船用柴油机连杆加工质量预测及加工参数寻优研究.pdfVIP

哈尔滨工程大学硕士学位论文

摘要

随着船舶功率需求的不断提升，对船用柴油机的功率、燃油效率和噪音等性能指标

提出了更高的要求。船用柴油机包括数千个零部件，其中连杆作为关键部件之一，其加

工质量直接关系到柴油机的效能、可靠性及耐久性。目前，国内关于柴油机连杆的质量

管理主要是依赖于生产后的检测，加工工艺参数的选择主要依赖于技术人员的工作经验，

不能保证所制定的连杆加工工艺为最优。为此本文展开了船用柴油机连杆加工质量预测

及加工参数寻优研究以实现船用柴油机连杆加工过程质量控制与优化。本文以某型号船

用柴油机连杆为研究实例，对连杆机加工加工质量预测方法和加工参数寻优问题展开了

研究，完成的主要工作内容如下：

（1）基于复杂网络理论提出了柴油机连杆加工工艺可视化网络建模方法，采用

PageRank算法计算了连杆质量控制节点及质量特征节点的权重，并以权重值为影响度

对质量节点进行排序，确定了连杆的关键工序。

（2）基于连杆关键工序对应质量特征的加工工艺数据，采用熵权法和改进CRITIC

法的组合赋权法对各质量特征权重进行计算、排序，提取关键质量特征，为连杆质量预

测和加工参数优化奠定了基础。

（3）基于贝叶斯优化算法优化支持向量机回归预测算法（BOA-SVR），建立了以前

序工序质量特征误差与切削参数为输入、关键质量特征值为输出的连杆加工质量预测模

型，并通过K折交叉验证方法对预测模型的性能进行评估。

（4）针对加工工艺参数最优组合确定困难的问题，设计了关键质量特征的正交实

验，系统地分析了影响连杆加工质量的主要加工参数，通过极差分析法得到最优的加工

参数组合，进而提高连杆加工的精度和生产效率。

本文的研究成果不仅可以用于船用柴油机中的连杆加工工艺分析与优化，而且对于

具备多工序特征和复杂加工流程的各种机械零加工工艺的制定与分析都有着重要的参

考价值。

关键词：柴油机连杆；加工工艺网络；关键质量特征；质量预测；加工参数寻优

船用柴油机连杆加工质量预测及加工参数寻优研究

Abstract

WiththeincreasingofMarinepowerdemand,higherrequirementsareputforwardforthe

performanceindexesofMarinedieselenginessuchaspower,fuelefficiencyandnoise.Marine

dieselengineincludesthousandsofparts,amongwhichconnectingrodisoneofthekeyparts,

anditsprocessingqualityisdirectlyrelatedtotheefficiency,reliabilityanddurabilityofthe

dieselengine.Atpresent,thedomesticqualitymanagementofconnectingrodofdieselengine

mainlydependsonthedetectionafterproduction,andtheselectionofprocessingparameters

mainlydependsontheworkexperienceoftechnicalpersonnel,whichcannotguaranteethatthe

connectingrodprocessingtechnologyformulatedisthebest.Inordertorealizethequality

controlandoptimizationofMarinedieselengineconnectingrodmachiningprocess,thequality

predictionandoptimizationofprocessingparametersarestudiedinthispape