一种大型环件轧制用环坯推演设计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大型环件轧制用环坯推演设计方法及系统，首先分别通过历史工艺案例库和工艺设计规则库进行锻件工艺方案的推演，再对比分析两种设计结果并决策锻件工艺方案，然后基于设计的锻件工艺方案，再分别通过历史工艺案例库和工艺设计规则库进行环坯工艺方案的推演，最后对比分析两种设计结果并决策环坯工艺方案。本发明专利技术综合考虑大型环件轧制实际工艺案例和理论设计规则，能够高效可靠地实现大型环件轧制环坯工艺设计，解决了现阶段大型环件轧制环坯设计一致性差、对人工经验的依赖性强的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种大型环件轧制用环坯推演设计方法及系统
本专利技术涉及大型环件轧制领域，具体涉及一种大型环件轧制用环坯推演设计方法及系统。
技术介绍
目前大型环件的生产主要依靠整体轧制成型，将料段进行镦粗、滚圆冲孔得到环状毛坯(简称环坯)，通过轧环机对环坯进行轧制，使环件壁厚减薄、直径扩大、截面成形得到锻件，然后对锻件进行热处理以及切削等加工，得到满足性能需求的目标环件。在生产之前需要对环件的轧制工艺进行逆向设计，即首先通过目标环件设计相应锻件，进而根据锻件设计环坯，最后设计料段及原材料的选用。其中环坯和锻件的设计是关键步骤。锻件的设计重点在于余量值的选用，在目标环件截面外加上余量值即得到锻件工艺尺寸。目前企业中关于余量的选用主要依靠设计人员的经验进行选取，也有部分企业根据经验编辑了余量选用规则表。但存在设计值偏大，依赖设计师经验等问题。环坯的设计重点在于环坯内径和轧制角的选用，根据锻件和环坯的体积关系以及从环坯到锻件的轧制角度可计算得到环坯工艺尺寸。环坯内径的选用与锻件的体积和企业的设备有关，企业中环坯内径的选用规则较为符合生产实际本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型环件轧制用环坯推演设计方法，其特征在于：先分别通过历史工艺案例库和工艺设计规则库进行锻件工艺方案的推演，再对比分析两种设计结果并决策锻件工艺方案，然后基于设计的锻件工艺方案，再分别通过历史工艺案例库和工艺设计规则库进行环坯工艺方案的推演，最后对比分析两种设计结果并决策环坯工艺方案；其中，历史工艺案例库存储有已设计并轧制成功的大型环件工艺案例数据；工艺设计规则库存储有针对一般大型环件轧制时锻件工艺和环坯工艺设计的规则，所述规则基于经验总结得出，为保证大型环件轧制工艺设计的可行性和通用性，采用保守策略。/n

【技术特征摘要】
1.一种大型环件轧制用环坯推演设计方法，其特征在于：先分别通过历史工艺案例库和工艺设计规则库进行锻件工艺方案的推演，再对比分析两种设计结果并决策锻件工艺方案，然后基于设计的锻件工艺方案，再分别通过历史工艺案例库和工艺设计规则库进行环坯工艺方案的推演，最后对比分析两种设计结果并决策环坯工艺方案；其中，历史工艺案例库存储有已设计并轧制成功的大型环件工艺案例数据；工艺设计规则库存储有针对一般大型环件轧制时锻件工艺和环坯工艺设计的规则，所述规则基于经验总结得出，为保证大型环件轧制工艺设计的可行性和通用性，采用保守策略。


2.如权利要求1所述的大型环件轧制用环坯推演设计方法，其特征在于：设计锻件工艺方案时，包括以下步骤，
1)、相似查询；
接收目标环件信息，目标环件信息包括目标环件的材料和尺寸，尺寸包括外径、内径和高度，通过历史工艺案例库，筛选出与目标环件相似的历史环件，提取出相似度靠前的多个历史环件；
2)、目标推演；
根据筛选后的历史环件的余量值取均值得到目标环件的余量推演值；
3)、对比得出结果；
通过工艺设计规则库，查找目标环件尺寸所处范围内环件的余量通用值，将余量通用值进行区间划分，根据余量推演值与余量通用值的差距进行归档，根据档位匹配得到最终的余量值，进而得到目标环件的锻件尺寸。


3.如权利要求2所述的大型环件轧制用环坯推演设计方法，其特征在于：在步骤1)中，相似环件查询的筛选方法为，
1.1)、对目标环件进行特征定义，特征包括材料和尺寸，尺寸包括外径、内径和高度；
1.2)、将环件分为新环件和旧环件，新环件表示需要进行锻件设计的目标环件，旧环件表示历史工艺案例库中存储的历史环件，对新、旧环件的特征进行编码，在筛选过程中，新环件与旧环件的对应关系为一对多；
1.3)、为环件的材料和尺寸特征确定适应度函数；
1.4)、目标环件与历史环件是否相似取决于材料和尺寸特征，根据材料特征的适应度函数和尺寸特征的适应度函数处理得到相似度函数；
1.5)、将目标环件与历史工艺案例库中的历史环件进行逐一比较计算之后，得到相应的相似度，将相似度降序排列，根据相似度的临界值对排名第R1的相似度进行判定，如果第R1名的相似度高于临界值，则提取排名前R1的相似历史环件工艺数据用于下一步的设计，反之则判定相似环件数量不足，无法进行基于案例和规则的推演设计，直接采用规则设计。


4.如权利要求3所述的大型环件轧制用环坯推演设计方法，其特征在于：
在步骤1.3)中，适应度函数的设计和取值根据环件各特征的取值来确定-对于环件材料特征Km，当新环件与提取的旧环件材料牌号相同时，则环件材料特征的适应度Δ1(Km)为1，反之为0；对于环件尺寸特征Ks，采用明可夫斯基距离的推广变形公式来确定外径、内径和高度的适应度，并进行归一化处理得到尺寸特征的适应度Δ2(Ks)，



其中，D、d、H分别表示新环件外径、内径、高度，D0、d0、H0分别表示历史环件的外径、内径、高度；
在步骤1.4)中，相似度函数为，
S1＝Δ1(Km)gΔ2(Ks)
相似度S1的值域范围为(0，1)，当S1的结果越趋近于1则表示新、旧环件的相似度越高，反之相似度越低。


5.如权利要求2所述的大型环件轧制用环坯推演设计方法，其特征在于：在步骤3)中，推演值和通用值的对比函数为，



其中，Md为余量推演数值，Mc为余量通用值，Mf为最终的余量值，k1和k2为对比函数的临界系数且k1＜k2。


6.如权利要求1所述的大型环件轧制用环坯推演设计方法，其特征在于：设计环坯工艺方案时，包括以下步骤，
1)、相似查询；
接收目标锻件信息，目标锻件信息包括目标锻件的尺寸和截面形状，尺寸包括外径、内径和高度，截面形状包括截面宽高比，通过历史工艺案例库，筛选出与目标锻件相似的历史锻件，提取出相似度靠前的多个历史锻件；
2)、目标推演；
环坯内径的推演-当相似度排名前R2位的历史锻...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱东升，程奇林，邓加东，华林，兰箭，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42