中，加权系数可确定为式中为以第个分目标为目标函数的单目标优化的目标函数值。则多目标优化的目标函数为式反映了各单目标函数值偏离其最优值的程度以及各单目标在多目标优化中的重要程度。数控铣削车削目标函数的建立数控铣削加工工艺参数的优化以切削速度进给速度背吃刀量铣削宽度。作为优化变量，其向量表示为，数控切削加工工时目标函数最高生产率与最短加工工时是致的。小批量数控切削加工工时为式中切削行程陕西科技大学毕业论文进给速度换刀时间把刀具的寿命把工序辅助时间铣削加工刀具的使用寿命为车削加工刀具的使用寿命为式中常值系数，可从参考文献中查得。刀具直径刀具齿数，单位为齿将式代入则得数控铣削最高生产率优化目标函数为数控车削最高生产率优化目标函数为因为将式带入所以数控铣削的目标函数数控车削的目标函数数控切削加工成本目标函数为式中单位时间成本元刀具成本元把将式带入以上公式得铣削加工的成本目标函数为数控加工切削参数优化分析车削加工的成本目标函数为数控切削加工尺寸精度目标函数为式中切削力作用下刀具或工件的变形量数控车削加工时数控铣削加工时式中径向切削力工件支撑或刀具悬臂长度工件装夹方法系数工件或刀具惯性矩工件材料的弹性模量数控切削加工表面质量目标函为陕西科技大学毕业论文数控切削加工工艺参数优化约束的研究在实际的生产过程中，由于加工设备加工条件及加工质量要求的等技术条件的限制，可供选择的切削用量的值的范围是有限的。在进行切削过程最优化时，必须考虑这些条件对工艺参数选择的限制。约束的来源在切削过程中，技术上可能产生的约束是多种多样的，很难把所有情况下可能产生的制约都详细讨论。总体上可以从组成工艺系统的各个因素去考虑机床特性对切削用量选择的限制机床可能的切削速度和进给速度的范围机床主轴所允许的最大扭矩对最大切削力的限制机床功率所允许的最大切削力与切削速度机床的刚度强度所允许的最大切削力。工件质量要求对工艺参数选择的限制工件表面质量所允许的最大或最小切削速度工件表面粗糙度对最大进给量的限制工件的尺寸精度对最大切削力的限制。刀具对切削用量的限制主要包括刀具的刚度强度所允许的最大切削力刀具合理寿命所允许的最大切削速度和进给量。夹具对切削用量选择的限制主要包括夹具能够实现的最大夹紧力所允许的最大切削力夹具的刚度强度所允许的最大切削力。在实际问题中，并非所有上述制约条件都必须考虑。在具体条件下，些制约可能必须考虑，而另外些可能无关紧要。在些特殊场合，还要考虑其他些特殊的制约，例如切屑的形态对进给量和切削速度取值范围的限制，工艺系统的振动特性对进给量和切削速度的限制等。制约条件函数准确地建立制约条件函数是个复杂的问题，它涉及到对切削过程机理的认识程度以及实际加工条件的合理简化与表达。这方面的认识正在不断的深化过程中。例如对切屑的形成状态振动的产生与抑制，与切削用量之间的函数关系的精确描述还没有完全建立。切削过程优化的常见约束条件有下列几种数控加工切削参数优化分析切削进给力，切削进给力不能超过机床进给机构许可的的最大进给力，即式中铣刀转速，单位为铣刀直径，单位为铣刀齿数，单位为齿齿每齿进给量，单位为切削宽度，单位为背吃刀量，单位为料决于切削条件和工件材切削力系数，其值取削力的修正系数切削条件改变时，切铣削力公式中各个参数的指数机床允许的最大进给力，单位为。机床输出功率，材料切削所消耗的功率不能超过机床的最大输出功率式中机床的效率指数机床的最大输出功率，单位为进给速度，切削进给速度要满足机床进给速度的约束式中加工机床最小切削进给速度，单位为加工机床最大切削进给速度，单位为主轴转速，切削主轴转速要满足机床主轴转速的要求式中加工机床最低主轴转速，单位为加工机床最高主轴转速，单位为。切削速度，切削速度要满足机床进给速度的约束式中加工机床最小切削速度，单位为加工机床最大切削速度，单位为。进给量的约束陕西科技大学毕业论文式中加工铣刀的最小进给量，单位为加工铣刀的最大进给量，单位为。表面粗糙度，零件要加工达到其表面的粗糙度要求式中刀尖圆弧半径，半径为按加工要求所允许的加工表面粗糙度，单位为经过规范后，上述各约束条件可以写为数控加工切削参数优化分析数控加工切削参数优化设计实例切削参数单目标优化优化设计数学模型的建立实例已知条件加工技术要求加工减速箱箱体的下表面硬度切削用量工件宽度加工切削行程表面粗糙度要求。生产条件加工机床型立铣刀具材料硬质合金刀具参数主偏角，前角刀尖圆弧半径刀具成本元产品售出后每道工序的利润价为元辅助时间换刀时间工时成本元小时。优化目标切削速度进给量切削成本。确定设计变量在切削过程中，增加切削速度和进给量，可以减少实际切削时间，但对削刀具的寿命会产生不利影响。因此，确定和的最佳值，使得加工成本总计最小成为优化设计中要解决的问题。由此，取切削速度和进给量为切削加工工艺问题的设计变量，所以该问题是个二维优化问题，即建立目标函数根据已知条件，查切削用量手册得根据表，选择硬质合金刀片根据表，切削深度时，铣刀直径为，。但已知切削宽度，故应选择切削宽度，所以选择为，由于选择硬质合金端铣刀，查表，选择铣刀齿数。由于工件材料，所以查表，选择端铣刀前角，假设，则，副后角，后角，刀持斜角，主偏角，副偏角由于表面粗糙度仅为，精铣就能达到其工艺要求，查机械加工工艺师手册得陕西科技大学毕业论文由于所以将上述条件代入公式，得由于所以，将式代入得由于应取最大值。所以取最小值。所以将设计变量代入，则目标函数建立约束条件由已知条件有已知条件，查切削用量手册得。在命令窗口中调用优化程序，获得的结果分别为数控加工切削参数优化分析表所以生成各参数优化表优化结果以工时为主要目标以成本为主要目标以平均利润率为主要目标元元陕西科技大学毕业论文结论以工时为主要目标进行优化时较高，刀具磨损严重，因此加工成本较高。以成本为主要目标进行优化时，刀具磨损较小较低，加工工时较多，生产率较低。以工时成本同为主要目标进行多目标优化时，由于在工时成本目标之间进行了合理折中，因此优化结果介于上述两者之间。在各目标优化过程中，为尽可能缩短加工工时减少加工成本，和主要受到加工余量和表面质量的约束。切削参数选择的合理与否对切削加工的生产效率加工成本以及保障产品的质量至关重要。切削用量的选择，实际生产中般采用经验法或查阅切削用量手册，但是由于加工零件使用机床刀具和夹具等条件的变化，只能从实践经验手册资料中选出组比较合理的切削用量，还应根据加工材料刀具的选择机床的刚性选择合适的切削参数，才能使加工出来的工件达到图纸的使用要求。实例表明，采用优化组合后的切削参数进行加工，能明显地降低成本提高效率。数控加工技术是先进制造技术的重要组成部分，其应用对企业产业结构产品结构专业分工机械加工和生产管理模式，以至于企业运行机制产生直接影响。数控技术应用的广度和水平是衡量企业综合技术水平和企业现代水平的重要指标之。切削参数的最优化是实现整个切削加工过程的关键，其确定直接影响到生产率生产成本和加工质量。本文从实用的角度出发，主要完成了以下五方面的内容研究了基于加工工艺参数的刀具优选。对数控铣削刀具的优选进行了阐述。研究了数控切削加工工艺参数优化走刀模型的建立。主要研究了二维及三维数控切削加工刀具切削运动轨迹。以及球头铣刀加工平曲面切削力建模。研究了数控切削加工工艺参数优化目标。包括单目标函数数学模型的建立数控切削加工工艺参数优化约束的研究。数控加工切削参数优化设计实例。包括用求解的数控铣削切削参数单目标优化。数控加工切削参数优化分析致谢本文的研究工作是在导师张斌老师的带悉心指导下完成的，从开始制定研究方向和论文的提取，论文的修改都得到了导师的悉心指导。正是在导师的指导和教诲下，使我分析和解决实际问题的能力都取得了很大的进步。因此我的论文中凝聚着导师的汗水和对我的期望，在论文即将完成之时，向恩师致以最衷心的感谢和深深地敬意,同事还要感谢我们班的全体同学是他们给我提供了个非常好的学习生活环境。感谢我的父母，正式他们的关心和支持，使我能够顺利的完成学士学业。最后再次感谢所有给予我关心的师友们,陕西科技大学毕业论文参考文献陈敏贤机械制造技术基础上海上海大学出版社，周济数控加工技术北京国防工业出版社，贺曙新，张思弟，文少波数控加工工艺学北京化学工业出版社，陈日曜金属切削原理版北京机械工业出版社，乐克谦金属切削刀具北京机械工业出版社，沈浩，谢黎明，韩莹数控切削中切削用量的多目标优化机械制造，武美萍，翟建军，廖文和数控加工切削参数优化研究兰州理工大学学报，