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1、弥漫的响应面法可靠性优化数控铣床张沛沛 陶华 殷紫东关键词：可靠的优化 扩散逼 加工参数摘要：适应加工参数的选择是在数控的关键部分（ NC ）铣削过程。确定最佳工艺参数是不考虑的不确定性的情况下获得机床。所以在这项研究中引入了可靠的优化方法。我们专注于适应基于可靠性的优化设计（ RBDO ）根据响应面法（ RSM）漫逼多巴胺（DA） 。选择一阶可靠性方法（FORM）的一个变种计算的安全指数。案例研究是研究超高压数控铣床操作强度钢。我们将展示如何得到可靠与安全指标的最佳参数优化方法。介绍由于在工程系统的输入变量的差异导致在随后的变量产品的输出性能，确定最佳的设计没有考虑获得不确定性可能导致不可靠
2、的设计。所以 RBDO 最获得了大量的关注。然而，RBDO 需要昂贵的计算。因此， RSM 通常用于计算效率解决 RBDO 问题。为超高强度钢，加工操作成功的数控铣床操作对加工参数的选择取决于（进给速度，切割速度和轴向和径向的深度削减固定刀具1） 。较大的加工参数，减少加工时间，但他们导致在加工中的严重问题。规模较小的加工参数，没有充分利用的能力机。选择加工参数的经典方法是确定性的优化。如： N.Baskar 等。 1 用 Memetic 算法来优化加工参数多工具铣床操作。 franci CUS 2通过人工神经网络优化的切削条件，等等。为超高强度钢，加工操作成功的数控铣床操作对加工参数的选择取
3、决于（进给速度，切割速度和轴向和径向的深度削减固定刀具1） 。较大的加工参数，减少加工时间，但他们导致在加工中的严重问题。规模较小的加工参数，没有充分利用的机器的能力。选择加工参数的经典方法是确定性的优化。如： N.Baskar 等。 1 用 Memetic 算法来优化加工参数多工具铣床操作。 franci CUS 2通过人工神经网络优化的切削条件，等等。大量的研究基础上确定的优化方法。然而，有两个在这些作品中的问题。首先，大部分工作集中在常见的材料（如铝合金） 。超高强度钢是一个有吸引力的材料，由于其独特的高强度，但它已收到相对较少的关注，因为它的可加工性差。其次，大多数工程忽略的可靠性最佳
4、工艺参数。作为最佳点通常是在极限状态表面。这是危险的或不有效地采取直接与确定性方法所提供的参数，同时考虑到的宽容地区。所以它是必要的超高压数控铣床操作研究上 RBDO 的强度钢。本文开头与一般 RBDO 问题制定的描述。接下来，我们讨论通过 RSM 的方法的基础上的 DA 。在最后一节，该方法应用到数控加工过程。基于可靠性的优化设计（ RBDO ）一般定义 RBDO 模型。在参数设计系统， RBDO 模型3一般被定义为： X = （ X1，X2， x3 ） ，最小化（最大化）目标TM（X） ，受 1,2.iiun安全指数 与失败的概率1fp其中： PF 是失败的概率; 为标准正态分布的累积分布
5、函数变量。表 1 列出了一些详细的安全指数 值和 PF 失败的概率4。表 1 PF 值 3.2 3.7 4.2 4.7 5.2fP6.9 4101.1 401.3 501.3 6101.0 710一阶可靠性方法（FORM ） 。形式的安全指数的估计方法是递归算法的基础上找到失败的表面 H（U） = 0 点 U * 。 1 Ti iiiTiiuhuhuh其中： （）我 NH u 是在 UI 的极限状态函数的梯度向量。形式 Eq.2 ，我们需要一个丹参似的功能和其梯度值的方法。响应面法（RSM） 。对 DA 允许我们估计函数值样品克 （十一） （ I = 1,2， . K ）在设计空igX间上一定
6、的数 k 为基础的梯度。 “逼误差可以使用一个评估点 x 的泰勒展开式计算iixgx,1Ti ik一个数据点的影响，随着相对距离 D = -X /日，根据参考重量功能 wref （D ）= 1 - 3D2 +2 D3 5 。 RI 的影响域半径点 。似得到最大限度地减少与最小二乘感官的总误差。min 1, 1ki.e .4x2TTTTngPWgwithP 式中：g =n1k1xx=,.in，优化。在空间物理变量（X 空间）优化操作。 “设计点转化为计算概率变量空间（ U 空间）设计点的安全指数 （图 1） 。因为该方法的表格应在减少的坐标中操作。图 1 的 X 空间， U 空间之间的转换案例研
7、究案例研究是研究的超高强度钢数控铣床操作。该材料是 40CrNi2Si2MoVA 。抗拉强度是 1960 年兆帕。硬度（HRC） 53 6 。在以前的工作，我们已经建立了一系列加工过程模型的基础上实验。极限状态函数的表达式为加工时间（GT） ，材料去除率（ gMRR ） ，切割质量（GQ） 7 ，切削力（苹果牛） ，功率（ gpower ） ，刀具寿命（ gtoollife ）和扭矩（ gtorque ）已确定如下：g =150- （5）T 0.71530.60.240.269476.810papLdNfPKg =d d f 一 6000 （6）MRag =1.45356 d -1.13 （7
8、）Q0.167pg =1850-767.1848 d d N f (8)force0.7153p0.6a0.24.269g =1- (9)pwr .0.6.840g = (10)tolife2.15.0.591pedNfg =9 （11）torque 0.7530.60.240.26976.842pedNf其中： L 是切割长度（毫米） ; P 是功率（Kw ） ; Kp 为功率系数; f 是进给速度（ mm /分） ;d 是轴向切削深度（毫米） ;德是径向切削深度（mm） ; $切割速度（转/分）p。图 2 为我们提供了可靠的优化过程中，后考虑到案件的 RBDO 和 RSM 研究。我们用DA
9、 方法的形式来计算安全指数 。径向切的深度例如目标而采取的。约束条件是： MRR 4 和 Q 4 。失败的概率（PF）为 1.1 10-5 （表 1） 。允许失败的概率。结果列于表 2。第一次迭代的详细计算方法。 MRR 和 Q 计算方法的形式与 DA 在 U 空间。初始点（3.5 ，7.0 ） （图 3-A ）转化为 U 空间（图 3 -B） 。在图的圆出现的每一个设计点和两个极限之间的距离国家表面。 Q 是采取的例子，是圆的半径。图 2 优化过程迭代 X MRQ_evaldF0 （3.5,7.0） 6.1277 4.0776 7.01 （3.5000,6.0000） 4.7445 4.0776 6.02 （3.5000,6.0000） 4.7444 4.0776 6.00003 （3.5000,5.9999） 4.7443 4.0776 5.99994 （3.5193,5.4903） 3.9318 4.0002 5.49035 （3.5193,5.5269） 3.9997 4.0000 5.52696 （3.5193,5.5271） 4.0000 4.0000 5.52717 （3.5193.5,5.5271） 4.0000 4.0000 5.5271
