一种发动机燃油喷嘴设计加工方法、装置和电子设备与流程

技术特征：
1.一种发动机燃油喷嘴设计加工方法，其特征在于，包括：获取待优化的发动机燃油喷嘴的尺寸参数，对待优化的发动机燃油喷嘴的尺寸参数进行处理，得到所述发动机燃油喷嘴在不同工况环境下的力学性能和增材制造尺寸参数；获取所述发动机燃油喷嘴符合不同工况环境下的理化性能，选择与所述发动机燃油喷嘴的理化性能和力学性能匹配的金属材料作为制造所述发动机燃油喷嘴的金属材料；利用三维造型软件，按照所述增材制造尺寸参数，对所述发动机燃油喷嘴进行三维建模，得到所述发动机燃油喷嘴的喷嘴模型，并对所述发动机燃油喷嘴的喷嘴模型进行消除尖角和棱边的操作，使得消除尖角和棱边的操作后的所述发动机燃油喷嘴适合增材制造；将所述发动机燃油喷嘴的喷嘴模型分别放置到不同的摆放位置上，对不同摆放位置的所述发动机燃油喷嘴分别按照预先制定的支撑方式进行支撑，对在不同摆放位置下的所述发动机燃油喷嘴，在预先制定的支撑方式下的性能进行测试，得到不同摆放位置下的所述发动机燃油喷嘴的性能测试结果，并根据得到的所述性能测试结果，从所述不同摆放位置中确定所述发动机燃油喷嘴的摆放位置；获取所述发动机燃油喷嘴所满足的燃烧室性能要求参数，并确定出与所述燃烧室性能要求参数、所述增材制造尺寸参数以及流量模拟值匹配的增材制造工艺参数；基于所述发动机燃油喷嘴的理化性能和力学性能，得到与所述发动机燃油喷嘴的理化性能和力学性能匹配的后处理方法和在所述后处理方法中使用的工艺参数；获取所述发动机燃油喷嘴的表面粗糙度，得到与所述表面粗糙度对应的磨粒规格、加工压力和加工时间，根据所述表面粗糙度以及与所述表面粗糙度对应的磨粒规格、加工压力和加工时间建立表面粗糙度回归模型，并利用所述表面粗糙度回归模型对加工所述发动机燃油喷嘴的磨粒流抛光工艺参数进行优化；获取所述发动机燃油喷嘴的加工精度等级，确定出满足所述加工精度等级的加工设备、所述加工设备的工艺参数以及对所述发动机燃油喷嘴进行加工的夹具和刀具。2.根据权利要求1所述的发动机燃油喷嘴设计加工方法，其特征在于，所述获取待优化的发动机燃油喷嘴的尺寸参数，对待优化的发动机燃油喷嘴的尺寸参数进行处理，得到发动机燃油喷嘴的增材制造尺寸参数，包括：获取待优化的发动机燃油喷嘴的尺寸参数，并根据预设的流量目标值，对所述发动机燃油喷嘴进行流量测试，得到所述发动机燃油喷嘴的流量测试结果，并根据所述发动机燃油喷嘴的流量测试的结果，对所述发动机燃油喷嘴的尺寸参数进行优化，得到所述发动机燃油喷嘴的优化尺寸参数；利用数值模拟的方法，在不同工况环境下，对按照所述优化尺寸参数形成的发动机燃油喷嘴的流量以及力学性能进行模拟，得到尺寸参数优化后的所述发动机燃油喷嘴在不同工况环境下的流量模拟值以及力学性能；根据所述流量模拟值，对所述发动机燃油喷嘴进行二次流量测试，得到所述发动机燃油喷嘴的二次流量测试结果，并根据所述发动机燃油喷嘴的二次流量测试结果，对所述发动机燃油喷嘴的优化尺寸参数进行再次优化，得到发动机燃油喷嘴的设计尺寸参数；利用拓扑优化技术，在所述发动机燃油喷嘴满足燃烧室性能要求的情况下，按照减小所述发动机燃油喷嘴的重量的需求，对所述发动机燃油喷嘴的设计尺寸参数进行优化，得到发动机燃油喷嘴的增材制造尺寸参数。
3.根据权利要求1所述的发动机燃油喷嘴设计加工方法，其特征在于，所述获取所述发动机燃油喷嘴的加工精度等级，确定出满足所述加工精度等级的加工设备、所述加工设备的工艺参数以及对所述发动机燃油喷嘴进行加工的夹具和刀具，包括：获取所述发动机燃油喷嘴的加工精度等级，确定出满足所述加工精度等级的加工设备；获取所述加工设备的加工设备型号，通过所述加工设备型号和所述增材制造尺寸参数，确定对所述发动机燃油喷嘴进行加工的夹具，并基于所述增材制造尺寸参数确定对所述发动机燃油喷嘴进行加工的刀具；基于所述发动机燃油喷嘴的力学性能，确定出与所述发动机燃油喷嘴的力学性能匹配的所述加工设备的工艺参数。4.根据权利要求1所述的发动机燃油喷嘴设计加工方法，其特征在于，所述利用三维造型软件，按照所述增材制造尺寸参数，对所述发动机燃油喷嘴进行三维建模，包括：利用三维建模软件，按照所述增材制造尺寸参数，对所述发动机燃油喷嘴进行三维建模。5.一种发动机燃油喷嘴设计加工装置，其特征在于，包括：第一加工设计模块，用于获取待优化的发动机燃油喷嘴的尺寸参数，对待优化的发动机燃油喷嘴的尺寸参数进行处理，得到所述发动机燃油喷嘴在不同工况环境下的力学性能和增材制造尺寸参数；第二加工设计模块，用于获取所述发动机燃油喷嘴符合不同工况环境下的理化性能，选择与所述发动机燃油喷嘴的理化性能和力学性能匹配的金属材料作为制造所述发动机燃油喷嘴的金属材料；第三加工设计模块，用于利用三维造型软件，按照所述增材制造尺寸参数，对所述发动机燃油喷嘴进行三维建模，得到所述发动机燃油喷嘴的喷嘴模型，并对所述发动机燃油喷嘴的喷嘴模型进行消除尖角和棱边的操作，使得消除尖角和棱边的操作后的所述发动机燃油喷嘴适合增材制造；第四加工设计模块，用于将所述发动机燃油喷嘴的喷嘴模型分别放置到不同的摆放位置上，对不同摆放位置的所述发动机燃油喷嘴分别按照预先制定的支撑方式进行支撑，对在不同摆放位置下的所述发动机燃油喷嘴，在预先制定的支撑方式下的性能进行测试，得到不同摆放位置下的所述发动机燃油喷嘴的性能测试结果，并根据得到的所述性能测试结果，从所述不同摆放位置中确定所述发动机燃油喷嘴的摆放位置；第五加工设计模块，用于获取所述发动机燃油喷嘴所满足的燃烧室性能要求参数，并确定出与所述燃烧室性能要求参数、所述增材制造尺寸参数以及所述流量模拟值匹配的增材制造工艺参数；第六加工设计模块，用于基于所述发动机燃油喷嘴的理化性能和力学性能，得到与所述发动机燃油喷嘴的理化性能和力学性能匹配的后处理方法和在所述后处理方法中使用的工艺参数；第七加工设计模块，用于获取所述发动机燃油喷嘴的表面粗糙度，得到与所述表面粗糙度对应的磨粒规格、加工压力和加工时间，根据所述表面粗糙度以及与所述表面粗糙度对应的磨粒规格、加工压力和加工时间建立表面粗糙度回归模型，并利用所述表面粗糙度
回归模型对加工所述发动机燃油喷嘴的磨粒流抛光工艺参数进行优化；第八加工设计模块，用于获取所述发动机燃油喷嘴的加工精度等级，确定出满足所述加工精度等级的加工设备、所述加工设备的工艺参数以及对所述发动机燃油喷嘴进行加工的夹具和刀具。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一加工设计模块，具体用于：获取待优化的发动机燃油喷嘴的尺寸参数，并根据预设的流量目标值，对所述发动机燃油喷嘴进行流量测试，得到所述发动机燃油喷嘴的流量测试结果，并根据所述发动机燃油喷嘴的流量测试的结果，对所述发动机燃油喷嘴的尺寸参数进行优化，得到所述发动机燃油喷嘴的优化尺寸参数；利用数值模拟的方法，在不同工况环境下，对按照所述优化尺寸参数形成的发动机燃油喷嘴的流量以及力学性能进行模拟，得到尺寸参数优化后的所述发动机燃油喷嘴在不同工况环境下的流量模拟值以及力学性能；根据所述流量模拟值，对所述发动机燃油喷嘴进行二次流量测试，得到所述发动机燃油喷嘴的二次流量测试结果，并根据所述发动机燃油喷嘴的二次流量测试结果，对所述发动机燃油喷嘴的优化尺寸参数进行再次优化，得到发动机燃油喷嘴的设计尺寸参数；利用拓扑优化技术，在所述发动机燃油喷嘴满足燃烧室性能要求的情况下，按照减小所述发动机燃油喷嘴的重量的需求，对所述发动机燃油喷嘴的设计尺寸参数进行优化，得到发动机燃油喷嘴的增材制造尺寸参数。7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第八加工设计模块，具体用于：获取所述发动机燃油喷嘴的加工精度等级，确定出满足所述加工精度等级的加工设备；获取所述加工设备的加工设备型号，通过所述加工设备型号和所述增材制造尺寸参数，确定对所述发动机燃油喷嘴进行加工的夹具，并基于所述增材制造尺寸参数确定对所述发动机燃油喷嘴进行加工的刀具；基于所述发动机燃油喷嘴的力学性能，确定出与所述发动机燃油喷嘴的力学性能匹配的所述加工设备的工艺参数。8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第三加工设计模块，用于利用三维造型软件，按照所述增材制造尺寸参数，对所述发动机燃油喷嘴进行三维建模，包括：利用三维建模软件，按照所述增材制造尺寸参数，对所述发动机燃油喷嘴进行三维建模。9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1-4任一项所述的发动机燃油喷嘴设计加工方法的步骤。10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括有存储器，处理器以及一个或者一个以上的程序，其中所述一个或者一个以上程序存储于所述存储器中，且经配置以由所述处理器执行权利要求1-4任一项所述的发动机燃油喷嘴设计加工方法的步骤。

技术总结
本申请提供了一种发动机燃油喷嘴设计加工方法、装置和电子设备，通过增材制造和精密加工相结合的方法，解决了传统方法加工困难，多零件组装后精度差、焊接导致零件产生应力变形、零件性能降低的问题。并且通过拓扑优化设计对燃油喷嘴进行结构优化，解决了传统制造燃油喷嘴只能通过试错的方式进行零件生产，解决了传统生产方式周期长、工序多、零件结构强度不高、材料浪费多利用率低等问题。通过对燃油喷嘴结构的优化，选择最佳的材料、工艺参数，并且建立适合增材制造的燃油喷嘴模型，提高了生产质量和效率。产质量和效率。产质量和效率。


技术研发人员：贾北北
受保护的技术使用者：西安成立航空制造有限公司
技术研发日：2022.09.08
技术公布日：2022/10/11