1、彌漫的響應面法可靠性優化數控銑床張沛沛 陶華 殷紫東關鍵詞：可靠的優化 擴散逼近 加工參數摘要：適應加工參數的選擇是在數控的關鍵部分（ NC ）銑削過程。確定最佳工藝參數是不考慮的不確定性的情況下獲得機床。所以在這項研究中引入了可靠的優化方法。我們專注于適應基于可靠性的優化設計（ RBDO ）根據響應面法（RSM）漫逼近多巴胺（DA） 。選擇一階可靠性方法（FORM）的一個變種計算的安全指數。案例研究是研究超高壓數控銑床操作強度鋼。我們將展示如何得到可靠與安全指標的最佳參數優化方法。介紹由于在工程系統的輸入變量的差異導致在隨后的變量產品的輸出性能，確定最佳的設計沒有考慮獲得不確定性可能導致不可

2、靠的設計。所以RBDO最近獲得了大量的關注。然而， RBDO需要昂貴的計算。因此， RSM通常用于計算效率解決RBDO問題。為超高強度鋼，加工操作成功的數控銑床操作對加工參數的選擇取決于（進給速度，切割速度和軸向和徑向的深度削減固定刀具1） 。較大的加工參數，減少加工時間，但他們導致在加工中的嚴重問題。規模較小的加工參數，沒有充分利用的能力機。選擇加工參數的經典方法是確定性的優化。如： N.Baskar等。 1 用Memetic算法來優化加工參數多工具銑床操作。 franci CUS 2通過人工神經網絡優化的切削條件，等等。為超高強度鋼，加工操作成功的數控銑床操作對加工參數的選擇取決于（進給速

3、度，切割速度和軸向和徑向的深度削減固定刀具1） 。較大的加工參數，減少加工時間，但他們導致在加工中的嚴重問題。規模較小的加工參數，沒有充分利用的機器的能力。選擇加工參數的經典方法是確定性的優化。如： N.Baskar等。 1 用Memetic算法來優化加工參數多工具銑床操作。 franci CUS 2通過人工神經網絡優化的切削條件，等等。大量的研究基礎上確定的優化方法。然而，有兩個在這些作品中的問題。首先，大部分工作集中在常見的材料（如鋁合金） 。超高強度鋼是一個有吸引力的材料，由于其獨特的高強度，但它已收到相對較少的關注，因為它的可加工性差。其次，大多數工程忽略的可靠性最佳工藝參數。作為最佳

4、點通常是在極限狀態表面。這是危險的或不有效地采取直接與確定性方法所提供的參數，同時考慮到的寬容地區。所以它是必要的超高壓數控銑床操作研究上RBDO的強度鋼。本文開頭與一般RBDO問題制定的描述。接下來，我們討論通過RSM的方法的基礎上的DA 。在最后一節，該方法應用到數控加工過程。基于可靠性的優化設計（ RBDO ）一般定義RBDO模型。在參數設計系統， RBDO模型3一般被定義為： X = （ X1，X2， x3······ ） ，最小化（最大化）目標M（X） ，受安全指數與失敗的概率其中： PF是失敗的概率; 為標準正態分布的累積

5、分布函數變量。表1列出了一些詳細的安全指數值和PF失敗的概率4。表1 PF值3.23.74.24.75.26.91.11.31.31.0一階可靠性方法（FORM）。形式的安全指數的估計方法是遞歸算法的基礎上找到失敗的表面H（U） = 0點U * 。其中： （）我NH u是在UI的極限狀態函數的梯度向量。形式Eq.2 ，我們需要一個丹參近似的功能和其梯度值的方法。響應面法（RSM）。 對DA允許我們估計函數值樣品克（十一） （ I = 1,2， . K ）在設計空間上一定的數k為基礎的梯度。 “逼近誤差可以使用一個評估點x的泰勒展開式計算一個數據點的影響，隨著相對距離D = XI -X /日，根

6、據參考重量功能wref （D）= 1 - 3D2 +2 D3 5 。 RI的影響域半徑點xi 。近似得到最大限度地減少與最小二乘感官的總誤差。min式中：g=優化。在空間物理變量（X空間）優化操作。 “設計點轉化為計算概率變量空間（ U空間）設計點的安全指數 （圖1） 。因為該方法的表格應在減少的坐標中操作。圖1的X空間， U空間之間的轉換案例研究案例研究是研究的超高強度鋼數控銑床操作。該材料是40CrNi2Si2MoVA 。抗拉強度是1960年兆帕。硬度（HRC） 53 6 。在以前的工作，我們已經建立了一系列加工過程模型的基礎上實驗。極限狀態函數的表達式為加工時間（GT） ，材料去除率（

7、gMRR ） ，切割質量（GQ） 7 ，切削力（蘋果牛） ，功率（ gpower ） ，刀具壽命（ gtoollife ）和扭矩（ gtorque ）已確定如下：g=150- （5）g=ddf一6000 （6）g=1.45356d-1.13 （7）g=1850-767.1848ddNf (8)g=1- (9)g= (10)g=9 （11）其中： L是切割長度（毫米） ; P是功率（Kw） ; Kp為功率系數; f是進給速度（ mm /分） ;d是軸向切削深度（毫米） ;德是徑向切削深度（mm） ; $切割速度（轉/分）。圖2為我們提供了可靠的優化過程中，后考慮到案件的RBDO和RSM研究。我們

8、用DA方法的形式來計算安全指數 。徑向切的深度例如目標而采取的。約束條件是： MRR 4和Q 4 。失敗的概率（PF）為1.1 ×10-5 （表1） 。允許失敗的概率。結果列于表2。第一次迭代的詳細計算方法。 MRR和Q計算方法的形式與DA在U空間。初始點（3.5 ，7.0 ） （圖3-A ）轉化為U空間（圖3 -B） 。在圖的圓出現的每一個設計點和兩個極限之間的距離國家表面。 Q是采取的例子，是圓的半徑。圖2優化過程迭代X0（3.5,7.0）6.12774.07767.01（3.5000,6.0000）4.74454.07766.02（3.5000,6.0000）4.74444.07766.00003（3.5000,5.9999）4.74434.07765.99994（3.5193,