钛合金铣削加工参数多目标优化研究-论文.pdf

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1、钛合金铣削加工参数多目标优化研究一一陈建岭孙杰李剑峰钛合金铣削加工参数多目标优化研究陈建岭孙杰李剑峰1．山东交通学院，济南，2500232．山东大学，济南，250061摘要：为解决钛合金铣削加工存在的高成本、低效率问题，以生产效率最大和刀具寿命消耗率最小为目标，建立了铣削参数优化模型。提出了扩展非支配排序遗传算法(ENSGA一1I)，对种群初始化子过程进行规范化处理，保证了种群的多样性和均匀性；根据Pareto最优原理将非支配概念从目标函数空间扩展到约束空间，使得多目标多约束问题的处理更具有适应性和有效性。实例表明，该方法具

2、有良好的寻优能力，能够获得满意的Pareto解集。借助于该方法，工艺人员可根据优化目标灵活地选择铣削参数，更好地协调生产效率、生产成本和表面质量之间的关系。关键词：钛合金；铣削；加工参数；多目标优化；Pareto最优中图分类号：TGS01．V25．2DOI：10．3969／j．issn．1o04—132X．2014．02．006Multi-objective．OptimizationofCuttingParametersduringMillingofTitaniumAlloysChenJianlingSunJie。LiJia

3、nfeng1．ShandongJiaotongUniversity，Jinan，2500232．ShandongUniversity，Jinan，250061Abstract：Amulti—objeetiveoptimizationmodelofcuttingparameterswasbuilttosolvetheproblemofhighcostandlowefficiencywhilemillingtitaniumalloys．Themaximizedproductivityandtheminimizedrateofto

4、ollifeelapsedwereselectedastheoptimizationobjectives．Anextendednon—dominatedsortinggeneticalgorithm—lI(ENSGA一Ⅱ)waspresented．Anormalizedprocesswasadd—edintothesubroutineofinitializationtogetbettervarietyandmoreuniformlydistributionofpopula—tion．Inordertohandlethemul

5、ti——objectiveandmulti——constraintmoreadaptivelyandeffectively。aconceptofnon。——dominancewasdefinedextensivelyfromtheobjectivesspacetoconstraintsspacebasedontheprincipleofParetooptimality．Acasewasusedtoinvestigatetheeffectoftheproposedapproach．Theresultsshowthattheap

6、proachgivesagoodperformanceinfindingsatisfyingParetoSO—lutions．Bymeansofthisapproach，thetechnicianisabletoflexiblyselectthecuttingparametersac—cordingtotheoptimizationobjectives，andtobettercoordinatetherelationsbetweenproductivity，costandsurfacequality．Keywords：tit

7、aniumalloy；milling；cuttingparameter；multi—objectiveoptimization；Paretoopti—mality0引言刀具磨损加剧以及表面质量恶化等不良后果l_2；钛合金因具有强度高、高温强度高、耐腐蚀等由于刀具磨损而频繁换刀，将影响切削效率，并增显著优点而被广泛应用于航空航天、石油化工、生加加工成本；表面质量恶化会降低零部件材料力物医药等领域，然而，钛合金因具有热导率小、高学性能，造成安全隐患。因此，钛合金的高效切削温化学活性高和弹性模量小等特点，又是一种典加工需要实现材料

8、去除率、加工成本以及表面质型的难加工材料。在航空工业，钛合金结构件大量三者之间的平衡，本质上属于多目标优化问题。都采用锻造毛坯，从毛坯到成品，材料去除率达到一些学者运用切削理论、数学建模和优化算8O以上，切削加工成本高、效率较低口]。采用较法对钛合金等难加工材料的铣削参数优化进行了大的切削