[發明專利]一種船用柴油機機身關鍵孔系工藝參數可靠性優化方法

在審

• 申請號: 202011352037.2
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112487715A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 楊威斌;孫麗;景旭文;周宏根;李國超;馮豐;曹利平;田銳敏;楊帆
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種船用柴油機機身關鍵孔系工藝參數可靠性優化方法，首先確定影響柴油機機身關鍵孔系加工質量的主要工藝參數，再建立主要工藝參數與關鍵孔系位置精度間的近似模型，輸出關鍵孔系的位置精度，建立主要工藝參數與孔系變形量間的非線性回歸模型，分析孔系變形穩定域，以關鍵孔系的位置精度最高作為優化目標，將變形量超差概率小于許用值、變形量穩定域、工藝參數許用范圍作為約束建立機身關鍵孔系加工工藝參數可靠性優化模型，最后對所述機身關鍵孔系加工工藝參數可靠性優化模型進行求解得到可靠性優化后的工藝參數。本發明降低了機身加工不確定缺陷的概率，能夠快速獲得高精度的機身孔系加工最優工藝參數組合。

技術領域

本發明涉及一種工藝參數優化方法，尤其涉及一種船用柴油機機身關鍵孔系工藝參數可靠性優化方法。

背景技術

船用柴油機因其良好的經濟性、較高的熱效率、良好的機動性、較大的適用范圍等優點在船用發動機中占據了絕對領先地位。作為船舶的主要動力推進裝置，船用柴油機的造價一般占總船價的10％～20％，其結構復雜，一旦在航行過程中發生故障不僅維修存在一定的困難，還可能導致事故、耽誤運輸。船用柴油機機身作為柴油機的裝配基礎，其質量對于柴油機的裝配與使用的影響極為顯著。曲軸孔、凸輪軸孔和缸孔作為船用柴油機機身的關鍵孔系，其加工過程受切削工藝的影響，位置精度難以保證，而機身關鍵孔系的加工質量又直接影響了船用柴油機的性能，且目前機身孔系加工工藝的制定往往是憑借工藝人員的個人經驗，一般以最差切削條件為基礎來設定工藝參數，使得孔系加工過程長期處于保守工作狀態，限制了加工設備性能的發揮，造成了實質性的浪費。

現有技術主要是基于確定性的工藝參數的優化，并未考慮加工過程中的不確定性缺陷，缺乏加工過程可靠性優化的支撐，由此優化所得工藝參數可能會使所加工對象的缺陷概率大大提升。

發明內容

發明目的：本發明提出了一種針對船用柴油機機身關鍵孔系加工過程中不確定性缺陷的加工工藝參數可靠性優化方法。

技術方案：本發明所述的船用柴油機機身關鍵孔系工藝參數可靠性優化方法，包括：

(1)分析確定影響柴油機機身關鍵孔系加工質量的主要工藝參數；

(2)建立主要工藝參數與關鍵孔系位置精度間的近似模型，所述近似模型的輸出為關鍵孔系的位置精度；

(3)建立主要工藝參數與孔系變形量間的非線性回歸模型，計算變形量超差概率，將其作為可靠性指標，分析孔系變形穩定域；

(4)以關鍵孔系的位置精度最高作為優化目標，將變形量超差概率小于許用值、變形量穩定域、工藝參數許用范圍作為約束建立機身關鍵孔系加工工藝參數可靠性優化模型；

(5)對所述機身關鍵孔系加工工藝參數可靠性優化模型進行求解得到可靠性優化后的工藝參數。

進一步地，所述步驟(1)采用專家群判斷方法，包括：

對于第i個與機身孔系加工相關的工藝參數，當專家判斷所述工藝參數對孔系位置精度存在顯著關系時，x_i＝1；若不存在顯著關系，則x_i＝0，根據專家的等級給每個專家設置權重ω_i，計算加權函數值：

當β_i≥0.5時，則將第i個工藝參數確定為主要工藝參數。

進一步地，所述與機身孔系加工相關的工藝參數包括：切削速度、切削深度、進給量、刀具角度、環境溫度。

進一步地，所述步驟(2)包括：

(21)對所述主要工藝參數樣本點采樣，得到近似模型訓練樣本集；