支持少样本的高速滚齿工艺参数优化

曹卫东，阎春平，吴电建

(重庆大学 机械传动国家重点实验室，重庆 400044)

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近年来，滚齿加工尤其是高速滚齿加工得到了迅猛发展，其工艺更加注重加工绿色化和低碳化[1-4]。合适的工艺参数在低碳化的滚齿加工中显得尤为重要[3-5],但在实际决策、生产运用中存在诸多难题，例如在少量历史加工案例条件下，如何在得到优化工艺参数的同时满足企业对加工质量、加工成本、加工时间、环境影响等多方面的要求，其中的难点为：①作为先进技术，高速滚齿加工积累的工艺实例较少[5];②缺少合适的优化算法。因此，少样本下的高速滚齿工艺参数优化问题亟需解决。

在工艺参数优化决策领域，很多学者致力于无监督式算法研究，即不需要历史加工实例，通过建立目标与变量的数学模型，采用遗传算法、响应面分析法等求解得到优化工艺参数，这类方法在车削、铣削、钻削等领域尤为常见[6-8]。部分学者着眼于有监督式算法研究，文献[5]以工艺实例为基础，将图论作为工具分析工艺实例相似特征关联，采用模糊逼近理想排序法，以加工效果相对最优为目标对备选实例进行多属性决策，得到最优工艺参数;文献[9]提出一种新的多基因遗传规划方法，基于历史实例，以产品质量和能耗为目标进行工艺参数优化，结果显示：车削时，切削速度对能耗有着显著的影响。本文主要针对有监督式算法，文献[5]的方法能够寻找到最相似实例，但仍需要人工进行后续参数修正。……