基于改进遗传算法的钛合金TC18铣削参数优化.pdf

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1、2010年第5期·设计与研究·文章编号：1001—2265(2010)05—0041—03基于改进遗传算法的钛合金TC18铣削参数优化刘晓志，陶华，李茂伟(西北工业大学中法虚拟设计与制造技术联合研究室，西安710072)摘要：钛合金TC18因其热强度高、抗腐蚀性好等优点在航空航天制造业中得到关注，但是其化学活性大、导热性差等缺点给加工带来诸多困难。针对钛合金TC18的加工过程，建立了铣削参数数学模型及其约束条件，以材料去除率为目标函数，利用改进遗传算法对钛合金TC18铣削参数进行优化，得到的切削参数缩短了加工时间，提高了效率。并以实验验证了该方法的实用性和有

2、效性。关键词：改进遗传算法；参数优化；材料去除率；钛合金TC18中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AOptimizationofParametersforMillingTitaniumAlloyTC18withImproveGeneticAlgorithmLIUXiao-zhi，TAOHua，LIMao—wei(NPU—UTCSino—FrenchCommonResearchGroupVirtualPrototypingforDesignandFabrication，Xi’an710072，China)Abstract：TitaniumalloyTC

3、18isinterestinginAircraftandSpacecraftmanufacturebecauseofitshightem·peraturestrengthandgoodresistancetochemicalcorrosion，butitishardtobemachinedduetoitsweaknessinchemicalactivityandthermalconductivity．wecreateamathematicalmodelandconstraintconditionsformachiningparametersbymeansof

4、studyingthemachiningprocess．Inthemodel，MaterialRemovalRateismadeastheobjectivefunction，andthemachiningparametersareoptimizedbyusinganimprovedGenetical-gorithminordertoreducemachiningtimeandincreaseeficiency．Theexperimentresultsshowthatthepro·posedalgorithmisusefulandvaluableinengin

5、eeringspecialties．Keywords：improvedgeneticalgorithm；optimizationofparameters；materialremovalrate；titaniumalloyT18法，改善了算法后期的收敛速度。0引言1切削参数优化数学模型钛合金是一种高强度金属材料，其优点是热强度高、抗腐蚀性好、无磁性、比重轻等，在航空航天事业中1．1模型决策变量占有很重要的地位。但是其缺点化学活性大、弹性当机床、刀具、工件参数都确定后，主要由切削速模量小、导热性差等，给切削加工带来了很大的困难。度()、进给量()、切削深度(轴向

6、切深d)、切削宽度大多数工厂在生产中凭借经验或参考切削手册等手段(径向切深d)等因素影响生产效率。对航空件，由于来选择保守的切削参数，对先进的设备和刀具等资源受飞机构件的结构特点限制，铣削深度与宽度可选性造成了很大的浪费。而运用现代切削理论、数学建模不大。因此，模型决策变量为切削速度和每齿进与模型分析方法寻求切削参数的最优组合，是现代切给量，分别设为，：。削参数选择的一个重要方向。遗传算法(GA)是一种1．2目标函数基于自然选择原理和自然遗传机制的搜索寻优算法，优化切削参数的目的是为了在保证加工质量的前它具有隐含并行性、广泛的适应性和全局寻优能力强提下，降低

7、成本，提高生产率。常用的目标函数有成产的特点，对处理组合优化问题很有效。然而，基本的遗成本、材料去除率、加工时间等。结合实际生产要求，传算法存在收敛速度慢，优化结果精度低等缺点。本提出了以材料去除率作为目标函数，即：文以标准遗传算法为基础，加入了最优保存、控制参数材料去除率Q：自适应策略和模拟退火算法的某些算子，组成新的算Q=，Xd×d(1)收稿13期：2009—11—25作者简介：刘晓志(1982一)，男，河南许昌人，西北业大学机电学院研中法虚拟设计与制造技术联合研究室研究生，硕士，研究方向为计算机有限元成形过程分析，(E—mail)sweet—lxz@m

8、ail．nwpu．edu．ca。·设计与研究·组合机