不锈钢材料数控加工参数优化研究.pdfVIP

、I造 訇 不锈钢材料数控加工参数优化研究 Studyon param etersoptim izationfornumericalmachining ofstainlesssteelbasedonMATLAB 袁玉祥 YUANYu．xiang (首钢水钢集团公司 电气 自动化分公司，六盘水553028) 摘 要 ：运用数学方法对不锈钢数控加工参数进行优化，提出了新的最低成本 目标函数，使用MATLAB／ OptimizationToolbox编制优化程序 ，优化结果能缩短加工时间35．54％，降低加工成本 10．97％。基于对优化结果的分析，发现机床转速和表面加工精度是限制不锈钢加工的主要约 束，提出了 “高转速低进给量”的加工策略。 关键词 ：不锈钢；数控加工；参数优化；加工策略 中图分类号 ：TP391 文献标识码 ：A 文章编号：1009—0134(2Ol0)07—0077—04 Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2O10．07．25 0 引言 果 ，而忽视 了对模型的分析与优化 。文献[1-3]关 不锈钢作为一种难加工材料 ，其数控加工的 注 了设计变量和约束条件 的选择，但缺乏对 目标 参数选择至为重要 。传统的方法是依靠经验或者 函数的分析，并且对各约束的实际作用也没有研 查表 ，由于受到操作者客观条件限制，所获得的 究。另外如模型中各变量的取值范围相差很大， 数据往往不是最优结果…。为了充分发挥数控加工 则各变量的变化对最终结果的影响也将相去甚 的经济优势，提高加工效率和加工成功率，引入 远，贸然的计算往往不能得到最优结果H】。因此本 了优化理论对加工参数进行优化 。通过对加工 问 文采用了新的 目标函数，并运用尺度分析的方法， 题进行数学抽象，建立优化模型，以高速 的机器 对模型进行了优化，并基于MATLAB编制了优化程 运算代替人工选择，最终以科学的方法寻求最佳的 序，得到了最终的优化结果，优化流程如图1所示。 切削参数 。 1优化模型的建立 传统的研究一般只关注模型的建立和最终结 当工件、刀具、机床的参数都确定后，影响加 工生产率的主要因素为主轴转速力、每齿进给量 及切削深度a。。其 中，切削深度a。主要取决于加工 余量，特别是在一次进给便将本工序全部余量切 多目 除的情况下，a是一个给定的数值，因此在切削参 数优化模型中，a将被视为常数，而不参加优化 ¨】。 优化模型的变量确定为 ：x(1)= ；x(2)=n。 优化的 目标是发挥数控加工的经济优势，提 高加工效率 ，因此优化模型的 目标函数是取得最 短的加工时间t和最低的加工成本