第10期 2016年10月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2016)10013004
D0I:10.13462/j. cnki. mmtamt.2016.10.034
基于模糊层次分析法的刀具材料选择
袁彪，汪永超，刘晓晨，李磊
（四川大学制造科学与工程学院，成都610065）
No.10 Oct.2016
摘要：如何合理地选择刀具材料是一个具有多固素、多对象的决策问题。通常决策者选择力其材料时都是依据自身经验做出判断，但结果较为模糊。因此提出一种将模糊层次分析法（fuzzy analytic hierarchyprocess，FAHP）运用在刀具材料选择上确定最佳方案的方法。根据工厂的实际要求，结合模糊层次分析法的理论，计算出4种可供选择材料的综合得分值，由得分值的排序确定出最佳材料，同时也验证了模糊层次分析法对力具材料选择的可行性。
关键词：刀具材料选择；模糊层次分析法（FAHP）；模糊互补判断矩阵
中图分类号：TH142;TG506
文献标识码：A
Tool Material Selection Based on FAHP
YUAN Biao, WANG Yong-chao , LIU Xiao-chen ,LI Lei
( School of Manufacturing Science and Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China)
Abstract: How to choice the optimal tool material is a multi-factor and multi-object decision-making prob-lem. Usually the decision makers to choose the tool material is based on their own experience to make a judgment so that the results are vague. Therefore this paper proposes a method to determine the optimum scheme based on fuzzy analytic hierarchy process (FAHP) for choosing tool material. According to the ac-tual requirements of the factory, and combined with the theory of fuzzy analytic hierarchy process, the com-prehensive score of four kinds of materials can be calculated to determine which the best material is. Mean-while the feasibility of FAHP on choosing tool material is verified.
Key words : tool material selection;fuzzy analytic hierarchy process; fuzzy complementary judgment matrix
0引言
在金属切削加工中，刀具作为重要工具之一，能够
直接完成切前工作。随着科学技术与生产力的发展企业需要使用更高要求的刀具材料来完成加工任务。在选择刀具材料时，往往有多种材料同时满足要求。而在以往的机械加工中，企业通常是通过技术人员经验和查阅力具样本的方式进行力具选择，这种方式存在着很多不足，比如技术人员自身经验存在局限性、刀具材料的多样性等其它问题。
目前，关于合理选择刀具材料的方法和资料都很
多，例如季国富根据各种力具材料的性能来确定其适用的范围，陈彬等对工件材料和刀具材料的力学、物理、化学三方面性能匹配分析[2]，但是他们都是侧重于所选材料的性能可以满足要求即可，不能具体的对同时满足要求的材料再次进行更优的选择。另外，模层次分析法在其它领域已经取得了一些成果，例如徐杨等使用模糊层次分析法对矿井安全进行综合评价[3]，徐兵兵等使用模糊层次分析法对水质进行分析和评价[4]，但是这种方法很少运用在刀具材料的选择上，因此本文在前人的基础上汲取他们的优点将模糊
收稿日期：2015-12-08；修回日期：2016-01-13
层次分析法运用到刀具材料选择上来，建立一套较为完善的力具材料选择评价系统来解决决策者在有多科材料选择的情况下评定出最优方案的有理依据。
刀具材料选择评价体系的建立
在实际切削加工工艺中，同时满足加工工艺要求的刀具材料往往有多种。不同刀具材料的选择会使产品质量、生产效率、生产成本、资源消耗以及污染等都不尽相同。因此，在选择刀具材料时必须对各个限制因素进行综合考虑，即对可选材料的各个方面进行对比分析以及对同一指标的不同材料进行相互比较，最终得到备选材料中最优的刀具材料。
结合切削加工的实际情况，本文从刀具材料的理化性能、工艺性能、经济属性和环境属性四个方面对如何优化选择刀具材料的多方案问题建立了一套可行的指标评价体系，如图1所示，由目标层U、指标层A、子指标层B、方案层C四个层次组成。其中，每类指标都包含其相关子指标，如理化性能A，指标包括硬度和耐磨性B,、强度和韧性B,、耐热冲击性B，、热物理性B4 热稳定性Bs。
*基金项目：国家十一五"科技支撑计划项目（2006BAC02A02）
作者简务势数据3一），男，四川广安人，四川大学硕士研究生，研究方向为机械制造及其自动化、绿色设计与制造，（E-mail)yuanhusan@163.
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