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申请/专利权人：杭州电子科技大学

摘要：本发明公开了基于残余应力加工过程印记的组合加工工艺优化方法。本发明中首先确定对残余应力灵敏度最高的载荷类型，接着建立该载荷类型在各参数水平一下与其所对应的残余应力之间的关系式，进而建立该载荷类型的各载荷大小与残余应力之间的加工过程印记特征关系，然后建立各加工方式下载荷大小与相应加工参数的回归方程关系式，最后利用反问题求解法确定榫槽材料组合加工工艺的加工路线中各加工方式的加工参数。本发明通过建立的加工过程印记特征关系以及各加工方式下的载荷大小与加工参数的回归方程关系式，逆向推导出榫槽组合加工工艺的加工路线中各加工方式的最优加工参数，进而实现了榫槽组合加工工艺的加工路线中各加工方式的加工参数优化。

主权项：1.基于残余应力加工过程印记的组合加工工艺优化方法，其特征在于：具体如下：步骤一、使用榫槽材料组合加工工艺中所用到的各加工工艺分别进行仿真加工实验，榫槽材料组合加工工艺中所用到的各加工工艺包括深轧、电火花、电解、切削、电化学机械抛光和脱合金切削加工，使用深轧、电火花或电解加工方式进行仿真加工实验的过程为：设置深轧、电火花或电解加工方式的加工参数范围，并在加工参数范围内选取n个参数水平一，n≥4，使用各参数水平一进行仿真加工，去除预设厚度的榫槽材料，并采集各参数水平一下的位于榫槽材料加工表面以下不同采集深度位置处的残余应力数据；使用切削、电化学机械抛光或脱合金切削加工方式进行仿真加工实验过程为：设置切削、电化学机械抛光或脱合金切削加工方式的各加工参数的范围，并在各加工参数的范围内均选取n个参数水平二，对各加工参数的参数水平二进行组合，得到多个加工参数组合，使用各加工参数组合进行仿真加工，去除预设厚度的榫槽材料，并采集各加工参数组合下的位于榫槽材料加工表面以下不同采集深度位置处的残余应力数据；步骤二、计算深轧、电火花或电解加工的载荷类型对残余应力影响的灵敏度矩阵S，其中，深轧加工的载荷类型为机械载荷，电火花加工的载荷类型为热载荷，电解加工加工的载荷类型为化学载荷，灵敏度矩阵S的计算公式为 式中，Ek为第k个参数水平一所对应的机械载荷、热载荷或化学载荷，σrk为第k个参数水平一所对应的机械载荷、热载荷或化学载荷下的残余应力；绘制不同载荷类型下的载荷类型对残余应力影响灵敏度、采集深度与载荷大小关系的三维图，接着分别选取三个三维图中最大的灵敏度值进行比较，并选取其中最大的灵敏度值，则最大灵敏度值所对应的载荷类型为对残余应力影响最大的载荷类型；步骤三、建立对残余应力影响灵敏度最高的载荷类型的载荷大小与其所对应的残余应力之间的关系式，得到对残余应力影响灵敏度最高的载荷类型与残余应力之间的加工过程印记特征关系，具体是：将对残余应力影响灵敏度最高的载荷类型在各参数水平一下对应的载荷大小进行归一化处理，然后拟合经过归一化处理后的各载荷大小与相应残余应力的线性关系；步骤四、对深轧、电火花、电解、切削、电化学机械抛光以及脱合金切削加工方式下的载荷大小与相应的加工参数进行回归方程拟合，建立各加工方式下载荷大小与相应加工参数的回归方程关系式；步骤五、利用反问题求解法确定榫槽材料组合加工工艺的加工路线中各加工方式的加工参数，具体是：①预设榫槽材料加工表面以下不同采集深度位置处的残余应力；②根据预设的残余应力，通过加工过程印记特征关系求得对残余应力影响灵敏度最高的载荷类型的总载荷大小，然后将总载荷大小按照榫槽加工路线中各加工工艺复杂度的升序排布依次分配至具有该载荷类型的各加工工艺；③若执行步骤②后总载荷大小没有剩余，则增大榫槽材料加工表面以下不同采集深度位置处的残余应力预设值，回到步骤②执行，否则将总载荷大小分配至具有该载荷类型的各加工工艺后剩余的载荷大小再按照榫槽加工路线中各加工工艺复杂度的升序排布依次分配至不具有该载荷类型的各加工工艺；④若执行步骤③后，榫槽加工路线中有加工工艺没有分配到载荷，则增大榫槽材料加工表面以下不同采集深度位置处的残余应力预设值，回到步骤②执行，否则结束分配；各加工工艺分配得到的载荷大小为由该加工工艺所对应的回归方程关系式根据该加工工艺的加工参数范围计算得到的最大载荷大小，且计算得到的最大载荷大小所对应的加工参数值即为该加工工艺最优的加工参数值，进而得到榫槽加工路线中各加工工艺最优的加工参数值；其中，深轧、电火花、电解、切削、电化学机械抛光和脱合金切削加工的复杂度逐渐升高，切削加工方式的载荷类型为机械-热耦合载荷，电化学机械抛光加工方式的载荷类型为机械-化学耦合载荷，脱合金切削加工方式的载荷类型为机械-热-化学耦合载荷。

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