[发明专利]一种多目标滚齿工艺参数优化与决策方法

权利要求书

1.一种多目标滚齿工艺参数优化与决策方法，本方法用于高速干切滚齿机床进行齿轮加工，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、针对高速干切滚齿加工特性，以轴向进给速度F_a、主轴转速n₀、滚刀直径d₀及滚刀头数z₀作为待优化工艺参数变量，构建滚齿能耗E_total和加工成本C_total的函数模型，所述滚齿能耗E_total＝E_s+E_a+E_c，加工成本C_total＝C_gear+C_tool+C_labor+C_machine+C_energy，并以最小滚齿能耗和最小加工成本作为优化目标函数，即minf(F_a,n₀,d₀,z₀)＝(minE_total,minC_total)，同时设立相应的工艺参数变量约束条件，其中E_s表征待机能耗，E_a表征空切能耗，E_c表征加工能耗，C_gear表征齿轮毛坯成本，C_tool表征刀具磨损成本，C_labor表征人工成本，C_machine表征机床磨损成本，C_energy表征电力成本；

步骤2、采用多目标蚁狮优化算法对工艺参数变量进行迭代寻优，获得最优的工艺参数解集；

步骤3、通过优劣解距离法对步骤2中得到的工艺参数解集进行评价和排序，便于生产工艺人员决策。

2.根据权利要求1所述的一种多目标滚齿工艺参数优化与决策方法，其特征在于：建立待机能耗模型，所述待机能耗其中P_s、t_s分别表示机床待机功率和待机时间；

建立空切能耗模型，所述空切能耗t_a表示空载时间，P_a为空载功率，由公式P_a＝P_s+P_sc+P_n得到，其中P_sc表示辅助部件的功率损耗，P_n表示无负载功率，由公式P_n＝κ₁n₀+κ₂n₀²计算得到，其中κ_i是与n₀相关的功率系数，空载时间t_a由公式计算得到，L_a、L_r分别表示轴向空切长度和径向空切长度，F_a和F_r是对应的轴向进给速度和径向进给速度，j表示走刀次数；

建立切削能耗模型，所述切削能耗P_c表示切削功率，由公式P_c＝P_s+P_sc+P_n+P_r+P_ap计算得到，其中工件移除功率P_r由以下公式：轴向进给量，a_p表示切削深度，z₂表示齿数，额外损耗功率P_ap＝ε₁P_r+ε₂P_r²计算得到，ε_i是与工件移除功率P_r相关的附加功率系数，切削时间t_c由以下公式：

计算所得，其中B表示齿宽，E与A分别表示滚刀接近行程和超越行程，U表示安全允量。