资料简介：
《运筹学》课程论文-金属切削领域有关优化的研究综述，共14页，7034字。
摘要
近年来，优化思想和优化技术的发展势头迅猛{Oxley 1989 #4}，它们被广泛运用在各个领域中。本文主要介绍了优化技术在金属切削领域中的应用，主要围绕金属切削分析模型的优化{si #6}、切削过程物理模型的参数优化、车削用量优化、刀具设计优化以及切削加工过程智能优化技术这几方面展开叙述{Arnol?d 1992 #5}，分析了优化技术在金属切削领域的应用前景。
关键词：金属切削；优化；参数优化；刀具优化
引言
机械制造业是国民经济最重要的支柱产业，而且随着科学技术的越来越发达，各种各样的加工方法层出不穷，但总体来说，在机械制造行业中应用最广泛的金属成形工艺还是金属切削加工。目前机械制造中所用的工作母机有80%-90%仍为金属切削机床。
随着制造技术的发展，金属切削已呈现出高速高效、高加工要求和工件材料高性能等特点。为满足新形势下的加工需求，对刀具的性能也提出越来越苛刻的要求，目前刀具的发展方向为高精、高效、高可靠性和专用化。在工件材料性能和刀具技术日新月异的今天，切削加工工艺面临着前所未有的机遇和挑战，如何充分发挥机床和刀具的最大潜能，如何有效合理地选择切削参数等已经成为制约切削技术发展的瓶颈。随着，优化技术的兴起，人们越来越多地利用优化技术解决金属切削加工中的难，并获得更好的工艺效果。目前，优化技术在金属加工领域的应用研究主要围绕金属切削分析模型、工艺参数、切削用量和刀具优化设计以及切削加工过程智能优化技术等方面，以下着重作介绍。
1 金属切削分析模型的优化
切削力在金属切削加工过程中具有举足轻重的地位，它对研究金属切削机理、计算机床消耗功率、设计机床、夹具和优化刀具参数等都有重要意义。因此，人们一直期望能准确预报切削力，建立切削力分析模型，阐明切削力的大小及其规律。
学者们为了深入研究金属切削过程和准确预报切削力，他们建立了金属切削分析模型，如Merchant模型、Oxley模型和不等距剪切区模型等等。
剪切区存在于金属切削过程中的第一变形区，它是一个宽度非常小的窄区域，在常用的切削速度范围内，该剪切区的厚度大概为0.020-0.200mm，典型厚度是0.025mm[2]，而且该厚度随着切削速度的升高而变薄。第一变形区（即主剪切区）又起着剪切滑移并使得被切削金属层与金属本体脱离而成为切屑的作用，所以在这狭窄的区域内，有着很高的剪切应变率，一般可以达到104~106s-1，同时消耗大部分的功率并释放大量的切削热。
在这样高应变率、高温和其他各种因素的多重影响下，人们很难建立与实际剪切变形区完全符合的模型。在工程实际应用中通常采用直线来代替剪切区变形的边界线，建立了一些简化的金属切削分析模型。
1941年，Merchant 提出了单一剪切平面模型（Single-shear plan model），如图1-1（a）所示;但是Merchant的模型作了很多条件的简化，如没有考虑金属材料在加工过程中的应变强化效应。
1959年，在此基础上，澳大利亚的学者Oxley运用了加工硬化滑移线理论来完善了这个单一剪切平面模型，提出了著名的Oxley模型，也叫平行边剪切区模型或者等距剪切区模型，如图1-1（b）所示。
2001年，Astakhov提出不等分剪切区模型,如图1-3所示，也就是将剪切区分为宽区和窄区两部分。Astakhov也通过切削落刀实验获得的一组单一切屑段的微结构图片证明了他的结论。无独有偶，Leopold 在金属切削实验过程中获取的栅格变形照片也验证了不等分剪切区模型。
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