[发明专利]一种构建切削参数低碳优化模型的方法

摘要

本发明公开了一种构建切削参数能效优化模型的方法，基于对切削加工能耗情况分析，建立了一个涵盖能耗目标、成本目标、生产率目标的多目标优化模型，以实现切削参数能效优化，并针对该多目标问题，根据机械加工特征建立了一系列约束条件，以获得最优解。本发明在传统工艺规划目标基础上引入了低能耗规划目标，与传统工艺规划目标构建了一个多目标函数。同时，本发明中引入了多个约束条件，包括切削力约束、切削功率约束、进给量约束以及切削速度约束，为面向低能耗切削参数优化求解限定了搜索区间。因此，本发明对于产品制造过程能效优化及节能减排都有着至关重要的作用，有利于减少工业生产中温室气体的排放，改善环境。

主权项

一种构建切削参数能效优化模型的方法，其特征在于：基于机加工切削能耗情况分析，建立了一个涵盖能耗目标、成本目标、生产率目标的多目标优化模型，以实现切削参数能效优化，并针对该多目标问题，根据机械加工特征建立了一系列约束条件，以获得最优解，以工步为单元，其模型如下：其中ep表示切削比能耗(J/mm3)，MRR表示单位时间材料去除率(mm3/s)，ts、tm分别表示机床完成该工步的待机时间及切削时间(s)，Pidle、Pbasic分别表示机床的平均闲置功率、基本功率(W)；M为备选加工方案的单位时间的企业成本(元)，tc为该工步的换刀时间(s)，CT为在刀具寿命内与刀具有关的费用(元)，T为刀具的寿命(s)；V是该工步去除的总余量的体积(mm3)；Fc.max为该工步所使用的刀具所承受的负载的最大允许值(N)；Pmax为该工步所使用的机床的最大功率(W)，η为传动效率；vcmin为最小允许切削速度(m/min)，vcmax为最大允许切削速度(m/min)；fmin最小允许进给量(mm/r)，fmax最大允许进给量(mm/r)。