Optimization of Condition Using Response Surface Methodology for Boring Process in S20C Carbon Steelการหาสภาวะที่เหมาะสมโดยการใช้วิธีการพื้นผิวตอบสนองสำหรับ การกลึงคว้านรูในเหล็กกล้าคาร์บอน เกรด S20C

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการออกแบบการทดลองบ็อกซ์-เบห์นเคน และวิเคราะห์ด้วยวิธีการพื้นผิวตอบสนองสำหรับการพยากรณ์ค่าความขรุขระผิวในการกลึงคว้านรูในเหล็กกล้าคาร์บอน เกรด S20C โดยมีปัจจัยที่ใช้ในการทดลอง ประกอบด้วย ความเร็วรอบ 800-1,700 รอบต่อนาที อัตราป้อน 0.04-0.08 มิลลิเมตรต่อรอบ ความลึกในการตัด 0.10-0.50 มิลลิเมตร และความยาวด้ามมีด 45-55 มิลลิเมตร ซึ่งจากการทดลองพบว่า ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อค่าความขรุขระผิว คือ ความเร็วรอบ อัตราป้อน ความลึกในการตัด และความยาวด้ามมีด โดยค่าความขรุขระผิวจะเพิ่มขึ้น เมื่อความเร็วรอบลดลง นอกจากนี้ ค่าความขรุขระผิวจะมีแนวโน้มลดลงเมื่อใช้อัตราป้อน ความลึกในการตัด และความยาวด้ามมีด ลดลง ซึ่งสภาวะที่เหมาะสมต่อความขรุขระผิว คือ ความเร็วรอบ 1,685 รอบต่อนาที อัตราป้อน 0.04 มิลลิเมตรต่อนาที ความลึกในการตัด 0.39 มิลลิเมตร และความยาวด้ามมีด 45 มิลลิเมตร โดยมีค่าความขรุขระผิวเท่ากับ 2.267 ไมโครเมตร การยืนยันผลการทดลองโดยการเปรียบเทียบค่าที่ได้จากการพยากรณ์กับค่าที่วัดจริงจากการทดลอง โดยกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนของการพยากรณ์ค่าความขรุขระผิวไม่เกิน 5 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งจากการเปรียบเทียบผลการทดลอง พบว่าค่าความคลาดเคลื่อนสัมบูรณ์ของค่าความขรุขระผิวเฉลี่ยเท่ากับ 3.16 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งน้อยกว่าค่าความคลาดเคลื่อนที่กำหนดไว้และค่าอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้

This research designed a Box-Behnken experiment and analyzed it using surface response methodology to predict the boring process of carbon steel grade S20C. The experimental variables encompass speed from 800 to 1,700 rpm, feed rate from 0.04 to 0.08 mm/rev, depth of cut from 0.10 to 0.50 mm, and overhang length from 45 to 55 mm. The experiment found that all the main factors affecting the surface roughness values were speed, feed rate, depth of cut, and overhang length. The surface roughness values increase significantly as speed decreases. Moreover, the surface roughness tends to decrease when decreasing the feed rate, depth of cut, and overhang length. The optimal conditions for surface roughness (Ra) of 2.267 micrometers were speed of 1,685 rpm, feed rate of 0.04 mm/rev, depth of cut of 0.39 mm, and overhang length of 45 mm. The experimental results were confirmed by comparing the predicted values with the actual measured values from the experiment, with a maximum surface roughness prediction error of 5%. The comparison of the experimental results revealed that the mean absolute percentage error value of the surface roughness was 3.16 percent, which is less than the specified error value and remains within the acceptable range.