فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه و اهداف: در حال حاضر، فرآیندهای ماشین‌کاری بخش حیاتی از فرایندهای تولید جهان را تشکیل می‌دهند. اهمیت این فرآیندها را می‌توان از طریق شناسایی جریان مالی ناشی از به کارگیری آنها مشاهده کرد. یکی از مسائل اساسی در استفاده از فرآیندهای ماشین‌کاری برای تولید محصولات، مسأله‌ سایش ابزار است. تاکنون، مطالعات مختلفی با فرض‌های متنوع برای تجزیه و تحلیل ویژگی‌های سایش در شرایط مختلف انجام شده است تا اهداف متنوعی را ارضا کنند. مدل‌های سنتی برای تحلیل عمر و سایش ابزار، که اغلب بر مبنای معادلات قطعی هستند، تغییرات رخ داده در فرآیندهای برش را در نظر نمی‌گیرند و به همین دلیل، عمر واقعی ابزار به‌ندرت با مقادیر پیش‌بینی شده توسط این روش‌ها مطابقت دارد. در سال‌های اخیر، توجه بیشتری به استفاده از توزیع‌­های آماری برای پیش‌بینی عمر ابزار شده است. در میان آنها، استفاده از توزیع وایبل از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. چالش اصلی این رویکردها، تخمین دقیق تابع توزیع عمر ابزار بر اساس اطلاعات واقعی است. از سوی دیگر، با تغییر شرایط ماشین‌کاری، تابع توزیع عمر ابزار ممکن است تغییر کند که این امر، مسأله‌ تخمین پارامترهای توزیع عمر ابزار را دشوارتر می‌کند. علاوه بر این، به دلیل تطابق مناسب عمر ابزارهای برشی با توزیع وایبل، تخمین پارامترهای این توزیع با توجه به ویژگی‌های خاص آن دارای پیچیدگی است.روش‌­ها: در این تحقیق، یک روش ترکیبی ارائه می‌شود که با استفاده از طراحی آزمایشات مبتنی بر مدل Box-Behnken  و اعمال یک تبدیل ریاضی در آزمایشات بر روی داده‌های واقعی عمر ابزار، پارامترهای توزیع عمر ابزار را تعیین می‌کند. این روش به گونه‌ای است که رابطه‌ی پارامترهای توزیع عمر ابزار با شرایط ماشین‌کاری، شامل سرعت اسپیندل، نرخ تغذیه و عمق برش، به‌صورت یک معادله چندجمله‌ای قابل توصیف باشد. در این روش، از روش جستجوی بخش طلایی برای تناسب داده‌های بدست‌آمده بر روی توزیع مناسب عمر ابزار استفاده خواهد شد. در پایان، متدولوژی پیشنهادی بر روی یک مطالعه موردی پیاده‌سازی شده و نتایج حاصل از آن گزارش می‌شود.یافته‌­ها: پس از بدست آوردن مقادیر پارامترهای شکل و مقیاس توزیع وایبل در هر سطح از آزمایشات طراحی شده توسط متدولوژی box-behnken می­توان با استفاده از تابع مربع کامل رابطه­ این پارامترها را با شرایط ماشین‌کاری مدلسازی نمود. در این مقاله پارامترهای شکل و مقیاس توزیع وایبل، در هر سطح از آزمایشات، گزارش شده، سپس مقدار تابع  که در فرایند بهینه­سازی با استفاده از الگوریتم GSS بدست آمده ارائه می­شود. نتایج نشان­دهنده­ مقادیر مطلوب خطا در بکارگیری متدولوژی پیشنهادی است. همچنین با پیاده­سازی متدولوژی پیشنهادی در این مقاله، مقدار  برای پارامتر شکل 92.52% و برای پارامتر مقیاس، 96.80% است. Correlation مناسب مابین مدل مربع کامل برای هر یک از پارامترهای توزیع وایبل با داده­های بدست آمده از عمر ابزارهای برشی نشان دهنده­ی کفایت متدولوژی پیشنهادی در کاربردهای عملی می‌­باشد.نتیجه­‌گیری: در این مقاله برای رسیدن به دو هدف کاربردی،  یک متدولوژی ترکیبی با استفاده از طراحی آزمایشات، استفاده از تبدیلات ریاضی بر روی داده­های بدست آمده از عمر ابزار و به کارگیری الگوریتم جستجوی بخش طلایی توسعه داده شد. هدف اول تخمین پارامترهای توزیع وایبل در یک شرایط ماشین‌کاری خاص است. که با استفاده از آن توزیع عمر ابزار برشی تحت یک شرایط ماشین‌کاری خاص بر اساس توزیع وایبل مشخص می‌­شود. هدف دوم شناسایی تغییرات بوجود آمده در توزیع عمر ابزار بر اساس تغییرات ایجاد شده در شرایط ماشین‌کاری می‌باشد. برای این منظور در متدولوژی ارائه شده رابطه­ پارامترهای توزیع وایبل با شرایط ماشین‌کاری به صورت یک مدل مربع کامل تعیین می­‌شود. در انتها، روش پیشنهادی در این مقاله بر روی یک فرایند فرزکاری با اطلاعات مشخص، پیاده­‌سازی شده و نتایج بدست آمده از آن گزارش شده است.