 以及吳寶海算法 , 在原始數(shù)據(jù)采樣技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn), 在成型曲面上進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)采樣時(shí), 根據(jù)文獻(xiàn)提出了自由曲面隨曲率變化的數(shù)據(jù)點(diǎn)采樣方法對(duì)成型曲面進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)采樣, 即采樣點(diǎn)的疏密應(yīng)隨曲面曲率的變化而變化, 曲率越大, 采樣應(yīng)越密, 反之亦然。在偏置點(diǎn)的采樣上, 為了避免曲率過(guò)大而使得偏置采樣點(diǎn)過(guò)于集中, 使得在對(duì)偏置采樣點(diǎn)進(jìn)行曲面擬合過(guò)程中曲面出現(xiàn)自交現(xiàn)象, 在對(duì)偏置采樣點(diǎn)進(jìn)行曲面擬合以前判斷各采樣點(diǎn)P i 到初始曲面的最短距離f 與偏置距離d 的關(guān)系: 若f < d , 則認(rèn)為該點(diǎn)冗余,將其剔除, 若f ≥d 則保留, 這樣簡(jiǎn)化了偏置點(diǎn), 且保證不會(huì)因偏置距離小于主曲率半徑而使得偏置曲面出現(xiàn)自交現(xiàn)象。基于此提出了基于誤差約束的復(fù)雜曲面整體偏置方法, 其具體設(shè)計(jì)流程如下:
　　( 1) : 給定成型曲面S , 設(shè)計(jì)的復(fù)合材料構(gòu)件模具體的厚度d, 裝配允許誤差。
　　( 2) : 確定采樣網(wǎng)格m×n, 對(duì)成型曲面上根據(jù)曲率變化進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)的采樣。
　　( 3) : 對(duì)采樣結(jié)果按給定的的模具體厚度進(jìn)行偏置。
　　( 4) : 根據(jù)偏置點(diǎn)P i 到初始曲面的最短距離f與偏置距離d 的關(guān)系, 刪除冗余偏置點(diǎn)。
　　( 5) : 對(duì)處理過(guò)后的偏置點(diǎn)進(jìn)行NU RBS 曲面擬合, 得到初始偏置曲面為S′。
　　( 6) : 檢測(cè)S 與S ′之間的實(shí)際距離d′與d 的最大誤差是否小于, 如果是, 轉(zhuǎn)( 7) , 如果否, 轉(zhuǎn)( 2) , 重新確定采樣網(wǎng)格數(shù)。
　　( 7) : 根據(jù)初始曲面和偏置曲面生成復(fù)合材料構(gòu)件模具體。
　　在模具體設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮到了制造而使得模具體與原始數(shù)模存在一定的誤差問(wèn)題, 通過(guò)曲面偏置算法保證了模具體設(shè)計(jì)的精度和可靠性, 使其能在給定精度條件下加工出的模具體合理地與支架進(jìn)行裝配。因其所設(shè)計(jì)的算法是基于曲面數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)的, 與成型曲面的本身的形狀無(wú)關(guān), 即不管曲面多么復(fù)雜, 都能合理地對(duì)成型曲面進(jìn)行偏置, 避免分片處理而帶來(lái)的煩瑣工作。