一種整體壁板的數(shù)字化噴丸成形方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種整體壁板的數(shù)字化噴丸成形方法，首先對(duì)整體壁板的幾何信息進(jìn)行提取分析，然后根據(jù)整體壁板的幾何特征，確定不同的噴丸路徑，按照不同曲率進(jìn)行劃分并確定噴丸速度進(jìn)行噴丸，在得到最終成形的整體壁板板坯件后，根據(jù)殘余應(yīng)力值大小通過Almen試片試驗(yàn)得到特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的彈丸速度。本發(fā)明可以對(duì)整體壁板的幾何信息及材料特性進(jìn)行分析后，確定噴丸路徑和噴丸工藝參數(shù)，工藝的可重復(fù)性強(qiáng)，減小對(duì)整體壁板的修正以達(dá)到設(shè)計(jì)和裝配的要求。
【專利說明】一種整體壁板的數(shù)字化噴丸成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為ー種整體壁板的數(shù)字化噴丸成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002]噴丸成形是整體壁板成形的ー種重要エ藝方法，傳統(tǒng)的方法是通過大量試驗(yàn)反復(fù)試錯(cuò)或者結(jié)合數(shù)值模擬技術(shù)得出所需的噴丸路徑及其エ藝參數(shù)，這導(dǎo)致確定大型復(fù)雜曲面壁板件噴丸成形エ藝參數(shù)需要很長的周期和高昂的試驗(yàn)成本，且エ藝可重復(fù)性較差，噴丸成形以后還需要對(duì)整體壁板進(jìn)行修正才能達(dá)到設(shè)計(jì)和裝配的要求。
[0003]中國專利CN101289733A公開了ー種激光輔助預(yù)應(yīng)カ噴丸成形一強(qiáng)化復(fù)合方法，首先以機(jī)械預(yù)應(yīng)カ加載方法使エ件在弾性范圍內(nèi)發(fā)生預(yù)期的變形，然后向零件彈性能集中區(qū)域以激光束掃描，隨即沿激光掃描路徑對(duì)エ件進(jìn)行噴丸，其中涉及到建立仿真平臺(tái)井利用仿真平臺(tái)對(duì)エ件進(jìn)行虛擬復(fù)合成形，描述彈性能分布規(guī)律、設(shè)計(jì)激光加工參數(shù)和噴丸エ藝參數(shù)，通過坯件傳感器向控制系統(tǒng)反饋加工過程時(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，控制系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)及時(shí)修正エ藝參數(shù)，優(yōu)化激光處理和噴丸處理過程，形成整個(gè)加工過程的閉環(huán)控制。但這種方法并不能解決エ藝可重復(fù)性較差這ー問題，還是需要在進(jìn)行修正才能達(dá)到設(shè)計(jì)和裝配的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]要解決的技術(shù)問題
[0005]為解決傳統(tǒng)的方法導(dǎo)致確定大型復(fù)雜曲面壁板件噴丸成形エ藝參數(shù)需要很長的周期和高昂的試驗(yàn)成本，且エ藝可重復(fù)性較差，噴丸成形以后還需要對(duì)整體壁板進(jìn)行修正以達(dá)到設(shè)計(jì)和裝配的要求的問題，本發(fā)明提出了一種整體壁板的數(shù)字化噴丸成形方法。
[0006]技術(shù)方案
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0008]所述ー種整體壁板的數(shù)字化噴丸成形方法，其特征在于:采用以下步驟:
[0009]步驟1:采用三維整體壁板展開建模方法對(duì)整體壁板的幾何信息進(jìn)行提取分析:將三維整體壁板幾何模型分解后提取特征線和特征點(diǎn)，井向整體壁板外形曲面上投影，然后把三維整體壁板外形曲面展開后計(jì)算投影的特征線點(diǎn)列和投影的特征點(diǎn)的位置；
[0010]步驟2:在三維設(shè)計(jì)軟件中，對(duì)三維整體壁板幾何模型分解后提取的特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)與整體壁板外形曲面展開后投影板坯件上的特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)排列；并在板坯件上的特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)貼應(yīng)カ傳感器以測(cè)量該處應(yīng)力的大??；
[0011]步驟3:根據(jù)整體壁板的幾何特征，確定不同的噴丸路徑:對(duì)整體壁板進(jìn)行單面條帶噴丸時(shí)，使噴丸路徑沿著壁板極大曲率線的方向規(guī)劃；對(duì)整體壁板進(jìn)行雙面噴丸時(shí)，根據(jù)整體壁板提取的曲面曲率，正面凸起處從反面噴丸，正面凹下處直接噴丸，確定正反面噴丸的順序；
[0012]步驟4:將整體壁板的曲面曲率按照數(shù)值大小均勻分為5個(gè)部分，并對(duì)5個(gè)曲面曲率范圍依次設(shè)定彈丸速度m v4, V5，其中V1.V5分別對(duì)應(yīng)最小及最大曲面曲率范圍的弾丸速度，弾丸速度V V2, V3> V4, V5按照A V值遞增；并按照設(shè)定彈丸速度，對(duì)相應(yīng)曲面曲率對(duì)應(yīng)的壁板范圍進(jìn)行噴丸；
[0013]步驟5:三維掃描設(shè)備將噴丸后的壁板曲面輪廓傳送到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)將得到的壁板曲面曲率與所需成形形狀的壁板曲面曲率進(jìn)行對(duì)比，找出小于所需成形曲率的位置后重新設(shè)定噴丸速度后再次噴丸，新的噴丸速度比之前該壁板范圍內(nèi)的噴丸速度大A V ；
[0014]步驟6:循環(huán)進(jìn)行步驟5，得到最終成形的整體壁板板坯件，并記錄板坯件上的特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)處的殘余應(yīng)カ值大?。桓鶕?jù)特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)的殘余應(yīng)カ值通過Almen試片試驗(yàn)得到特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的弾丸速度，并以此弾丸速度作為整體壁板的數(shù)字化噴丸成形時(shí)的彈丸速度。
[0015]有益效果
[0016]本發(fā)明可以對(duì)整體壁板的幾何信息及材料特性進(jìn)行分析后，確定噴丸路徑和噴丸エ藝參數(shù)，エ藝的可重復(fù)性強(qiáng)，減小對(duì)整體壁板的修正以達(dá)到設(shè)計(jì)和裝配的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明エ藝流程示意圖【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例描述本發(fā)明:
[0019]本實(shí)施例中的整體壁板的數(shù)字化噴丸成形方法，采用以下步驟:
[0020]步驟1:采用三維整體壁板展開建模方法對(duì)整體壁板的幾何信息進(jìn)行提取分析:將三維整體壁板幾何模型分解后提取特征線和特征點(diǎn)，井向整體壁板外形曲面上投影，然后把三維整體壁板外形曲面展開后計(jì)算投影的特征線點(diǎn)列和投影的特征點(diǎn)的位置。
[0021]其中三維整體壁板展開建模方法采用中國發(fā)明專利201210237437.8公開的方法。該方法對(duì)整體壁板的幾何信息進(jìn)行提取分析后進(jìn)行展開建模以確定出所需要的壁板板坯幾何尺寸。
[0022]步驟2:在三維設(shè)計(jì)軟件中，對(duì)三維整體壁板幾何模型分解后提取的特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)與整體壁板外形曲面展開后投影板坯件上的特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)排列；并在板坯件上的特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)貼應(yīng)カ傳感器以測(cè)量該處應(yīng)力的大??；
[0023]其中ai對(duì)應(yīng)整體壁板幾何模型分解后提取的特征線點(diǎn)列的ー個(gè)點(diǎn)，Id1對(duì)應(yīng)整體壁板幾何模型分解后提取的特征點(diǎn)的ー個(gè)點(diǎn)，B1丨對(duì)應(yīng)整體壁板外形曲面展開后投影板坯件上的特征線點(diǎn)列的ー個(gè)點(diǎn)，h丨對(duì)應(yīng)整體壁板外形曲面展開后投影板坯件上的特征點(diǎn)的一個(gè)點(diǎn)，a:對(duì)應(yīng)、a3 對(duì)應(yīng) a3 '，、Id1 對(duì)應(yīng) Id1 '、b2 對(duì)應(yīng) b2 '、b3 對(duì)應(yīng) b3 '，以此類推排列下去。
[0024]步驟3:根據(jù)整體壁板的幾何特征，確定不同的噴丸路徑:對(duì)整體壁板進(jìn)行單面條帶噴丸時(shí)，使噴丸路徑沿著壁板極大曲率線的方向規(guī)劃；對(duì)整體壁板進(jìn)行雙面噴丸時(shí)，根據(jù)整體壁板提取的曲面曲率，正面凸起處從反面噴丸，正面凹下處直接噴丸，確定正反面噴丸的順序；
[0025]步驟4:將整體壁板的曲面曲率按照數(shù)值大小均勻分為5個(gè)部分，并對(duì)5個(gè)曲面曲率范圍依次設(shè)定彈丸速度m v4, V5，其中V1.V5分別對(duì)應(yīng)最小及最大曲面曲率范圍的弾丸速度，弾丸速度V V2, V3> V4, V5按照A V值遞增；并按照設(shè)定彈丸速度，對(duì)相應(yīng)曲面曲率對(duì)應(yīng)的壁板范圍進(jìn)行噴丸；
[0026]步驟5:三維掃描設(shè)備將噴丸后的壁板曲面輪廓傳送到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)將得到的壁板曲面曲率與所需成形形狀的壁板曲面曲率進(jìn)行對(duì)比，找出小于所需成形曲率的位置后重新設(shè)定噴丸速度后再次噴丸，新的噴丸速度比之前該壁板范圍內(nèi)的噴丸速度大A V ；
[0027]步驟6:循環(huán)進(jìn)行步驟5，得到最終成形的整體壁板板坯件，并記錄板坯件上的特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)處的殘余應(yīng)カ值大??；根據(jù)特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)的殘余應(yīng)カ值通過Almen試片試驗(yàn)得到特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的弾丸速度，并以此弾丸速度作為整體壁板的數(shù)字化噴丸成形時(shí)的彈丸速度。
【權(quán)利要求】
1.一種整體壁板的數(shù)字化噴丸成形方法，其特征在于:采用以下步驟: 步驟1:采用三維整體壁板展開建模方法對(duì)整體壁板的幾何信息進(jìn)行提取分析:將三維整體壁板幾何模型分解后提取特征線和特征點(diǎn)，井向整體壁板外形曲面上投影，然后把三維整體壁板外形曲面展開后計(jì)算投影的特征線點(diǎn)列和投影的特征點(diǎn)的位置； 步驟2:在三維設(shè)計(jì)軟件中，對(duì)三維整體壁板幾何模型分解后提取的特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)與整體壁板外形曲面展開后投影板坯件上的特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)排列；并在板坯件上的特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)貼應(yīng)カ傳感器以測(cè)量該處應(yīng)力的大小； 步驟3:根據(jù)整體壁板的幾何特征，確定不同的噴丸路徑:對(duì)整體壁板進(jìn)行單面條帶噴丸時(shí)，使噴丸路徑沿著壁板極大曲率線的方向規(guī)劃；對(duì)整體壁板進(jìn)行雙面噴丸時(shí)，根據(jù)整體壁板提取的曲面曲率，正面凸起處從反面噴丸，正面凹下處直接噴丸，確定正反面噴丸的順序; 步驟4:將整體壁板的曲面曲率按照數(shù)值大小均勻分為5個(gè)部分，并對(duì)5個(gè)曲面曲率范圍依次設(shè)定彈丸速度m V4, V5，其中V1.V5分別對(duì)應(yīng)最小及最大曲面曲率范圍的弾丸速度，弾丸速度V V2, V3> V4, V5按照A V值遞增；并按照設(shè)定彈丸速度，對(duì)相應(yīng)曲面曲率對(duì)應(yīng)的壁板范圍進(jìn)行噴丸； 步驟5:三維掃描設(shè)備將噴丸后的壁板曲面輪廓傳送到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)將得到的壁板曲面曲率與所需成形形狀的壁板曲面曲率進(jìn)行對(duì)比，找出小于所需成形曲率的位置后重新設(shè)定噴丸速度后再次噴丸，新的噴丸速度比之前該壁板范圍內(nèi)的噴丸速度大A V ； 步驟6:循環(huán)進(jìn)行步驟5，得到最終成形的整體壁板板坯件，并記錄板坯件上的特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)處的殘余應(yīng)カ值大?。桓鶕?jù)特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)的殘余應(yīng)カ值通過Almen試片試驗(yàn)得到特征線點(diǎn)列和特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的弾丸速度，并以此弾丸速度作為整體壁板的數(shù)字化噴丸成形時(shí)的彈丸速度。
【文檔編號(hào)】B24C1/10GK103433854SQ201310384814
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】王兵, 張賢杰, 王俊彪, 曹小寶, 司朝潤 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)