机床与液压

作者：封森文，马梓健，谢英睿，姚鑫骅，白洪华

单位：浙江大学机械工程学院；浙江大学，浙江省三维打印工艺与装备重点实验室；浙江大学机械工程学院；浙江大学，浙江省三维打印工艺与装备重点实验室；浙江大学机械工程学院；浙江大学，浙江省三维打印工艺与装备重点实验室；浙江大学机械工程学院；浙江大学，浙江省三维打印工艺与装备重点实验室；浙江先端数控机床技术创新中心有限公司；浙江振兴阿祥集团有限公司

关键词：数控滚齿加工;工艺智能优化;工艺参数优化

基金：浙江省领雁计划项目 （2022C01112）

数控滚齿加工因涉及多种工艺参数，且各参数之间存在高度耦合的非线性关系，使得工艺参数的优化配置成为一项复杂而关键的问题。为了实现对加工质量、加工效率与能耗之间的协调统一，基于多目标优化思想，选取滚刀头数、滚刀外径、主轴转速及轴向进给量作为待优化参数，以最小能耗、最短加工时间和最小质量误差为优化目标，构建多目标优化模型。为提高优化过程的效率与准确性，采用基于层次密度的噪声应用空间聚类算法对历史加工数据进行分析，识别出各工艺参数的合理取值区间，从而约束优化搜索空间。引入引导性多目标海洋捕食者算法（GMOMPA），在保障全局寻优能力的基础上，对目标函数进行求解，获得一组帕累托最优解。针对多解方案难以直接应用于实际决策的问题，进一步采用改进的TOPSIS方法对所得非劣解集进行排序与筛选，为决策者提供具有可操作性的最优参数组合。实验结果验证了所提方法的有效性，优化后在降低加工能耗的同时，提高了加工效率与产品质量的稳定性，展现出良好的综合性能和应用前景。

来源：2025年第11期

《机床与液压》期刊编辑部

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