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，首先對整體壁板的幾何信息進行提取分析，然后根據(jù)整體壁板的幾何特征，確定不同的噴丸路徑，按照不同曲率進行劃分并確定噴丸速度進行噴丸，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試片試驗得到特征線點列和特征點對應(yīng)的彈丸速度。本發(fā)明可以對整體壁板的幾何信息及材料特性進行分析后，確定噴丸路徑和噴丸工藝參數(shù)，工藝的可重復(fù)性強，減小對整體壁板的修正以達(dá)到設(shè)計和裝配的要求。
【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反復(fù)試錯或者結(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成本，且エ藝可重復(fù)性較差，噴丸成形以后還需要對整體壁板進行修正才能達(dá)到設(shè)計和裝配的要求。
[0003]中國專利CN101289733A公開了ー種激光輔助預(yù)應(yīng)カ噴丸成形一強化復(fù)合方法，首先以機械預(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エ件進行噴丸，其中涉及到建立仿真平臺井利用仿真平臺對エ件進行虛擬復(fù)合成形，描述彈性能分布規(guī)律、設(shè)計激光加工參數(shù)和噴丸エ藝參數(shù)，通過坯件傳感器向控制系統(tǒng)反饋加工過程時時監(jiān)控數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)及時修正エ藝參數(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，還是需要在進行修正才能達(dá)到設(shè)計和裝配的要求。

【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成本，且エ藝可重復(fù)性較差，噴丸成形以后還需要對整體壁板進行修正以達(dá)到設(shè)計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整體壁板的幾何信息進行提取分析:將三維整體壁板幾何模型分解后提取特征線和特征點，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算投影的特征線點列和投影的特征點的位置；
[0010]步驟2:在三維設(shè)計軟件中，對三維整體壁板幾何模型分解后提取的特征線點列和特征點與整體壁板外形曲面展開后投影板坯件上的特征線點列和特征點進行對應(yīng)排列；并在板坯件上的特征線點列和特征點貼應(yīng)カ傳感器以測量該處應(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:對整體壁板進行單面條帶噴丸時，使噴丸路徑沿著壁板極大曲率線的方向規(guī)劃；對整體壁板進行雙面噴丸時，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個部分，并對5個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，對相應(yīng)曲面曲率對應(yīng)的壁板范圍進行噴丸；
[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算機中，計算機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行對比，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列和特征點處的殘余應(yīng)カ值大?。桓鶕?jù)特征線點列和特征點的殘余應(yīng)カ值通過Almen試片試驗得到特征線點列和特征點對應(yīng)的弾丸速度，并以此弾丸速度作為整體壁板的數(shù)字化噴丸成形時的彈丸速度。
[0015]有益效果
[0016]本發(fā)明可以對整體壁板的幾何信息及材料特性進行分析后，確定噴丸路徑和噴丸エ藝參數(shù)，エ藝的可重復(fù)性強，減小對整體壁板的修正以達(dá)到設(shè)計和裝配的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明エ藝流程示意圖【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實施例描述本發(fā)明:
[0019]本實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整體壁板的幾何信息進行提取分析:將三維整體壁板幾何模型分解后提取特征線和特征點，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算投影的特征線點列和投影的特征點的位置。
[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。該方法對整體壁板的幾何信息進行提取分析后進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)計軟件中，對三維整體壁板幾何模型分解后提取的特征線點列和特征點與整體壁板外形曲面展開后投影板坯件上的特征線點列和特征點進行對應(yīng)排列；并在板坯件上的特征線點列和特征點貼應(yīng)カ傳感器以測量該處應(yīng)力的大?。?br> [0023]其中ai對應(yīng)整體壁板幾何模型分解后提取的特征線點列的ー個點，Id1對應(yīng)整體壁板幾何模型分解后提取的特征點的ー個點，B1丨對應(yīng)整體壁板外形曲面展開后投影板坯件上的特征線點列的ー個點，h丨對應(yīng)整體壁板外形曲面展開后投影板坯件上的特征點的一個點，a:對應(yīng)、a3 對應(yīng) a3 '，、Id1 對應(yīng) Id1 '、b2 對應(yīng) b2 '、b3 對應(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:對整體壁板進行單面條帶噴丸時，使噴丸路徑沿著壁板極大曲率線的方向規(guī)劃；對整體壁板進行雙面噴丸時，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個部分，并對5個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，對相應(yīng)曲面曲率對應(yīng)的壁板范圍進行噴丸；
[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算機中，計算機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行對比，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列和特征點處的殘余應(yīng)カ值大??；根據(jù)特征線點列和特征點的殘余應(yīng)カ值通過Almen試片試驗得到特征線點列和特征點對應(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整體壁板的幾何信息進行提取分析:將三維整體壁板幾何模型分解后提取特征線和特征點，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算投影的特征線點列和投影的特征點的位置； 步驟2:在三維設(shè)計軟件中，對三維整體壁板幾何模型分解后提取的特征線點列和特征點與整體壁板外形曲面展開后投影板坯件上的特征線點列和特征點進行對應(yīng)排列；并在板坯件上的特征線點列和特征點貼應(yīng)カ傳感器以測量該處應(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:對整體壁板進行單面條帶噴丸時，使噴丸路徑沿著壁板極大曲率線的方向規(guī)劃；對整體壁板進行雙面噴丸時，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個部分，并對5個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，對相應(yīng)曲面曲率對應(yīng)的壁板范圍進行噴丸； 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算機中，計算機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行對比，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列和特征點處的殘余應(yīng)カ值大??；根據(jù)特征線點列和特征點的殘余應(yīng)カ值通過Almen試片試驗得到特征線點列和特征點對應(yīng)的弾丸速度，并以此弾丸速度作為整體壁板的數(shù)字化噴丸成形時的彈丸速度。
【文檔編號】B24C1/10GK103433854SQ201310384814
【公開日】2013年12月11日 申請日期: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 申請人:西北工業(yè)大學(xué)