การปรับปรุงประสิทธิภาพกระบวนชุบแข็งสกรูเกลียวปล่อยโดยใช้หลักการออกแบบการทดลองแบบทากูชิThe Optimization of Heat Treatment Process for Tapping Screw Using Taguchi Technique

Abstract

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นที่จะเพิ่มความสามารถของกระบวนการผลิตสกรูเกลียวปล่อยขนาด 7 × 1 นิ้ว ที่ผลิตจากลวดเหล็ก SWRCH18A เนื่องจากปัญหาปัจจุบันที่บริษัทกรณีศึกษาพบคือ ค่าความแข็งของสกรูเกลียวปล่อยมีค่าความแข็งของผิวและแกนไม่เหมาะสม ซึ่งจากการวิเคราะห์ความสามารถของกระบวนการพบว่า ค่าความแข็งของผิวและแกนมีค่า Cpk เท่ากับ 2.27 และ 0.44 ตามลำดับ ซึ่งจะเห็นได้ว่าความแข็งของแกนมีค่า Cpk ที่ต่ำกว่าระดับที่กำหนดคือ 1.33 ส่งผลทำให้เกิดของเสียขึ้นในกระบวนการผลิต ซึ่งในการแก้ปัญหาดังกล่าว จึงได้ดำเนินการศึกษาปัญหาตลอดจนศึกษาระดับปัจจัยที่เหมาะสมที่สุดต่อกระบวนการชุบแข็งสกรูเกลียวปล่อย โดยเริ่มจากการวิเคราะห์สาเหตุและปัจจัยที่มีผลต่อค่าความแข็งซึ่งประกอบไปด้วย 4 ปัจจัย ได้แก่ เวลาในกระบวนการชุบผิวแข็ง อัตราการจ่ายคาร์บอน อุณหภูมิในกระบวนการอบคืนไฟและเวลาในกระบวนการอบคืนไฟ หลังจากนั้นผู้วิจัยได้ทำการออกแบบแผนการทดลองด้วยวิธีทากูชิและวิเคราะห์ผลการทดลองด้วยวิธีการพื้นผิวตอบสนอง ซึ่งจากผลการศึกษาพบว่า การใช้เวลาในกระบวนการชุบผิวแข็ง 35 นาที อัตราการจ่ายคาร์บอน 0.95 เปอร์เซ็นต์ อุณหภูมิในกระบวนการอบคืนไฟ 310 องศาเซลเซียส และใช้เวลาในกระบวนการอบคืนไฟ 40 นาที จะทำให้ค่าความแข็งของผิวและแกนมีค่าที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งเมื่อนำระดับปัจจัยดังกล่าวไปปรับใช้ในกระบวนการผลิตพบว่า ค่า Cpk ของค่าความแข็งของผิวและแกนมีค่าที่สูงขึ้น โดยมีค่าเท่ากับเท่ากับ 3.16 และ 1.90 ตามลำดับ

The aim of this research is to increase the output of 7 × 1- inch self- tapping screws made of SWRCH18A steel wire. The problem discovered in this case study was that the surface hardness of the self-tapping screw and the core were inappropriate. Based on the analysis of the process capability, the hardness of the surface and the core has a Cpk value of 2.27 and 0.44, respectively. The latter value indicates that the core hardness has a Cpk value lower than the specified level, which is 1.33, resulting in the occurrence of waste in the production process. This study was carried out to investigate both the problem and the relevant and appropriate factors affecting the hardness value. There were 4 factors: carburizing time, carbon potential, tempering temperature, and tempering time. Taguchi technique was used to develop an experimental plan and the outcomes were examined using the response surface method. According to the study's findings, the ideal surface and core hardness values were obtained with a hardening process time of 35 min; a 0.95% carbon potential, and a tempering temperature of 310 °C. At a tempering process duration of 40 min, the Cpk of the surface and core hardness values were equal to 3.16 and 1.90, respectively which were the most appropriate values. When the aforementioned factor level was applied throughout the production process, the Cpk was found to be greater.