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面向绿色切割qq抢红包群号大全真实制造的工艺参数优化数学模型
来源:网络收集??加入时间:2010-04-18?点击: 次
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资源利用与环境行为问题是当今世界倍受重视的研究课题,而制造系统(包括机械制造系统等)的资源利用与环境行为优化是其中的重要组成部分。长期以来,人们对机械制造系统的研究较多集中于生产成本、生产率、产品质量等方面,而对合理利用资源及保护环境关注甚少。近年来,随着人们对节约地球资源、改善环境质量、保护人类健康等问题的日益重视,机械制造系统已不再是仅用成本、效率、质量等传统指标即可描述的了。基于以上考虑,本文通过对机械制造中的典型加工工艺进行优化分析,建立了以切削用量ap、n、f(或Vf、af)和切削液为设计变量,以质量等为约束条件,以生产率、成本、资源消耗和环境污染为目标函数的面向绿色制造的工艺参数优化数学模型,并给出了应用实例。
2 优化数学模型的建立
确定设计变量
在加工过程中,被加工工件的材料、加工要求、机床与刀具等一经确定,切削用量及切削液的选择就成为影响目标函数的关键,故将切削用量和切削液作为设计变量,即切削用量n=x1,(f 或Vf、af)=x2,ap=x3,切削液为x4,则
X=[x1,x2,x3,x4]T=[n,(f或Vf,af),ap,切削液]T
确定目标函数
为提高生产率,以单件工时tw最短为第一个目标函数f1(X),即
f1(X)=mintw=min(tm+tct+tot)
式中:tm——该工序的切削时间(min)(计算公式见机械工业出版社1994出版的艾兴、肖诗纲所着《切削用量简明手册(第三版)》)
tct——换刀时间(min)(包括卸刀、装刀及对刀时间)
tot——除换刀外的其它辅助时间(min)
为提高经济性,以单件工序成本C 最低为第二个目标函数f2 (X),即
f2(X)=minC=min(tmM+tctMtm/T+tmCt/T+totM)
式中:M——该工序单位时间内所分担的工厂开支(元/min)
Ct——在刀具耐用度期间与刀具有关的费用(包括磨刀费及刀具折旧费)(元)
T——刀具耐用度(min)
为合理利用资源,确定以下目标函数:
为减小切削加工所需功率,降低对电力资源的消耗,以切除单位体积金属Zw所消耗的功率Pi最小为第三个目标函数f3(X),即
f3(X)=min(Pi/Zw)=min[(Pu+aPc)/ Zw]
式中:Pu——机床的空载功率(kW)(车床的Pu与n的关系见机械工业出版社1995出版的刘飞、徐宗俊等所着《机械加工系统能量特性及其应用》)
a——功率平衡方程系数,a=1.15~1.25
Pc——加工过程中机床的切削功率(kW)(计算公式见机械工业出版社1994出版的艾兴、肖诗纲所着《切削用

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