به كارگيري طراحي آزمايشها و آناليز گري جهت بهينه سازي كيفيت صافي سطح فولاد AISI4340 در تراشكاري با ابزار TiN

Using Design of Experiments and Grey Relational Analysis for Optimization of Surface Roughness in Turning Operation of AISI4340 with TiN Tool

امروزه رقابت در صنايع مختلف بر كاهش ميزان ضايعات توليد و بالابردن كيفيت محصول توليدي متمركز مي باشد. در اين مقاله افزايش كيفيت صافي سطح قطعه كارAISI4340 در فرآيند تراشكاري با ابزار كاربايدي TiN مورد بررسي قرار گرفته است. به اين منظور پارامترهاي موثر در بهبود كيفيت سطح قطعه كار شامل سرعت برشي، ميزان پيشروي و عمق برش ابزار به عنوان پارامترهاي ورودي آزمايشات انتخاب شد. سپس درجات آزادي سيستم و تعداد سطوح مورد نياز آزمايشات تعيين و آرايه هاي متعامد معادل محاسبه گرديد. به اين ترتيب بيست و هفت آزمايش براي اندازه گيري مقادير صافي سطح قطعه طراحي و به ازا هر آزمايش سه مقدار براي سنجش پارامتر صافي سطح قطعه كار اندازه گيري شد. در ادامه با محاسبه مقادير نسبت، ضريب و درجه گري توسط روابط به كار رفته، نمودار گري نهايي براي هر سه سطح از آزمايش ترسيم گرديد. بر اساس نمودار گري، ميزان تاثير هر يك از پارامترهاي ورودي آزمايش براي حصول به صافي سطح مناسب به صورت درصدي محاسبه و بهينه ترين مقادير عددي براي آنها تعيين شد. مقايسه نتايج آناليز گري با آزمايشات عملي انجام گرفته نشان دهنده صحت و توانايي اين روش در پيش بيني ميزان صافي سطح قطعه كار در فرآيند تراشكاري مي باشد.

Nowadays, in order to reach minimum production cost in manufacturing operations, specially machining operations, various optimization methods have been proposed. Since turning operation has different parameters affecting the workpiece quality, it is selected as a complicated manufacturing method in this paper. To reach sufficient quality, all influencing parameters such as cutting speed, feed rate, and depth of cut, are selected as input parameters. Furthermore, the surface roughness is considered as objective. To reach this goal, we first calculate the degree of freedom for the system and perform same experiments based on the target values, number of considered levels, and corresponding orthogonal array and then calculate the grey relational generating, grey relational coefficient, and grey relational grade. As the next step, the grey relational graph for each level is sketched. Finally, the optimum values of the input parameters for better surface roughness are obtained. It is shown that the presented method in the turning operation of AISI 4340 leads to high surface quality.