基于改进遗传算法的钛合金铣削参数优化.pdf

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1、第1l期组合机床与自动化加工技术N0．112013年11月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueNOV．2013文章编号：1001—2265(2013)1l一0044—03基于改进遗传算法的钛合金铣削参数优化王明海，王京刚，郑耀辉，李世永，高蕾(沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室，沈阳110136)摘要：钛合金切削参数的合理选择，对于保证工件的加工质量，降低生产成本，提高生产效率具有重要作用。为此提出了一种以机床、刀具、工件等参量及所建立的切削力、刀具磨损和表面粗糙度非线性数学模型为约束条件

2、，以最大生产率为目标，运用改进的自适应遗传算法(IAGA)，实现对切削用量优化的方法与传统的遗传算法相比，IAGA可根据种群的适应度和进化代数自动调整交叉概率和变异概率，加快种群的进化速度。并通过实验验证了该优化方法的可行性和有效性。关键词：钛合金；数学模型；遗传算法；参数优化中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AParameterOptimizationofMillingTitaniumAlloyBasedonImprovedGeneticAlgorithmWANGMing—hai，WANGJing-gang，ZHENGYao-hui，LIShi-yong，GA

3、OLei(KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefenseofAeronauticalDigitalManufacturingProcess，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136，China)Abstract：Toguaranteetheprocessingquality，reduceprocessingcosts，improveproductivity，titaniumalloystheoptimizationofcuttingparametersisofgreati

4、mportance．Soamethodforoptimizationofmill—ingparameterswithanImprovedAdaptiveGeneticAlgorithm(IAGA)isputforward，inwhichtheopti—mizationgoalswasbasedonmaximumproductivity，theconstraintswasbasedonmachinetool，cuttingtools，workpieceandthenonlinearmathematicmodelofcuttingforce，toolwear，surface

5、roughness．Comparedwithconventionalgeneticalgorithm，IAGAcanadjustthecrossoverprobabilityandmutationprobabilityautomaticallybasedonthefitnessofthepopulationandevolutionalgebra．Theexperimentre—suitsshowthattheproposedwayisfeasibleandeffective．Keywords：titaniumalloy；geneticalgorithm；mathemat

6、icalmodel；parameteroptimization建立的非线性数学模型为优化目标函数，实现了对铣0引言削参数的优化，提高了加工效率，对于实现钛合金的高钛合金材料以比强度高、耐高温、耐腐蚀等优异效切削加工具有重要的指导意义。特性，在航空、航天等领域得到了广泛应用，但由于1浓缩型数据模型的建立化学活性大、导热系数和弹性模量小等特点致使钛合金的切削加T性较差，加工效率和质量较低，从而实验条件：机床型号为VMC一850B立式加工中造成了工件和刀具的浪费，增加了生产成本。在现心，机床功率7．5kW，主轴最高转速8000rpm。工件有的加lT条件下，合理的选择切削参数对

7、于解决上材料为钛合金TC11，尺寸为200mm×l00mmX述问题具有重要意义。参数优化的方法有多种，如20mm。采用肯纳整体硬质合金立铣刀(KC631M)，最速下降法、单纯形法、爬山法、分支定界法等，但这直径为qblOmm，刀尖圆弧半径1mm，刀刃数3，前角些传统算法比较复杂，搜索全局最优解的效果不佳。10。，后角12。，螺旋角38。。分别采用YDX．Ⅲ9702压遗传算法(GA)是一种通过模拟生物进化解决最优化电式三向铣削测力仪，Carton光学显微镜(SPZ一搜索问题的算法，以其较强的鲁棒搜索能力在切削参50PFM)，时代表面粗糙度仪