用0.618法优化冷硬铸铁辊的加工

引言

在金属切削加工中,经常需确定一些参数(如:刀具几何参数,切削用量等),一般地,这些参数可根据经验或查手册获得,但遇到一些疑难工件的加工时,就需要通过实验来确定,为减少实验次数,常用一定的优化方法,我校工厂就接到一批冷硬铸铁工件的加工任务,时间紧任务重,我们采用0.618优选法对其加工过程进行优化,取得了满意的效果。

图10.618法优化过程

10.618优选法简介

0.618法是一种单因素实验优化法。可用一种带有刻度的纸条来表示所需优化的参数范围,设优化的是车刀主偏角,范围为10°～80°,如图1(a)。

首先在纸条总长度的0.618处划上一条线,这条线所指的刻度(53.26°),就是第一次所选出的刀具角度(如图1(a))。然后把纸条对折,在与53.26°对称的地方再划一条线(此处为36.74°),这就是第二次所选的角度,如图1(b)。按两个角度分别进行实验,如果53.26°处比较好,则把36.74左边的纸条剪掉,如图(c)；反之,则把53.26°处右边的纸条剪掉。再把纸条对折,在53.26°对称的地方,又可划出一条线,此处是63.48°,这就是第三次所选出的角度,如图1(d)。在63.48°处实验后,和53.26°处比较,如果仍然是53.26°处比较好,则把63.48°右边的纸条剪掉如图1(e)；反之,则把53.26°处左边的纸条剪掉。

留下的部分按同样方法继续做下去,取已试点的对称点进行实验,比较和取舍,留下好点,去掉“坏点”以外的部分。注意每次留下纸条的长度等于上次长度的0.618倍。就这样,实验比较,再实验再比较,一次比一次更接近合适的角度。应用此法,每次可排除试验范围的38.2%,可大大减少试验次数,迅速找到最佳点。

各次试验点也可按下式计算:

第一试验点:A₁=(大₁-小₁)*0.618+小₁

第二试验点:A₂=大₂+小₂-上次好点值

……

第i试验点:Ai=大i+小i-上次好点值

用以上公式计算的结果都是小数。为了方便,对角度可采取四舍五入的方法(在实际生产中,刀具的角度大都取整数)。

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