[发明专利]一种船用柴油机机身关键孔系工艺参数可靠性优化方法

说明书

本发明公开了一种船用柴油机机身关键孔系工艺参数可靠性优化方法，首先确定影响柴油机机身关键孔系加工质量的主要工艺参数，再建立主要工艺参数与关键孔系位置精度间的近似模型，输出关键孔系的位置精度，建立主要工艺参数与孔系变形量间的非线性回归模型，分析孔系变形稳定域，以关键孔系的位置精度最高作为优化目标，将变形量超差概率小于许用值、变形量稳定域、工艺参数许用范围作为约束建立机身关键孔系加工工艺参数可靠性优化模型，最后对所述机身关键孔系加工工艺参数可靠性优化模型进行求解得到可靠性优化后的工艺参数。本发明降低了机身加工不确定缺陷的概率，能够快速获得高精度的机身孔系加工最优工艺参数组合。

技术领域

本发明涉及一种工艺参数优化方法，尤其涉及一种船用柴油机机身关键孔系工艺参数可靠性优化方法。

背景技术

船用柴油机因其良好的经济性、较高的热效率、良好的机动性、较大的适用范围等优点在船用发动机中占据了绝对领先地位。作为船舶的主要动力推进装置，船用柴油机的造价一般占总船价的10％～20％，其结构复杂，一旦在航行过程中发生故障不仅维修存在一定的困难，还可能导致事故、耽误运输。船用柴油机机身作为柴油机的装配基础，其质量对于柴油机的装配与使用的影响极为显著。曲轴孔、凸轮轴孔和缸孔作为船用柴油机机身的关键孔系，其加工过程受切削工艺的影响，位置精度难以保证，而机身关键孔系的加工质量又直接影响了船用柴油机的性能，且目前机身孔系加工工艺的制定往往是凭借工艺人员的个人经验，一般以最差切削条件为基础来设定工艺参数，使得孔系加工过程长期处于保守工作状态，限制了加工设备性能的发挥，造成了实质性的浪费。

现有技术主要是基于确定性的工艺参数的优化，并未考虑加工过程中的不确定性缺陷，缺乏加工过程可靠性优化的支撑，由此优化所得工艺参数可能会使所加工对象的缺陷概率大大提升。

发明内容

发明目的：本发明提出了一种针对船用柴油机机身关键孔系加工过程中不确定性缺陷的加工工艺参数可靠性优化方法。

技术方案：本发明所述的船用柴油机机身关键孔系工艺参数可靠性优化方法，包括：

(1)分析确定影响柴油机机身关键孔系加工质量的主要工艺参数；

(2)建立主要工艺参数与关键孔系位置精度间的近似模型，所述近似模型的输出为关键孔系的位置精度；

(3)建立主要工艺参数与孔系变形量间的非线性回归模型，计算变形量超差概率，将其作为可靠性指标，分析孔系变形稳定域；

(4)以关键孔系的位置精度最高作为优化目标，将变形量超差概率小于许用值、变形量稳定域、工艺参数许用范围作为约束建立机身关键孔系加工工艺参数可靠性优化模型；

(5)对所述机身关键孔系加工工艺参数可靠性优化模型进行求解得到可靠性优化后的工艺参数。

进一步地，所述步骤(1)采用专家群判断方法，包括：

对于第i个与机身孔系加工相关的工艺参数，当专家判断所述工艺参数对孔系位置精度存在显著关系时，x_i＝1；若不存在显著关系，则x_i＝0，根据专家的等级给每个专家设置权重ω_i，计算加权函数值：

当β_i≥0.5时，则将第i个工艺参数确定为主要工艺参数。

进一步地，所述与机身孔系加工相关的工艺参数包括：切削速度、切削深度、进给量、刀具角度、环境温度。

进一步地，所述步骤(2)包括：

(21)对所述主要工艺参数样本点采样，得到近似模型训练样本集；