بهینه سازی و ارزیابی آماری تاثیر پارامترهای ماشین‌کاری وایرکات بر نرخ برش و زبری سطح آلیاژ Ti-6Al-4V تیتانیم

Abstract

استفاده از آلیاژ TI-6AL-4V، بدلیل ویژگی‌هایی از قبیل نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت به خزش عالی در صنایع گوناگون رو به افزایش است. با این حال قابلیت ماشینکاری ضعیف آلیاژهای تیتانیم موجب شده برای شکل‌دهی آنها از روش‌های ماشین‌کاری مخصوص استفاده شود. در این تحقیق فرآیند برش سیمی با تخلیه الکتریکی آلیاژ Ti-6Al-4V مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، نوع و میزان تاثیر 8 پارامتر تنظیمی بر دو مشخصه نرخ برش و زبری سطح ارزیابی شده و مقادیر بهینه آنها تعیین گردیده است. یکی از وجوه تمایز این پژوهش، در نظر گرفتن ارتفاع برش به عنوان یکی از مولفه‌های تاثیرگذار بر خروجی‌های فرآیند است. بنابراین، برای سه ارتفاع برش مختلف (هر یک دو تکرار)، طرح آزمایش L18 تاگوچی برای گردآوری داده‌های تجربی بکار گرفته شد. سپس با استفاه از 108 مجموعه داده آزمایشگاهی به منظور تعیین سطوح بهینه پارامترها و میزان تاثیر آنها بر دو مشخصه خروجی، تحلیل‌های آماری شامل سیگنال به نویز و آنالیز واریانس انجام گردید. اعتبار مقادیر بهینه پارامترها مربوط به بیشترین نرخ برش و کمترین زبری سطح با انجام تست‌های عملی تایید گردید. نتایج مبین آنست که ارتفاع برش در میزان تاثیر پارامترها و سطوح بهینه آنها موثر است. نهایتا، بهینه سازی دو هدفه به منظور تعیین مقادیر بهینه پارامترها بر اساس اهمیت نسبی خروجی‌های فرآیند در قالب جدول تکنولوژی برای سه ارتفاع برش‌ 30، 60 و 90 میلیمتر ارائه گردید. سهم خطای ناشی عوامل کنترل نشده در تحلیل‌ها کمتر از 10% است که این نشان دهنده دقت مناسب رویکرد پیشنهادی است.