(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210674144.X (22)申请日 2022.06.15 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号 (72)发明人 崔坤　方弟平　许项都　周建强　 (74)专利代理 机构 西安凯多 思知识产权代理事 务所(普通 合伙) 61290 专利代理师 范倩 (51)Int.Cl. B24C 3/00(2006.01) B24C 9/00(2006.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 喷丸处理零件的表面形貌 重构方法与装置 (57)摘要 本发明实施例公开了一种 喷丸处理零件的 表面形貌重构方法与装置。 该方法可以根据喷 丸 处理零件的表 面特征数据， 对喷丸处理零件采用 曲面高度分布表示的三维表面形貌进行修正， 实 现对喷丸处理零件表面形貌的重构。 通过本发 明， 解决了相关技术中构造喷 丸处理零件的表面 形貌存在误差较大、 易受客观因素限制的技术问 题， 达到了快速、 准确地重构出喷丸处理零件的 表面三维形貌， 进而更准确地描述零件的表面特 征， 提升喷丸处理零件结构性能的评估和预测精 确的技术效果。 权利要求书2页 说明书9页 附图6页 CN 115157128 A 2022.10.11 CN 115157128 A 1.一种喷丸处 理零件的表面形貌 重构方法， 其特 征在于， 包括： 获取喷丸处 理零件的表面特 征数据； 根据喷丸处 理过程的工艺 参数， 确定弹丸撞击 速度、 弹坑 直径以及弹坑深度； 根据所述弹坑 直径确定所需覆盖率的弹丸数量与弹丸撞击位置； 根据所述弹坑直径、 所述弹坑深度、 所述弹丸数量以及所述弹丸撞击位置绘制所述喷 丸处理零件的三维表面形貌， 并基于所述表面特征数据对所述三维表面形貌进行修正， 得 到所述喷丸处 理零件的点云数据； 根据所述点云数据对所述喷丸处理零件的表面形貌进行重构， 得到重构后的所述喷丸 处理零件的三维表面形貌 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 获取喷丸处 理零件的表面特 征数据， 包括： 使用表面轮廓测量仪检测得到所述喷丸处理零件的表面典型区域对应的二维轮廓曲 线； 根据所述二维轮廓曲线提取出所述表面特征数据， 其中， 所述表面特征数据至少包括 均方根偏差与轮廓高度均值。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 根据喷丸处理过程的工艺参数， 确定弹丸 撞击速度、 弹坑 直径以及弹坑深度， 包括： 分别使用不同的预测模型对所述工艺参数进行处理， 得到所述弹丸撞击速度、 所述弹 坑直径以及所述弹坑深度， 其中， 每 个所述预测模型对应一个预测表达式。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 分别使用不同的预测模型对所述工艺参数 进行处理， 得到所述弹丸撞击 速度、 所述弹坑 直径以及所述弹坑深度， 包括： 在所述预测模型为所述弹丸撞击 速度的预测表达式时， 其表达式如下： 其中， v为所述弹丸撞击速度， f为激励器震动频率， A为所述激励器震动振幅， e1为弹丸 撞击零件的恢复系数， e2为所述激励器的恢复系数； 在所述预测模型为所述弹坑 直径的预测表达式时， 其表达式如下： d＝K×D×(1‑e12)0.25×ρ0.25×v0.25/B0.25 其中， d为所述弹坑直径， D为弹丸直径， ρ 为弹丸质量密度， v为所述弹丸撞击速度， B为 材料的布氏硬度， e1为所述弹丸撞击零件的恢复系数， 系数K在速度单位取ms‑1， 密度单位取 kgm‑3时取0.02 284； 在所述预测模型为所述弹坑深度的预测表达式时， 其表达式如下： h＝[D‑(D2‑d2)0.5]/2 其中， h为所述弹坑深度， D为所述弹丸直径， d为所述弹坑 直径。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 根据 所述弹坑直径确定所需覆盖率的弹丸 数量与弹丸撞击位置， 包括： 导入所述弹坑直径， 将X ‑Y坐标平面等距划分为n ×n个坐标点， 每个所述坐标点的初始 代表值设置为0； 计算达到预设覆盖率时所需弹丸数量和对应撞击坐标， 其中， 计算达到预设覆盖率时权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115157128 A 2所需弹丸数量和对应撞击坐标包括： 循环生成随机撞击点， 关联所述 随机撞击点与所述弹 坑直径， 将撞击区域内的坐标点的代表值加1， 计算当前覆盖率， 将所述当前覆盖率与所述 预设覆盖率进 行比较， 直至所述当前覆盖率达到所述预设覆盖率， 其中， 所述当前覆盖率为 所有坐标点代表值大于n ‑1的个数与总坐标点个数的比值， 所述预设覆盖率至少包括第一 覆盖率与第二覆盖率， 所述第一覆盖率小于所述第二覆盖率。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 根据 所述弹坑直径、 所述弹坑深度、 所述弹 丸数量以及所述弹丸撞击位置绘制所述喷丸处 理零件的三维表面形貌， 包括： 根据所述弹坑直径、 所述弹坑深度、 所述弹丸数量以及所述弹丸撞击位置重构以曲面 高度分布 表示的所述喷丸处 理零件的三维表面形貌 。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述表面特征数据至少包括均 方根偏差与 轮廓高度均值， 基于所述表面特征数据对所述三维表面形貌进行修正， 得到所述喷丸处理 零件的点云数据， 包括： 根据所述均方根偏差与所述轮廓高度均值对采用曲面高度分布表示的所述三维表面 形貌进行二维高斯平滑滤波处理， 得到所述喷丸处理零件的点云数据， 其中， 使用第一函数 对所述曲面高度分布的均方根偏差进 行修正， 使用第二函数对所述曲面高度分布的轮廓高 度均值进行修 正。 8.一种喷丸处 理零件的表面形貌 重构装置， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取喷丸处 理零件的表面特 征数据； 第一确定模块， 用于根据喷丸处理过程的工艺参数， 确定弹丸撞击速度、 弹坑直径以及 弹坑深度； 第二确定模块， 用于根据所述弹坑 直径确定所需覆盖率的弹丸数量与弹丸撞击位置； 修正模块， 用于根据 所述弹坑直径、 所述弹坑深度、 所述弹丸数量以及所述弹丸撞击位 置绘制所述喷丸处理零件的三维表面形貌， 并基于所述表面特征数据对所述三维表面形貌 进行修正， 得到所述喷丸处 理零件的点云数据； 重构模块， 用于根据所述点云数据对所述喷丸处理零件的表面形貌进行重构， 得到重 构后的所述喷丸处 理零件的三维表面形貌 。 9.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质包括存储的程序， 其中， 在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求 1至7中任意 一项所述的喷丸处 理零件的表面形貌 重构方法。 10.一种处理器， 其特征在于， 所述处理器用于运行程序， 其中， 所述程序运行时执行权 利要求1至7中任意 一项所述的喷丸处 理零件的表面形貌 重构方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115157128 A 3