本發明涉及到水射流加工，具體涉及到一種適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法、介質和設備。

背景技術：

1、傳統磨料水射流作為一種特殊的加工技術，由于其獨特的加工優勢，已廣泛應用于各個領域。在實際加工中，射流加工技術常用于板材切割和曲面加工。射流曲面加工主要是利用射流切割作用去除待加工材料，使得待加工曲面形成目標輪廓，達到加工目的。然而目前的射流曲面加工工藝方法并不成熟，一般用直線段來代替射流切割輪廓進行加工路徑規劃，這與實際的曲線型輪廓差距較大，因而存在加工精度低、殘余大、效率低和質量不佳等問題。鑒于此，需要提出一種準確性、加工質量和加工效率更好的適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法。

技術實現思路

1、本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法、介質和設備。

2、為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

3、一種適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法，包括如下步驟：

4、獲取待加工曲面的加工區域和加工殘高；

5、根據所述加工殘高選擇切割類型，根據所述加工殘高選擇加工思想；

6、隨機選取參數組合，計算得到單次切割輪廓曲線函數和單次切割加工路徑曲線函數；

7、根據所述單次切割輪廓曲線函數和所述單次切割加工路徑曲線函數，判斷所述待加工曲面的最大材料去除率是否為最大值以及是否過切；最大材料去除率為最大值且沒有過切，則進行水射流切割加工；

8、完成一次水射流切割加工后，識別當前的加工殘高并與標準值對比，若當前的加工殘高大于標準值，說明加工未完成，則保留當前切割輪廓，并以所述當前切割輪廓作為待加工曲面的實際輪廓，返回重新加工，若當前的加工殘高大于標準值，則加工完成。

9、上述加工工藝方法針對目前磨料水射流曲面加工工藝方法不成熟、加工效果不佳的情況，可以有效提高磨料水射流曲面加工的效率和質量，通過該方法可以得到完整的加工路徑規劃過程，包括加工工藝參數和噴嘴位姿參數的設置，路徑個數，路徑曲線函數等，對復雜曲面的射流加工具有很好的指導意義，適用于多種材料及曲面類型的射流加工。

10、進一步的，所述加工區域和所述加工殘高的確定方式如下：識別待加工曲面的實際輪廓曲線，根據待加工曲面的加工需求與加工目的確定所述待加工曲面的目標輪廓曲線，所述實際輪廓曲線與所述目標輪廓曲線之間的區域記為加工區域，所述實際輪廓曲線與所述目標輪廓曲線之間的最大距離記為所述加工殘高。

11、進一步的，切割類型選擇的方式為：判斷所述加工殘高是否大于水射流束的直徑，若是則選擇水射流厚切類型，若否則選擇水射流薄切類型。

12、進一步的，加工思想選擇的方式為：判斷所述加工區域的類型，若所述加工區域小或者均勻，則選擇迭代思想加工，若所述加工區域大或者不均勻，則選擇貪婪思想加工。

13、進一步的，所述迭代思想為從待加工曲面的一端開始切割，下一次切割在上一次切割輪廓的基礎上進行規劃，每次切割都無過切、滿足加工殘高的標準值且達到最大材料去除率，直至加工完成；所述貪婪思想為從待加工曲面特定處開始切割，使其在無過切時能達到最大材料去除率，切割完成后再根據加工殘高判定是否繼續加工，直至某次切割后，加工殘高滿足標準值，加工完成。

14、進一步的，隨機選取參數組合包括隨機選取一組切割工藝參數組合，以及隨機選取一組噴嘴位姿參數組合；

15、將選取的所述切割工藝參數組合輸入切割工藝參數模型，計算得到當前切割工藝參數組合對應的單次切割輪廓曲線函數；

16、將選取的所述噴嘴位姿參數組合輸入噴嘴位姿參數模型，同時將所述單次切割輪廓曲線函數輸入噴嘴位姿參數模型，計算得到當前噴嘴位姿參數組合對應的單次切割加工路徑曲線函數。

17、進一步的，所述切割工藝參數組合至少包括射流壓力、磨料質量流量、橫移速度、偏轉角度、磨料的直徑及種類；所述噴嘴位姿參數組合至少包括噴嘴加工入射點，噴嘴加工入射角度。

18、進一步的，判斷所述待加工曲面的最大材料去除率，若材料去除率不是最大值，則返回重新隨機選取參數組合的步驟，若是最大值，則進入下一步；

19、判斷所述待加工曲面是否過切，若是則返回重新隨機選取參數組合的步驟，若不過切，則進入下一步。

20、本發明還提供一種介質，為計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質包括存儲的程序，在所述程序被處理器執行時實現如上所述的適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法。

21、本發明還提供一種設備，為電子設備，所述電子設備包括至少一個處理器、以及與所述處理器連接的至少一個存儲器；其中，所述處理器用于調用所述存儲器中的程序指令，執行如上所述的適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法。

22、與現有技術相比，本發明的有益效果是：1、本加工工藝可以有效提高磨料水射流曲面加工的準確性，以及加工效率和質量；2、本加工方法充分考慮了加工區域的特點，根據加工類型、工藝參數和噴嘴位姿等確定水射流切割輪廓，采用迭代或貪婪思想并引入迭代優化方法進行路徑規劃，可以得到完整的加工路徑規劃過程，包括加工工藝參數和噴嘴位姿參數的設置，路徑個數，路徑曲線函數等，對復雜曲面的水射流加工具有很好的指導意義，能夠取得較好的實際運用效果；3、本加工工藝方法適用于多種材料及各種復雜曲面類型的水射流加工。

技術特征：

1.一種適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述的適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法，其特征在于，所述加工區域和所述加工殘高的確定方式如下：識別待加工曲面的實際輪廓曲線，根據待加工曲面的加工需求與加工目的確定所述待加工曲面的目標輪廓曲線，所述實際輪廓曲線與所述目標輪廓曲線之間的區域記為加工區域，所述實際輪廓曲線與所述目標輪廓曲線之間的最大距離記為所述加工殘高。

3.根據權利要求1所述的適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法，其特征在于，切割類型選擇的方式為：判斷所述加工殘高是否大于水射流束的直徑，若是則選擇水射流厚切類型，若否則選擇水射流薄切類型。

4.根據權利要求1所述的適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法，其特征在于，加工思想選擇的方式為：判斷所述加工區域的類型，若所述加工區域小或者均勻，則選擇迭代思想加工，若所述加工區域大或者不均勻，則選擇貪婪思想加工。

5.根據權利要求4所述的適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法，其特征在于，所述迭代思想為從待加工曲面的一端開始切割，下一次切割在上一次切割輪廓的基礎上進行規劃，每次切割都無過切、滿足加工殘高的標準值且達到最大材料去除率，直至加工完成；所述貪婪思想為從待加工曲面特定處開始切割，使其在無過切時能達到最大材料去除率，切割完成后再根據加工殘高判定是否繼續加工，直至某次切割后，加工殘高滿足標準值，加工完成。

6.根據權利要求1所述的適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法，其特征在于，隨機選取參數組合包括隨機選取一組切割工藝參數組合，以及隨機選取一組噴嘴位姿參數組合；

7.根據權利要求6所述的適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法，其特征在于，所述切割工藝參數組合至少包括射流壓力、磨料質量流量、橫移速度、偏轉角度、磨料的直徑及種類；所述噴嘴位姿參數組合至少包括噴嘴加工入射點，噴嘴加工入射角度。

8.根據權利要求1所述的適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法，其特征在于，判斷所述待加工曲面的最大材料去除率，若材料去除率不是最大值，則返回重新隨機選取參數組合的步驟，若是最大值，則進入下一步；

9.一種介質，為計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質包括存儲的程序，在所述程序被處理器執行時實現如權利要求1-8中任一項所述的適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法。

10.一種設備，為電子設備，其特征在于，所述電子設備包括至少一個處理器、以及與所述處理器連接的至少一個存儲器；其中，所述處理器用于調用所述存儲器中的程序指令，執行如權利要求1-8中任一項所述的適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法。

技術總結
本發明公開一種適用于曲面的磨料水射流加工工藝方法、介質和設備，通過識別加工區域和加工殘高，并依據加工殘高確定薄厚切特性，依據加工區域選擇迭代方法或貪婪方法；建立并使用切割工藝參數模型和噴嘴位姿參數模型，計算得到切割加工路徑曲線函數；通過引入迭代優化方法，以實現最大材料去除率為目標，不過切為條件，找到最優的切割工藝參數組合和噴嘴位姿參數組合，最終完成加工。本方法可以有效提高磨料水射流曲面加工的效率和質量，通過該方法可以得到完整的加工路徑規劃過程，包括加工工藝參數和噴嘴位姿參數的設置，路徑個數，路徑曲線函數等，對復雜曲面的射流加工具有很好的指導意義，適用于多種材料及曲面類型的射流加工。

技術研發人員：李照宇,魏志航,巫世晶,王曉筍,李登,侯悅
受保護的技術使用者：武漢大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/6