Optimización de Múltiples Características de Rendimiento para el Torneado CNC de Inconel 718 Usando el Enfoque Relacional Taguchi-Grey y Análisis de Varianza
Autores: Zhujani, Fatlume; Abdullahu, Fitore; Todorov, Georgi; Kamberov, Konstantin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Optimización
Procesos de mecanizado
Rugosidad de la superficie
Desgaste de herramientas
Tiempo de corte
Diseño basado en Taguchi
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
La optimización de los procesos de mecanizado es un factor decisivo para aumentar la productividad y garantizar la calidad del producto. Las características de respuesta, como la rugosidad de la superficie, la tasa de eliminación de material, el desgaste de la herramienta y el tiempo de corte, del proceso de torneado final han sido optimizadas simultáneamente. En este estudio, utilizamos el diseño de experimentos basado en Taguchi L9(34) para probar y encontrar los mejores valores para parámetros del proceso como la velocidad de corte, la tasa de avance, la profundidad de corte y el radio de la punta. Se utilizó el método de enfoque relacional gris multiobjetivo basado en Taguchi (GRA) para abordar el problema de torneado de la aleación Inconel 718 para aumentar la productividad, es decir, minimizando simultáneamente la rugosidad de la superficie, el desgaste de la herramienta y el tiempo de mecanizado. Se utilizaron GRA y la relación S/N derivada del enfoque de Taguchi para combinar muchas características de respuesta en una sola respuesta. El grado relacional gris (GRG) produce resultados como estimaciones del nivel óptimo de los parámetros de entrada y su importancia proporcional a características de calidad específicas. Al emplear ANOVA, se determinó la importancia de los parámetros con respecto a la responsabilidad individual y las características de calidad generales del proceso de corte. La optimización de un solo objetivo arrojó los siguientes resultados: rugosidad de superficie mínima de 0.167 um, desgaste de herramienta de 44.65 um, tiempo de corte mínimo de 19.72 s y velocidad de material máxima de 4550 mm3/min. Al optimizar simultáneamente la superaleación Inconel 718 a una velocidad de corte de 100 m/min, profundidad de corte de 0.4 mm, tasa de avance de 0.051 mm/rev y radio de punta de herramienta de 0.4 mm, los resultados de la optimización multiobjetivo mostraron que todas las características de respuesta investigadas alcanzaron sus valores óptimos (mínimo/máximo). Para validar los resultados, se realizaron experimentos confirmatorios con los resultados más favorables, que arrojaron un alto grado de concordancia.
Descripción
La optimización de los procesos de mecanizado es un factor decisivo para aumentar la productividad y garantizar la calidad del producto. Las características de respuesta, como la rugosidad de la superficie, la tasa de eliminación de material, el desgaste de la herramienta y el tiempo de corte, del proceso de torneado final han sido optimizadas simultáneamente. En este estudio, utilizamos el diseño de experimentos basado en Taguchi L9(34) para probar y encontrar los mejores valores para parámetros del proceso como la velocidad de corte, la tasa de avance, la profundidad de corte y el radio de la punta. Se utilizó el método de enfoque relacional gris multiobjetivo basado en Taguchi (GRA) para abordar el problema de torneado de la aleación Inconel 718 para aumentar la productividad, es decir, minimizando simultáneamente la rugosidad de la superficie, el desgaste de la herramienta y el tiempo de mecanizado. Se utilizaron GRA y la relación S/N derivada del enfoque de Taguchi para combinar muchas características de respuesta en una sola respuesta. El grado relacional gris (GRG) produce resultados como estimaciones del nivel óptimo de los parámetros de entrada y su importancia proporcional a características de calidad específicas. Al emplear ANOVA, se determinó la importancia de los parámetros con respecto a la responsabilidad individual y las características de calidad generales del proceso de corte. La optimización de un solo objetivo arrojó los siguientes resultados: rugosidad de superficie mínima de 0.167 um, desgaste de herramienta de 44.65 um, tiempo de corte mínimo de 19.72 s y velocidad de material máxima de 4550 mm3/min. Al optimizar simultáneamente la superaleación Inconel 718 a una velocidad de corte de 100 m/min, profundidad de corte de 0.4 mm, tasa de avance de 0.051 mm/rev y radio de punta de herramienta de 0.4 mm, los resultados de la optimización multiobjetivo mostraron que todas las características de respuesta investigadas alcanzaron sus valores óptimos (mínimo/máximo). Para validar los resultados, se realizaron experimentos confirmatorios con los resultados más favorables, que arrojaron un alto grado de concordancia.