[发明专利]一种基于小样本多元工艺参数分析优化的滚齿干切加工方法

摘要

本发明公开了一种基于小样本多元工艺参数分析优化的滚齿干切加工方法，其特征在于，按照以下步骤进行小样本情况下的滚齿干切加工工艺参数的分析优化，具体步骤为（1）实现滚齿干切工艺参数样本集的规范化；（2）实现滚齿干切输入参数属性优化核的生成；（3）实现滚齿干切工艺参数支持矢量回归估计。本发明的优点是针对滚齿干切工艺参数小样本的特点，利用支持矢量机进行工艺参数的回归估计，该方法运算简单，收敛速度快。

主权项

一种基于小样本多元工艺参数分析优化的滚齿干切加工方法，本方法采用数控干切滚齿机实行滚齿加工，其特征在于，滚齿加工过程中，按照以下步骤进行小样本情况下的滚齿干切加工工艺参数的分析优化，具体步骤为：(1)实现滚齿干切工艺参数样本集的规范化；输入参数属性包括工件模数、压力角、齿数、螺旋角、齿宽、材料、布氏硬度、精度等级、齿坯直径、滚刀头数、滚切类型和切削深度,输出参数属性包括滚刀转速、切削速度和进给量,待优化滚齿干切工艺参数的属性与输入参数属性相同，滚齿干切工艺参数样本集Set＝VIn&(In,Out),In＝[x1,x2,…,xn],n＝12，x1,x2,…,xn分别对应输入参数属性,Out＝[y1,y2,y3]，y1,y2,y3分别对应输出参数属性,In、Out构成纵列，VIn是样本值，构成横行，首先，进行数值化，将不是数值的材料属性按照以下方式转化为数值，将材料分别为碳钢、低合金钢、合金钢或灰铸铁的材料属性对应转化为1、2、3、4；滚切类型分别为逆滚、顺滚的滚切类型属性对应转化为1、2，接着，进行归一化，zi＝(zi‑zimin)/(zimax‑zimin),i＝1,2,…,n+3,zimin,zimax分别是第i属性在样本集中的最小值和最大值；(2)实现滚齿干切输入参数属性优化核的生成；首先，去除Set中的Out部分，构建新的样本集SetIn＝VIn′&In，SetIn(b,c)表示样本中b实例对应的c属性值，b∈VIn′，c∈In,接着，进行近似约简，从j＝1开始，将xj去除，看SetIn(VIn′,In‑{xj})中是否存在相似样本,判断相似样本的依据是两个样本的对应属性值之差的绝对值小于0.01，若不存在相似样本，则将xj重新添加到In中，循环上述步骤，一直计算到j＝n,最终剩下的属性组成了滚齿干切输入参数属性优化核,属性个数为Num,Num是正整数；(3)实现滚齿干切工艺参数支持矢量回归估计；从计算滚刀转速开始，构建新的样本集SetOut＝{(Ink,yk)丨k＝1,2,…,M},Ink∈RNum，yk∈R，M为样本个数，为正整数，通过计算αk,b,其中，K(·,·)为多项式核函数，SL为省略号，γ为正则化参数，取4，αk为支持矢量，b为偏差量，接着，用公式px为待优化滚齿干切工艺问题规范化后的输入值，所求值即为滚刀转速的优化值，然后重复上述步骤，依次求得切削速度和进给量的估计值，最终完成滚齿干切工艺参数支持矢量回归估计；最后加工时，根据滚齿干切工艺参数支持矢量回归估计得出的滚刀转速、切削速度和进给量进行滚齿干切加工。