● 摘要
喷丸成形是现代飞机机翼整体壁板零件的主要成形方法。喷丸成形机理和工艺过程复杂,工艺设计难度大,其工艺数据管理和工艺参数设计是喷丸成形工艺设计要解决的主要问题。因此,运用数字化手段对喷丸成形的工艺设计技术进行研究,对于实现喷丸成形工艺数据的有效管理和工艺参数的智能化设计具有十分重要的意义。
本文对自由状态和预应力状态下的喷丸成形工艺基础试验进行了研究,获得了相关工艺参数对变形量的影响规律以及关系式。
在常规的参数范围内,喷丸成形的变形量随着弹流密度和叶轮转速的增加而增大,随着试件厚度的增大而减小,随着喷条间距的增加先增大后减小,其拐点在喷条间距为167mm左右。在预应力状态下,在一定范围内增大预弯量可以提高喷丸成形的变形量。而施加预应力可以明显提高试件喷丸成形的变形量。
通过分析整体壁板喷丸成形工艺设计过程,研究了喷丸工艺数据的特点和表达方法,建立了喷丸成形工艺知识库。采用了面向对象的知识表示法对喷丸成形工艺数据进行了表达,针对喷丸零件的喷丸路径数据采用XML格式表达便于网络传输,其他数据采用数据表的形式存储在知识库中便于操作。
采用基于实例推理的方法对喷丸成形工艺实例进行了检索,通过实例检索得出了与被预测案例最近似的几组实例作为遗传算法的初始种群,然后将通过工艺基础试验得到的喷丸成形变形量与喷丸工艺参数间的关系式进行适当处理作为遗传算法的适值函数,再经过选择、交叉和变异等手段实现了喷丸成形工艺参数的优化计算。
对喷丸成形工艺设计系统的系统架构、功能结构和总体运行流程进行了设计,并设计开发了喷丸成形工艺设计系统。该系统可以提高喷丸成形工艺数据管理水平和工艺参数设计水平,为提高零件质量和生产效率提供了技术基础。
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