基于NSGA-Ⅱ算法的低碳机床主轴多目标优化设计

机床加工过程能耗及碳排放分析表明,主轴转动惯量是影响机床能耗和碳排放的重要因素之一。考虑弯矩和剪力对主轴刚度的影响,以机床主轴刚度最大和转动惯量最小作为优化目标,以强度、刚度和扭转等受载变形作为约束条件,建立面向高质、低碳的机床主轴多目标优化模型;采用多目标进化算法NSGA-Ⅱ求解,获得Pareto最优解集,为选择最优主轴结构参数提供支持。机床主轴设计案例分析表明,通过提高机床主轴刚度、减小转动惯量,有效地降低了机床加工过程碳排放。