難加工材料切削用量可優化區間的限定

葉洪濤，王 偉，賀 芳，萬 熠，劉戰強

（1. 中航工業沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，沈陽 110043；2. 山東大學高效潔凈機械制造教育部重點實驗室， 濟南 250061）

切削用量優化是機械加工領域的經典問題。傳統上一種常用的優化方法是以泰勒公式（或刀具耐用度公式）為基礎，確定約束條件和優化目標，并據此求取優化切削用量。

實際應用中通常以最高生產率、最低生產成本、最高利潤率為優化目標。以其中1種或幾種進行加權構造出目標函數。近年來，隨著計算技術的發展，一些新的計算方法（如遺傳算法、粒子群算法等）開始應用到切削用量優化計算中，但是其所依據的基本原則和方法并沒有明顯變化。一些新的優化模型仍然是在此基礎上進一步研究形成的[1-4]。

該切削用量優化計算方法的建立和使用已有多年的歷史并在生產中得到廣泛應用。在使用普通機床進行一般材料加工、手工刃磨刀具的情況下，其符合性良好。但是在自動化程度較高以及大量使用難加工材料領域（如作者所從事的航空產品生產領域），上述優化方法時常出現一些問題。

另一種重要的優化方法是以馬卡洛夫的最優切削溫度守恒定律為基礎[5]。鑒于兩種優化方法在數學模型和理論基礎上的差距，使用者在實際工程應用中很少考慮兩種理論兼容的可能性，往往做出非此即彼的選擇。盡管研究顯示，對于難加工材料的切削過程，馬卡洛夫的優化模型與實際情形更為接近。……