[發(fā)明專利]航空航天回轉(zhuǎn)體類零件加工參數(shù)優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210086113.2
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114417533A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭芳瑜;趙晟強;孫豪;張騰;鄭妍;唐小衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)無錫研究院
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/27;G06N3/00;G06F111/06
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 陳麗麗;曹祖良

本發(fā)明涉及航空發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種航空航天回轉(zhuǎn)體類零件加工參數(shù)優(yōu)化方法，其中，包括：提取航空航天回轉(zhuǎn)體類零件的關(guān)鍵特征，并確定所述關(guān)鍵特征的幾何特征參數(shù)；建立加工過程數(shù)據(jù)模型，其中所述加工過程數(shù)據(jù)模型的輸入量包括加工參數(shù)和所述幾何特征參數(shù)，所述加工過程數(shù)據(jù)模型的輸出量包括關(guān)鍵特征的加工精度指標(biāo)；根據(jù)優(yōu)化算法對所述加工過程數(shù)據(jù)模型中的加工參數(shù)進行迭代優(yōu)化，得到優(yōu)化后的加工參數(shù)。本發(fā)明提供的航空航天回轉(zhuǎn)體類零件加工參數(shù)優(yōu)化方法能夠通過對加工參數(shù)的優(yōu)化提升加工精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種航空航天回轉(zhuǎn)體類零件加工參數(shù)優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

航空發(fā)動機是飛機制造的關(guān)鍵之一，也是一個國家加工制造技術(shù)的重要體現(xiàn)。在航空發(fā)動機的加工制造過程中，航空發(fā)動機回轉(zhuǎn)體類零件是航空發(fā)動機設(shè)計與制造技術(shù)的重難點。航空發(fā)動機回轉(zhuǎn)體類零件，包括航軸、機匣等重要的關(guān)鍵零部件，由于其材料、結(jié)構(gòu)尺寸等的因素，經(jīng)常導(dǎo)致在構(gòu)件加工完成后出現(xiàn)幾何尺寸不合格、形位公差超差等問題，嚴(yán)重影響了航空發(fā)動機回轉(zhuǎn)體類零件的加工質(zhì)量。此外，航空發(fā)動機回轉(zhuǎn)體類零件加工表面質(zhì)量對航空發(fā)動機的使用壽命與服役性能產(chǎn)生重要的影響。因此，為提高航空發(fā)動機回轉(zhuǎn)體類零件的表面加工質(zhì)量，需要分析航空發(fā)動機關(guān)鍵構(gòu)件的表面完整性因素，優(yōu)化構(gòu)件加工工藝，保證航空發(fā)動機的使用壽命與服役性能。

由于航空發(fā)動機回轉(zhuǎn)體類零件在發(fā)動機中的位置和應(yīng)用，決定了它具有復(fù)雜的幾何特征，其中包括了各種尺寸的凸臺、孔以及型腔等形狀結(jié)構(gòu)。在加工航軸以及機匣類零件的過程中，薄壁的結(jié)構(gòu)對加工制造產(chǎn)生了困難。在加工航空航天回轉(zhuǎn)體類零件的過程中，孔特征具有重要且廣泛的應(yīng)用。回轉(zhuǎn)體類零件中孔的加工精度影響航空發(fā)動機整機的制造精度與裝配精度。從結(jié)構(gòu)上看，回轉(zhuǎn)體類零件分為內(nèi)部和外部兩個部分，其外部需要連接許多附件系統(tǒng)，包括冷卻系統(tǒng)、油路系統(tǒng)、控制部分以及管路等部件，其形狀非常復(fù)雜，對制造要求非常高，尤其是對位置精度和尺寸精度的要求很高，因此在加工制造過程中需要非常高的制造精度。

因此，如何提供一種能夠提升加工精度的加工參數(shù)優(yōu)化方法成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種航空航天回轉(zhuǎn)體類零件加工參數(shù)優(yōu)化方法，解決相關(guān)技術(shù)中存在的航空航天回轉(zhuǎn)體類零件加工精度低的問題。

作為本發(fā)明的一個方面，提供一種航空航天回轉(zhuǎn)體類零件加工參數(shù)優(yōu)化方法，其中，包括：

提取航空航天回轉(zhuǎn)體類零件的關(guān)鍵特征，并確定所述關(guān)鍵特征的幾何特征參數(shù)；

建立加工過程數(shù)據(jù)模型，其中所述加工過程數(shù)據(jù)模型的輸入量包括加工參數(shù)和所述幾何特征參數(shù)，所述加工過程數(shù)據(jù)模型的輸出量包括關(guān)鍵特征的加工精度指標(biāo)；

根據(jù)優(yōu)化算法對所述加工過程數(shù)據(jù)模型中的加工參數(shù)進行迭代優(yōu)化，得到優(yōu)化后的加工參數(shù)。

進一步地，所述提取航空航天回轉(zhuǎn)體類零件的關(guān)鍵特征，并確定所述關(guān)鍵特征的幾何特征參數(shù)，包括：

在回轉(zhuǎn)體零件設(shè)計模型中提取關(guān)鍵特征的細(xì)分特征，并根據(jù)所述細(xì)分特征確定所述關(guān)鍵特征的幾何特征參數(shù)。

進一步地，所述建立加工過程數(shù)據(jù)模型，包括：

根據(jù)收集到的現(xiàn)場加工參數(shù)以及現(xiàn)場測量加工精度指標(biāo)獲得加工過程數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)集；

根據(jù)高斯過程回歸算法對所述加工過程數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)集進行訓(xùn)練與測試，得到加工過程數(shù)據(jù)模型，其中所述加工過程數(shù)據(jù)模型的輸入量包括加工參數(shù)和所述幾何特征參數(shù)，所述加工過程數(shù)據(jù)模型的輸出量包括關(guān)鍵特征的加工精度指標(biāo)。

進一步地，所述關(guān)鍵特征包括孔特征，所述孔特征的細(xì)分特征包括孔的直徑HR、孔的深度HD以及孔的中心位置HP，所述孔特征的幾何特征參數(shù)G＝{HR；HD；HP}。