一种用于航空发动机支架的激光喷丸校形质量控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于航空发动机支架的激光喷丸校形质量控制方法，包括步骤：通过大数据平台建立激光喷丸校形参数与焊接变形量的对应关系数据库；航空发动机支架结构细化；细化结构焊接及激光喷丸校形；支架总装焊接及激光喷丸校形；校形效果检测。本方案将复杂的航空发动机支架细化成为三种简单的细化结构，并且采用分段焊接、分段激光喷丸校形、总装焊接、总装激光喷丸校形的加工顺序，由于将各个细化结构在总装焊接之前进行了激光喷丸校形，因此可以减小支架总体结构的焊接变形，从而使支架总体结构在激光喷丸校形中更容易校正。本发明专利技术解决了航空发动机支架在焊接过程中产生变形的问题，能够准确控制支架的尺寸精度、形状精度，校正效果良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空构件制造领域，尤其涉及一种用于航空发动机支架的激光喷丸校形质量控制方法。
技术介绍
航空发动机支架是由空心钢管焊接而得到的空间框架结构，其支架节点在焊接过程中，母材局部受热不匀，容易产生焊接残余应力，引起空间框架结构发生很大的残余变形，形状精度较差，导致发动机支架安装螺栓偏离安装位置，影响了后续的装配。目前，在实际工程应用中采用的方法是增大尺寸，然后，用机械加工的方式切除多余的变形量，这种方法费时费工，加工一致性差。目前，已有的校形方法是对已变形的工件在适当位置反复施加反向作用力，使工件变形区域受到挤压，产生反向塑性变形，直至达到所需的校形结果。但由于航空发动机支架结构复杂，焊接变形影响因素众多，其在焊接完成后存在多种不同类型的变形，且变形程度差异较大。在这些情况下，单纯靠局部或大面积挤压很难获得理想的支架设计形状精度；且校形后的焊接节点局部残余应力较大，不利于工件的稳定性及后续加工，影响支架实际的工作寿命；这样的校形还会改变工件本应具有的几何尺寸，因此不适用于对装配精度要求高且结构复杂的航空发动机支架焊接变形进行校形。因此，如何解决航空发动机支架焊接过程中产生变形的问题，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于航空发动机支架的激光喷丸校形质量控制方法，用于解决航空发动机支架焊接过程中产生变形的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种用于航空发动机支架的激光喷丸校形质量控制方法，包括以下步骤：建立对应关系数据库：通过计算机仿真及激光喷丸试验确定激光喷丸校形参数与焊接变形量的对应关系，通过大数据平台对激光喷丸校形参数与焊接变形量的对应关系进行分析存储；航空发动机支架结构细化：将航空发动机支架结构细化为细化结构，细化结构包括直管对接焊结构、直圆管对接焊结构、直圆管组合对接焊结构；细化结构焊接及激光喷丸校形：将不同的细化结构分别进行焊接，得到焊接后细化结构，对焊接后细化结构进行焊接变形量测量，大数据平台根据焊接后细化结构的焊接变形量选择激光喷丸校形参数，并通过激光喷丸校形方法对焊接后细化结构的焊接变形进行校正；支架总装焊接及激光喷丸校形：将不同的焊接后细化结构进行总装焊接，得到支架总体结构，对支架总体结构进行焊接变形量测量，大数据平台根据支架总体结构的焊接变形量选择激光喷丸校形参数，再通过激光喷丸校形方法对支架总体结构的焊接变形进行校正；校形效果检测：对支架总体结构的校形效果进行检测，判断是否需要对支架总体结构进行二次校形，如果是，则返回上一步骤，如果否，则结束。优选地，在上述激光喷丸校形质量控制方法中，大数据平台包括数据采集存储模块、分布式计算架构和云计算模块。优选地，在上述激光喷丸校形质量控制方法中，焊接变形量测量是通过三维形貌系统进行的，并且，三维形貌系统将测量的焊接变形量数据存储于大数据平台。优选地，在上述激光喷丸校形质量控制方法中，激光喷丸校形参数包括激光喷丸功率密度、喷丸次数、喷丸角度、喷丸路径。本专利技术提供的用于航空发动机支架的激光喷丸校形质量控制方法，将复杂的航空发动机支架细化成为三种简单的细化结构，并且采用分段焊接、分段激光喷丸校形、总装焊接、总装激光喷丸校形的加工顺序，由于本方法将各个细化结构在总装焊接之前进行了激光喷丸校形，因此，可以减小支架总体结构的焊接变形，从而使支架总体结构在激光喷丸校形中更容易得到校正。本专利技术解决了航空发动机支架在焊接过程中产生变形的问题，能够准确控制支架的尺寸精度、形状精度，校正效果良好。所得到的航空发动机支架直径尺寸和形状精度较高，满足设计的精度要求，且在激光喷丸校形过程中在支架表面产生残余压应力，提高了支架结构的使用寿命。相比目前所采用的控制变形的方法，本方案具有控制精度高、工作效率高、节省材料、提高结构件疲劳寿命等优点，符合航空零件高要求的标准。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术具体实施例的激光喷丸校形质量控制方法流程图；图2为本专利技术具体实施例中的一种直管对接焊结构；图3为本专利技术具体实施例中的另一种直管对接焊结构；图4为本专利技术具体实施例中的一种直圆管对接焊结构；图5为本专利技术具体实施例中的一种直圆管组合对接焊结构。具体实施方式本专利技术的核心在于提供一种用于航空发动机支架的激光喷丸校形质量控制方法，用于解决航空发动机支架焊接过程中产生变形的问题。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参照图1至5，图1为本专利技术具体实施例的激光喷丸校形质量控制方法流程图，图2至图5为本专利技术具体实施例中的不同细化结构示意图。在一种具体实施例方案中，本专利技术提供了以下技术方案：一种用于航空发动机支架的激光喷丸校形质量控制方法，包括以下步骤：S1)建立对应关系数据库：通过计算机仿真及激光喷丸试验确定激光喷丸校形参数与焊接变形量的对应关系，通过大数据平台对激光喷丸校形参数与焊接变形量的对应关系进行分析存储；S2)航空发动机支架结构细化：将航空发动机支架结构细化为细化结构，细化结构包括直管对接焊结构、直圆管对接焊结构、直圆管组合对接焊结构；S3)细化结构焊接及激光喷丸校形：将不同的细化结构分别进行焊接，得到焊接后细化结构，对焊接后细化结构进行焊接变形量测量，大数据平台根据焊接后细化结构的焊接变形量选择激光喷丸校形参数，并通过激光喷丸校形方法对焊接后细化结构的焊接变形进行校正；S4)支架总装焊接及激光喷丸校形：将不同的焊接后细化结构进行总装焊接，得到支架总体结构，对支架总体结构进行焊接变形量测量，大数据平台根据支架总体结构的焊接变形量选择激光喷丸校形参数，再通过激光喷丸校形方法对支架总体结构的焊接变形进行校正；S5)校形效果检测：对支架总体结构的校形效果进行检测，判断是否需要对支架总体结构进行二次校形，如果是，则返回到步骤S4)；如果否，则结束。焊接变形是由于焊接节点在焊接过程中受热不均，产生残余拉应力，进而产生残余变形。激光喷丸校形方法的原理是，将高密度、短脉冲激光作用于规划好的区域(根据不同变形确定需激光喷丸的区域)，调整焊接变形区域的残余应力，进而校正由焊接过程中产生的残余变形。优选地，在步骤S1)中，大数据平台包括数据采集存储模块、分布式计算架构和云计算模块。针对不同变形方式的焊接变形量(如角变形的变形角度、弯曲变形的变形曲率等)，每一种变形方式的校正均需确定校正所需的激光喷丸校形参数，步骤S1)中所述的对应关系数据库就是指用于存储详细的变形方式及特定变形量对应所需的具体的激光喷丸校形参数的数据库。需要说明的是，激光喷丸校形参数包括激光喷丸功率密度、喷丸次数、喷丸角度、喷丸路径等。步骤S1)的详细过程如下：对焊接变形量进行划分，记作Xi(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于航空发动机支架的激光喷丸校形质量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：建立对应关系数据库：通过计算机仿真及激光喷丸试验确定激光喷丸校形参数与焊接变形量的对应关系，通过大数据平台对激光喷丸校形参数与焊接变形量的对应关系进行分析存储；航空发动机支架结构细化：将航空发动机支架结构细化为细化结构，细化结构包括直管对接焊结构、直圆管对接焊结构、直圆管组合对接焊结构；细化结构焊接及激光喷丸校形：将不同的细化结构分别进行焊接，得到焊接后细化结构，对焊接后细化结构进行焊接变形量测量，大数据平台根据焊接后细化结构的焊接变形量选择激光喷丸校形参数，并通过激光喷丸校形方法对焊接后细化结构的焊接变形进行校正；支架总装焊接及激光喷丸校形：将不同的焊接后细化结构进行总装焊接，得到支架总体结构，对支架总体结构进行焊接变形量测量，大数据平台根据支架总体结构的焊接变形量选择激光喷丸校形参数，再通过激光喷丸校形方法对支架总体结构的焊接变形进行校正；校形效果检测：对支架总体结构的校形效果进行检测，判断是否需要对支架总体结构进行二次校形，如果是，则返回上一步骤，如果否，则结束。

【技术特征摘要】
1.一种用于航空发动机支架的激光喷丸校形质量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：建立对应关系数据库：通过计算机仿真及激光喷丸试验确定激光喷丸校形参数与焊接变形量的对应关系，通过大数据平台对激光喷丸校形参数与焊接变形量的对应关系进行分析存储；航空发动机支架结构细化：将航空发动机支架结构细化为细化结构，细化结构包括直管对接焊结构、直圆管对接焊结构、直圆管组合对接焊结构；细化结构焊接及激光喷丸校形：将不同的细化结构分别进行焊接，得到焊接后细化结构，对焊接后细化结构进行焊接变形量测量，大数据平台根据焊接后细化结构的焊接变形量选择激光喷丸校形参数，并通过激光喷丸校形方法对焊接后细化结构的焊接变形进行校正；支架总装焊接及激光喷丸校形：将不同的焊接后细化结构进行总装焊接，得到支架总体结构，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永康，苏波勇，张永俊，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44