مطالعه تجربی اثر پارامترهای فرایند پرداخت الکتروشیمیایی روی صافی سطح، نرخ برداشت مواد و دقت ابعادی سوراخ‌‌‌ های داخلی فولاد کربنی ساده با استفاده از روش سطح پاسخ و بر مبنای طرح باکس-بنکن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 زنجان-مهندسی- گروه مهندسی مکانیک

2 هیات علمی/ دانشگاه زنجان/دانشکده مهندسی

3 فازغ التحصیل ارشد

چکیده

فرایند پرداخت الکتروشیمیایی از جمله فرایند‌‌های نوین پرداخت به شمار می‌ررد. در این فرایند سطوح قطعه کار انحلال آندی کنترل شده قرار گرفته و زبری آن کاهش می‌یابد. عوامل مختلفی مانند هندسه، جنس ابزار و قطعه کار، نرخ پیشروی ابزار، ترکیب مایع الکترولیت، فاصله ابزار و قطعه کار، دبی الکترولیت، دمای الکترلیت و ولتاژ کاری بر خروجی فرایند اثر گذار است. از طرفی پارامتر‌‌های خروجی مهم فرایند صافی سطح نهایی، نرخ پرداخت کاری و دقت ابعادی ناحیه تحت پرداخت می‌باشند. در این مقاله اثر شکل ابزار، فاصله بین الکترودها، ولتاژ کاری و سرعت پیشروی ابزار بر پارامتر‌‌های خروجی بررسی شده است. به علت زیاد بودن تعداد پارامتر‌‌های ورودی و خروجی و احتمال برهمکنش میان اثرات پارامتر‌‌های موثر از روش طراحی آزمایش بر اساس متدولوژی سطح پاسخ استفاده شده است. به کمک این استراتژی نحوه اثر گذاری پارامتر‌‌های ورودی بر خروجی ‌‌ها و اثرات خطی و غیر خطی پارامتر‌‌های ورودی و امکان بر هم کنش پارامتر‌‌ها با هم مورد ارزیابی تجربی قرار گرفته است. با استفاده از مدل تجربی حاصله و با اجرای روش بهینه سازی هم زمان، پارامتر‌‌های ورودی مطلوب جهت حصول نرخ پرداخت بیشینه در عین بسته نگاه داشتن تلرانس ابعادی و حصول صافی سطح در حد مطلوب بدست آمده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental investigation of the effect of electrochemical finishing process parameters on surface roughness, geometric accuracy and material removal rate using Box-Behnken design in response surface methodology

نویسندگان [English]

  • Mohammad Mostafa Mohammadi 1
  • Rasoul Moharrami 2
  • Bahman Nemati 3
1 زنجان-مهندسی- گروه مهندسی مکانیک
2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه زنجان،
3 دانشگاه زنجان گروه مهندسی مکانیک
چکیده [English]

Electrochemical finishing is a nontraditional finishing processes by which the surface roughness of the metallic workpiece is reduced due to anodic dissolution. Different parameters like the cathode material, inter electrode gap, chemical composition and concentration of electrolyte and its flow rate and temperature along with the electric potential affect the finishing performance. The important performance parameters are surface roughness, material removal rate, and the dimensional tolerance of the workpiece. In this article the effect of inter electrode gap, cathode geometry, cathode tool feed rate, and electric potential on the process outputs are evaluated experimentally. Due to the high number of input and output variables and possible interactions between the input variables, Box-Behnken design in response surface methodology is selected for designing the experiments. Using this response surface methodology, the effect of input parameters on process outputs and the possible interactions between the input variables are extracted. Also, multi-objective optimization is performed for determining the input variables adequate for maximizing the material removal rate along with achieving a predetermined amounts of surface smoothness and geometric tolerance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Surface roughness
  • tolerance
  • electrochemical finishing
  • Box-Behnken
  • Response surface methodology