高效高质量铣削参数多目标优化方法研究

机床的切削参数决定着机床加工的质量及加工效率,传统的切削参数选择方法基于工人经验,很难实现加工质量与效率的最优。针对以上问题,提出了一种面向高效、高质量加工的数控机床铣削参数多目标优化算法。算法以铣削四要素(切削速度、每齿进给量、切削深度和切削宽度)为优化变量,以最小切削力和最大材料去除率为优化目标;采用基于Tent映射的混沌初始化多目标粒子群优化模型进行参数优化,采用优化前后不同参数组合构建四因素四水平的正交实验,以表面粗糙度值作为加工质量主要表征,比较优化前后参数组合的实验结果。结果验证了优化方法和优化模型的有效性。     

数控加工参数优化技术研究

为了提高机床的利用率，需要在加工前通过对实际数控加工过程的仿真模拟来获取实际加工的最优化参数。在实际生产过程中，数控机床的加工工序不同，其所需要优化的目标就会有所不同，本文主要针对数控机床加工参数优化问题展开相应的探讨，通过建立数控加工的多目标优化模型进行仿真模拟，并结合遗传算法对每一种加工段进行加工参数优化，通过每一个特征段的优化累加可以获得实际的优化效果。经过实例证实，多元目标函数优化模型的优化效果良好。     

基于改进人工蜂群算法的数控切削参数优化

针对多道工序加工的切削参数优化问题,提出一种改进的人工蜂群算法对最小加工时间和最低生产成本的多目标切削参数模型进行优化。该算法综合了粒子群算法和人工蜂群算法的优点,优化过程中综合考虑了工件加工时的多种约束条件。通过仿真实例验证改进的人工蜂群算法的有效性和优越性,仿真结果表明:改进的人工蜂群算法相比其他算法可以寻找到更优的切削参数组合。     

基于加工位置不确定的多工步数控铣削工艺参数优化研究*

针对铣削稳定性评价指标极限切削深度随加工位置改变而变化,导致铣削工艺参数优化模型中稳定性约束具有不确定性问题,结合不同加工位置刀具频响函数和切削稳定性理论,建立加工空间极限切削深度广义回归神经网络(GRNN)预测模型,基于该GRNN模型完善铣削稳定性约束条件,进而构建以机床各运动部件位移与粗/精加工切削参数为变量,以粗/精加工总切削时间为目标的多工步数控平面铣削工艺参数优化模型,采用粒子群算法(PSO)求解该优化模型。以某企业加工中心展开实例研究,获取机床加工位置和粗/精加工主轴转速、切削深度、切削宽度、每齿进给量的优化配置,优化后粗/精加工总切削时间比优化前缩短22.47%,并通过该配置下的无颤振铣削加工验证了优化模型的有效性。     

数控车床切削参数的能量效率优化

为选择合理的数控车床切削用量,建立数控车床切削参数能量消耗和加工效率数学模型。在切削参数能量消耗估算模型中,通过实验拟合与正交实验分别获取数控车床的空载功率和切削功率函数,进一步给出数控车床切削阶段能量消耗函数。在车床加工条件的各种约束下,设计了一种基于多目标教与学优化算法来求解切削参数能量效率优化模型,以切削阶段加工能量最小和加工效率最高为目标,获得切削参数优化的Pareto前沿解,并采用层次分析法建立了切削参数的决策模型,较客观地选取了更优车削参数组合。通过数控车床实例优化验证了所提策略的可行性和有效性。     

基于改进人工蜂群算法的数控切削参数优化

为提高生产效率、降低生产成本,建立了以最小加工时间和最低生产成本为优化目标的多目标切削参数优化模型,并综合考虑了实际生产过程中的各种约束条件,可同时对多道工序的切削参数同步进行优化。将粒子群算法嵌入人工蜂群算法以提高人工蜂群算法的优化性能,并将其用于优化所建立的切削参数优化模型。具体案例实验表明,改进的人工蜂群算法相比于其他基本算法能够得到更优的切削参数组合。     

基于Pareto遗传算法的螺旋铣加工参数优化

螺旋铣是主要针对航空领域中难加工材料的先进制孔工艺技术。在螺旋铣孔过程中,主轴转速、每齿进给量和每转轴向切削深度是3个最主要的加工参数。以材料去除量和刀具耐用度为优化目标,基于Pareto多目标遗传算法,针对螺旋铣削钛合金材料在稳定性切削条件下的切削参数进行了优化,主要考虑铣削参数对孔表面质量的影响。最终通过切削实验进行了验证。     

面向重型数控机床的加工工艺参数优化方法

为提高重型数控机床的加工质量与效率,提出一种基于数值模拟与优化算法相结合的加工工艺参数优化方法。通过为重型数控机床的加工过程所构造的非线性动力学模型,建立加工工艺参数与加工表面粗糙度的映射关系,以加工工艺参数组合为决策变量,以加工表面粗糙度和加工尺寸精度等为目标函数,建立重型数控机床加工工艺参数多目标数学优化模型,并采用网格直接寻优算法对数学优化模型进行寻优求解,最终得到重型数控机床的最优加工工艺参数组合。以某重型数控机床的铣削加工过程为例进行实例验证,并通过对比单目标优化结果验证了该多目标优化方法的优越性。     

碳排放约束下基于特征的刀具选配与切削参数集成优化

针对传统选择刀具与切削参数采用的分阶段串行决策方法,因忽略其内在关联导致选择出的刀具和切削参数优化程度不高的问题,以加工碳排放和加工成本为综合优化目标,引入刀具磨损对切削参数和碳排放的影响,提出一种基于加工特征的刀具选配与切削参数集成优化模型。为有效解算该模型,设计了基于K近邻和多目标粒子群混合优化算法,得到了优化的切削刀具与切削参数。采用企业实际加工案例验证了所提模型与算法的正确性和有效性。所提集成优化方法可为低碳制造环境下合理选择零部件加工的切削刀具和切削参数提供理论和方法支持。     

面向能量效率的数控铣削加工参数多目标优化模型

切削参数是数控加工工艺中的重要组成,切削参数的合理选择能够显著影响到机床能量效率。为提高机床能量效率,分析数控铣削加工的能耗构成特性和加工时段能耗特性,建立数控铣削加工能耗模型,并通过非线性回归拟合获取能耗模型的相关系数,建立了以最高能量效率和最小加工时间为目标的多目标优化模型,采用连续禁忌算法对模型进行优化求解。通过算法优化结果与试验结果进行对比分析,验证了能效模型的有效性。     

大型叶片五坐标数控加工进给速度优化

针对大型叶片数控加工中存在加工余量分布不均匀的现象 ,本文在建立叶片毛坯曲面模型的基础上 ,提出了一种基于恒切削量的进给速度优化算法 ,在计算刀位轨迹、生成 NC代码的过程中实现了进给速度的优化。实践表明 ,这种方法能够提高大型叶片的五坐标数控加工效率 ,降低刀具磨损 ,改善叶片表面加工质量。     

数控加工切削参数优化研究

提出一种基于基因算法的切削参数优化方法——变搜索域遗传算法。与通常的优化算法相比，该方法计算量小，计算速度快，能适应自动化制造系统对优化切削数据快速响应的要求。在切削参数优化研究的基础上，针对成都飞机制造公司数控加工中心的实际情况，开发了数控加工切削参数管理和优化系统。该系统的完成和使用把工艺人员从大量的手工重复劳动中解放出来，并实现切削参数选取的科学化、合理化、规范化，为企业创造了良好的经济效益。     

高速切削工艺参数优化模型研究及发展趋势

工艺参数优化是高速切削应用研究中一项重要的关键技术,由于高速切削的线速度急剧升高,高速切削工艺参数优化具有不同于普通切削的复杂性。文中总结了近年来国内外关于高速切削参数优化的最新研究成果,从优化模型和优化方法两个方面分析了参数优化研究中值得关注的问题,并进一步指出高速切削参数优化的未来发展趋势。     

薄板类零件加工精度可靠性分析及工艺参数优化

针对薄板类零件加工过程中加工变形导致加工精度低的问题,利用有限元法和高斯过程回归算法建立了加工变形预测模型,综合考虑机床运动误差与工件加工变形,对薄板件加工精度可靠性进行分析,建立了以加工效率和平均加工变形为目标、加工精度可靠度为约束的铣削加工工艺参数优化设计模型,并利用多目标优化算法进行求解,确定了协调加工效率和加工变形最优的工艺参数组合。案例研究结果表明,经优化设计后最低加工精度可靠度达到98.21%,平均加工变形减小21.14%,加工效率提高了4.18%,为薄板类零件铣削加工工艺参数选择提供了一种可行的方法。     

数控切削加工工艺参数的多目标优化

基于数控车削和数控铣削加工工艺参数优化的数学描述 ,采用主要目标法和线性加权和法建立了多目标优化的数学模型 ,给出了以简便可靠的直接寻优算法实现多目标优化的计算实例     

基于特征加工元的复杂箱体类零件工艺路线优化

针对工艺设计过程中工艺路线的优化问题,通过分析复杂箱体类零件特征,并将其细分为加工元,在考虑优化过程中存在的问题和相关工艺约束的基础上,将工艺路线的优化转化为加工元的优先排序。以机床、夹具和刀具变换次数最少建立目标优化模型,利用改进的遗传算法进行求解,避免了遗传算法“早熟”的缺陷。以某型号缸体为研究对象验证该改进算法的有效性,结果表明该算法具有很好的收敛性。     

数控加工中的工艺规程主干生成方法

针对数控加工中的工艺决策问题，提出了一种新的工艺规程主干徨成的实用方法。这种方法将工艺决策任务分解为特征加工链生成和工步拓 ２个相对独立的子任务。每一个子任务只解决一个主要问题而与其它因素无关，并分别采取了不同的子任务求解策略。     

飞机结构件槽特征加工路径优化算法研究

提出了一种基于分治法思想的加工路径优化算法。该算法将槽特征加工路径的优化近似为旅行商问题(TSP),根据槽的分布对TSP路径进行几何分区,分别应用正交路径法、最近邻算法等求解,并将结果合并为完整路径。最后通过实际应用验证了该算法实现简单,求解速度快,优化结果同人工编排的加工路径非常接近,具有可行性和有效性。     

虚拟加工过程中快速模拟与分析技术研究

虚拟加工的主要任务是预测和改进被加工件的加工精度。提出了一种新的技术方法以实现虚拟加工的工件受力变形快速模拟。这种方法基于可扩充的典型薄壁元素与变形解析算法库，并辅以预置区域和最小壁厚等方法，把加工中工件可能产生较大受力变形而影响尺寸精度的加工位置作为分析的重点，将变形量简化估算与少量的有限元精确分析相结合，可以提高虚拟加工模拟速度，推进虚拟加工技术的实用化。