对混合MMC使用混合优化技术优化EDM的过程参数
Velusamy Mohankumar1, Soorya Prakash Kumarasamy2, Sivasubramanian Palanisamy3
1Department of Mechatronics Engineering, Akshaya College of Engineering and Technology, Coimbatore, 642109, Tamil Nadu, India.
Heliyon
|August 22, 2024
概括
这项研究优化了对金属矩阵复合材料的电放电加工 (EDM),平衡表面粗度,工具磨损和材料去除率. 优化的参数显著提高了加工效率和表面完整性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 工程 制造工程
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
背景情况:
- 混合金属矩阵复合材料 (AMMCs) 提供了先进的性能,但也带来了加工挑战.
- 电放电加工 (EDM) 是一种非传统的方法,适用于像AMMCs这样的难以加工的复合材料.
- 优化EDM参数对于平衡相互矛盾的目标至关重要,例如表面粗,工具磨损和材料移除率.
研究的目的:
- 为了研究加工参数对表面粗度 (SR),工具磨损率 (TWR) 和材料移除率 (MRR) 在Al7075-SiC-B4C复合物的EDM中的影响.
- 开发和应用混合优化方法来实现EDM性能指标的多目标平衡.
- 用扫描电子显微镜 (SEM) 分析评估加工复合材料的表面完整性.
主要方法:
- 利用响应表面方法 (RSM) 进行单回应优化.
- 采用混合多响应优化策略,结合重法 (EWM),塔古奇方法,TOPSIS和灰色关系分析 (GRA).
- 执行差异分析 (ANOVA) 来确定加工参数的意义 (脉冲启动时间,电流,电压,脉冲关机时间).
主要成果:
- 优化的参数实现了高的材料去除率 (MRR) (高达0.5240 mm3/min) 和最小的工具磨损率 (TWR) (低至0.0068 mm3/min) 与可接受的表面粗度 (SR) (低至9.1924 μm).
- 验证实验显示,近距离系数 (15%) 和灰色关系等级 (16%) 的显著改善,验证了混合优化方法.
- 在SEM分析中,表面缺陷最小,包括碎片,裂和没有再造层,这表明表面完整性优越.
结论:
- 混合优化方法有效地平衡了AMMC的EDM中的竞争性性能指标.
- 在加工效率方面取得了显著的改进,减少了工具磨损,提高了表面质量.
- 这些发现为优化先进复合材料的EDM流程提供了宝贵的见解.
