基于GA-BP与NSGA-Ⅱ的数控铣削参数优化研究

高效低碳制造是可持续发展的关键,而数控铣削作为常用的金属表面加工方法存在刀具寿命短、碳排放量高的问题。提出基于NSGA-Ⅱ的GA-BP多目标优化方法,通过分析不同加工参数条件下的数控铣削刀具寿命及碳排放数据集,建立GA-BP神经网络刀具寿命及碳排放预测模型。基于NSGA-Ⅱ算法建立以刀具寿命、碳排放量为目标的主体优化模型,调用构建的GA-BP神经网络模型作为目标函数进行优化求解,得到Pareto最优解集。对Pareto最优解集进行TOPSIS最优解决策,得到综合优化刀具寿命与碳排放量的加工参数组合。优化结果表明：该方法既可以对数控铣削刀具寿命及碳排放量进行准确预测,还可以对两者进行有效优化,对数控铣削参数优化具有一定的理论指导意义。     

基于Deform的切削参数对微铣削加工切削温度的影响分析

为了进一步认识切削过程对温度的影响,应用Deform仿真平台,对切削参数对切削力和切削温度的影响展开仿真分析.通过UG软件构建刀具,将其导入ABAQUS内完成建模过程.仿真结果得到:微铣削加工切削温度在刀面处获得最高的温度,此位置摩擦受热最大.在0.01 ～ 0.05 mm的切削深度范围内工件形成最高温度,随着主轴转速逐渐增大,切削最高温度表现出单调增加的变化规律.随着进给速度逐渐增大,切削最高温度表现出先增加后减小的变化规律,最大值发生在进给速度为20 mm/min时.     

基于刀具磨损映射关系的微细铣削力理论建模与试验研究

微细铣削加工过程中,刀具直径小且磨损较快,刀具磨损对微细铣削力有着明显的非线性影响,同时刀具跳动又对刀具每齿的磨损表现出不同的影响效应,这些影响因素会导致加工过程的不稳定性和精度。然而,目前缺乏考虑具有刀具跳动和磨损效应的通用微细铣削力模型,研究了刀具跳动与刀具每齿磨损量之间的变化规律,提出了一种同时包括刀具跳动和刀具磨损效应的新型的微细铣削力模型。该模型中,根据刀具每齿磨损量与切削位置的几何关系,改进了瞬时切削厚度模型,基于不同切削刃所对应的受力情况,同时将刀具直径方向上磨损变化量与力模型系数相关联,从而来提高力模型的精确度。最后,通过不同铣削参数下的铣削试验,论证了所提出模型的准确性和有效性。利用所提出的模型,可以通过监测铣削力的大小来辨别刀具尺寸是否在可持续铣削的范围内,从而提高微铣削的加工精度和效率。     

基于频域多目标优化的铣削力系数及偏心参数识别

在正交切削假设基础上,根据刀具运动几何关系,推导铣削力微元表达式,并从严格的铣削切屑载荷模型出发,考虑刀具偏心引起的多种效应,通过积分运算建立铣削力模型的矩阵形式.随后采用傅里叶变换得到铣削力的频域模型,并用矩阵运算对频域的仿真结果与测量结果的各次谐波进行比较分析,推导得到谐波残差的多元函数,在此基础上提出频域多目标优化的铣削力系数及刀具偏心参数识别方法.以典型航空铝合金材料的多次大偏心率铣削试验为参照,文章模型铣削力仿真误差在2%～6%范围,验证了该方法识别的铣削力系数及偏心参数准确有效.并通过与文献模型时域对比,说明频域多目标优化模型与本次试验结果更为吻合,特别在大偏心率的铣削条件下与文献模型相比有所改进.     

基于Isight平台NSGA-Ⅱ方法的3-PRS并联机构多目标优化

把Isight软件运用到3-PRS并联机构的多目标参数优化中,分析并建立3-PRS并联机构的工作空间、灵巧度、刚度和承载能力的指标。采用蒙特卡洛方法对多目标指标函数进行编程求解,以Isight软件为平台,集成Matlab软件,构建多目标优化基本流程,用Isight软件中封装的NSGA-Ⅱ方法对3-PRS并联机构的五个目标函数进行优化。得到分布性良好的Pareto解集及Pareto前沿,目标指标得以分析,并得出参数与目标之间变化规律。可根据优化信息,在Pareto解集中选取适合实际工况的最优解,最后给出优化算例。     

基于切削稳定性与表面质量约束的铣削工艺参数优化研究

铣削工艺系统的动态特性随着刀具夹持长度改变而变化,影响关联的铣削稳定性与加工表面质量,进而导致铣削加工的工艺规划具有不确定性.针对此问题,本文综合刀具悬伸量与传统铣削用量作为输入,分别建立极限切削深度与表面粗糙度的反向传播神经网络模型(BPNN),并进一步以其表达铣削稳定性与加工质量约束,构建以刀具悬伸量和粗/精加工阶...     

基于NSGA-Ⅱ算法的五连杆悬架硬点优化分析

在探讨五连杆悬架的硬点结构中,利用MATLAB分析各个硬点坐标的灵敏度,从而确定其中的重要因子,将其纳入五连杆悬架的结构优化设计中,通过NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化,使悬架具有最佳的运动学性能。对平行轮跳过程中的各个参数进行优化后,五连杆悬架的跳动转向、外倾梯度和侧倾中心高度的变化都能够达到预期的状态,从而达到最佳的性能表现。     

基于回归遗传算法的高速铣削工艺参数优化

针对高速铣削加工中心效率低、经济性不高的特点,利用正交试验建立了表面粗糙度和铣削力的预测模型,并利用遗传算法优化高速铣削工艺参数,通过验证试验表明,优化后的工艺参数在实际生产中,加工效率、加工质量都有了很大提高.     

基于GABP和改进NSGA-Ⅱ的高速干切滚齿工艺参数多目标优化决策

针对高速干切滚齿过程中的工艺参数优化决策问题,提出一种基于加工工艺样本预测和多目标遗传优化算法的工艺参数优化决策方法.基于实际加工工艺样本集,以改进的多目标遗传算法(im-proved NSGA-Ⅱ)为主体模型,以最大刀具寿命、最小加工能耗为优化目标,以加工质量、加工时间为约束条件,利用遗传反向传播算法(GABP)神经...     

基于GABP和改进NSGA-Ⅱ的高速干切滚齿工艺参数多目标优化决策#br#

针对高速干切滚齿过程中的工艺参数优化决策问题,提出一种基于加工工艺样本预测和多目标遗传优化算法的工艺参数优化决策方法。基于实际加工工艺样本集,以改进的多目标遗传算法（improved NSGA-Ⅱ）为主体模型,以最大刀具寿命、最小加工能耗为优化目标,以加工质量、加工时间为约束条件,利用遗传反向传播算法（GABP）神经网络建立关于加工优化目标的预测模型,将其作为多目标优化模型的适应度函数;通过DBSCAN算法获取待优化滚齿工艺问题的相似样本集,建立多目标优化问题输入区间;构建面向待优化滚齿工艺问题的多目标优化模型,迭代搜索最优工艺参数集。     

基于NSGA-Ⅱ算法对发动机噪声激励下的整车声学包优化

通过整车声学包合理设计能有效的改善发动机传至车内的噪声.基于统计能量法,利用Hypermesh和VA One软件搭建整车SEA模型,对比测试与仿真分析的PBNR值验证模型的精度.前围板作为发动机到驾驶室的主要传递路径,以前围内外侧声学包材料的厚度、属性、堵孔件厚度及声学材料覆盖率为自变量,利用创建的SEA模型得到主驾右...     

基于灰色关联分析的微小孔振动钻削参数优化

针对微小孔振动钻削加工工艺参数难以选择的问题,提出了一种基于灰色关联分析的微小孔振动钻削参数优化方法。应用正交试验法设计实验方案,进行了不同参数组合条件下的振动钻削实验,通过分析振动钻削参数与定位误差、孔径误差以及出口毛刺高度的灰色关联系数和灰色关联度,进行了多目标参数优化,并得出了优化的微小孔振动钻削参数组合方案。实验结果表明,采用优化的振动钻削参数钻削微小孔,可有效地减小定位误差、孔径误差和出口毛刺高度。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的RV减速器参数多目标优化研究

旋转矢量(RV)减速器是工业机器人核心部件,对于机器人的性能起到关键作用。针对提升RV减速器综合性能的问题,从优化传动压力角的相关参数出发,对其结构参数(摆线轮齿数、短幅系数、针径系数、摆线轮宽度等)的多目标优化设计进行了研究。首先,研究了摆线轮平均压力角、传动效率和传动机构体积三者的相关参数之间的关系;然后,以此为优化目标,在摆线轮标准齿廓方程的基础上建立了多目标优化数学模型(该模型采用了基于非支配占优排序遗传学算法(NSGA-Ⅱ)改进了交叉算子系数生成的改进NSGA-Ⅱ算法);通过模型求解得到了帕累托最优解集,根据模糊集合理论的相关方法选取了最优解;最后,以某公司220-BX型RV减速器为例,进行了优化设计,建立了3D模型后进行了有限元分析,并加工出实验样机,进行了传动效率对比实验。实验结果表明：摆线轮平均压力角减小了7.19%,体积减小了11.1%,传动效率提高了4.9%。研究结果表明：该模型交互性强,能提高设计效率并节省设计开销,可为实际RV减速器工程优化设计提供参考。     

基于灰色关联分析方法和熵权法的纵扭超声振动螺旋磨削制孔工艺参数优化

为优化纵扭超声振动辅助螺旋磨削制孔工艺参数和提高加工性能,以氧化锆陶瓷为研究对象,选取螺距、螺旋进给速度、主轴转速和超声振幅为工艺参数,设计了四因素三水平正交试验,并测量其磨削力、孔壁表面粗糙度和孔底表面粗糙度;借助灰色关联分析方法和熵权法得到最优工艺参数为螺距3.5μm,螺旋进给速度875mm/min,主轴转速20000r/min,超声振幅6μm;螺距、超声振幅、主轴转速、螺旋进给速度对灰色关联度的影响程度依次降低。建立了灰色关联度、目标参数与工艺参数的经验预测模型,得到最优工艺参数为螺距3.0μm,螺旋进给速度875mm/min,主轴转速22000r/min,超声振幅6μm;孔壁和孔底的表面粗糙度分别为0.12789μm和0.38137μm,磨削力为9.482N,且关联度略优于正交试验最大关联度。     

基于灰色关联分析与自适应混沌差分进化算法的激光熔覆工艺参数优化方法

多道搭接激光熔覆工艺具有复杂性与耦合性,熔覆层质量受到工艺参数的直接影响.为确定最佳的工艺参数,以45钢表面多道搭接激光熔覆M2合金粉末为例,针对工艺参数对熔覆层宽度、表面平整度和稀释率的影响,设计相应的中心复合实验;通过灰色关联分析(GRA)建立熔覆层质量综合评价度,将多目标优化问题转化为单目标,并采用响应面分析法建...     

基于切削力预测模型的刀具几何参数和切削参数优化

整体硬质合金立铣刀高速铣削航空铝合金过程中,刀具螺旋角、轴向切深、径向切深对铣削均匀性有显著影响。应用全因子实验设计和多元线性回归技术建立了切削力预测模型,采用方差分析方法检验了预测模型的拟合度及各独立输入参数的显著性。应用遗传算法,以切削力预测模型为目标函数,通过基于遗传学的选择-交叉-变异操作,优化了刀具几何参数和切削参数。结果表明,在较大的金属去除率下选择出最佳的轴向切深-径向切深-螺旋角组合以获得最小的切削力是有可能的。     

基于信噪比与灰关联度的电火花微小孔加工工艺参数的优化

在正交试验的基础上,采用参数设计中的信噪比方法,更加准确地反映具有强干扰特性的电火花微细加工过程中参数对加工工艺目标的影响程度,分析出各项参数对工艺指标影响的主次关系。以减小工艺性能的波动性为目的,结合灰色关联度分析方法,将多目标参数优化问题转化为单目标灰关联度的优化问题,得到电火花微小孔加工的多项工艺指标要求下的参数优化组合。综合试验结果表明,基于信噪比和灰关联度的优化方法能有效地提高微细电火花的加工精度、加工效率和加工稳定性。     

基于频响函数的高速铣削颤振稳定域快速分析与研究

基于经典铣削加工颤振稳定域分析解,提出了直接使用刀尖点频响函数快速构建稳定域图形的方法,构造出的稳定域图形与经典分析解的仿真结果基本一致,而构造速度却提高了2—3数量级。使用该方法对一台装有三种不同刀具的加工中心的加工性能进行了评估并给出了优化的切削参数。     

高速切削工艺的评价与决策模型研究

高速切削是一种新兴的先进制造技术,同时也面临着设备昂贵的投资风险.针对高速切削技术的评价与决策问题,首先,从技术、经济、社会三维尺度建立了评价指标体系,运用粗糙集理论、模糊综合评判、TOPSIS方法和灰色关联分析四种方法建立了评价模型.对高速铣削、数控铣削、普通铣削三种可供选择的加工方式进行分析比较,并以一个典型零件作为评价实例.最后,运用VB6.0及所提供的工具设计了工艺决策分析软件,为切削加工工艺方案的评价与决策提供了一种新的方法.