17
246 Kasem Bundit Engineering Journal Vol.8 No.3 September-December 2018 การศึกษาประสิทธิภาพทิศทางการกัดงานที่มีผลต่อค่าความหยาบผิว โดยวิธีทากูชิ A STUDY OF EFFICIENCY OF MILLING DIRECTION ON SURFACE ROUGHNESS BY USING TAGUCHI METHOD คมพันธ์ ชมสมุทร 1 และ สุกัญญา เชิดชูงาม 2 1 อาจารย์สาขาวิชาวิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร, 1381 ถนนประชาราษฎร์สาย 1 แขวงวงศ์สว่าง เขตบางซื ่อ กรุงเทพฯ 10800, [email protected] 2 อาจารย์สาขาวิชาวิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร, 1381 ถนนประชาราษฎร์สาย 1 แขวงวงศ์สว่าง เขตบางซื ่อ กรุงเทพฯ 10800, [email protected] Kompan Chomsamutr 1 and Sukanya Cherdchoongam 2 1 Lecturer, Department of Mechatronics Engineering, Faculty of Engineering, Rajamangala University of Technology Phra Nakhon, 1381 Pracharat 1 Rd. Wongsawang, Bangsue, Bangkok 10800, Thailand, [email protected] 2 Lecturer, Department of Mechatronics Engineering, Faculty of Engineering, Rajamangala University of Technology Phra Nakhon, 1381 Pracharat1 Rd. Wongsawang, Bangsue Bangkok 10800, Thailand, [email protected] บทคัดย่อ การวิจัยครั้งนี ้ มีวัตถุประสงค์เพื ่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพทิศทางการกัดชิ ้นงานด้วยเครื ่องจักรกล อัตโนมัติ โดยใช้ทองเหลืองเป็นวัสดุทดสอบ สําหรับเครื ่องกัดอัตโนมัติขนาดเล็ก โดยไม่ใช้นํ ้าหล่อ เย็น ทดลองด้วยดอกกัด (End mill) ขนาด 10 มิลลิเมตร แบบ 4 ฟัน หาค่าประสิทธิภาพการกัด ชิ ้นงานโดยวัดจากค่าความหยาบผิวของชิ ้นงาน ทําการเปรียบเทียบทิศทางการกัดชิ ้นงาน 2 ทิศทาง คือการชดเชยรัศมีดอกกัดออกทางด้านซ้ายด้วย G41 (Tool path Compensation Left) และ การชดเชยรัศมีดอกกัดออกทางด้านขวาด้วย G42 (Tool path Compensation Right) โดย กําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ 3 ระดับ คือ ความเร็วรอบ 1200, 1500 และ 1800 รอบต่อนาที อัตราป้อน 80, 100 และ120 มิลลิเมตรต่อนาที ระยะป้อนลึก 3, 4 และ 5 มิลลิเมตร Faculty of Engineering, Kasem Bundit University Research Article

246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

246 Kasem Bundit Engineering Journal Vol.8 No.3 September-December 2018

การศกษาประสทธภาพทศทางการกดงานทมผลตอคาความหยาบผว

โดยวธทากช

A STUDY OF EFFICIENCY OF MILLING DIRECTION ON SURFACE

ROUGHNESS BY USING TAGUCHI METHOD

คมพนธ ชมสมทร1 และ สกญญา เชดชงาม2 1อาจารยสาขาวชาวศวกรรมเมคคาทรอนกส คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร, 1381 ถนนประชาราษฎรสาย 1 แขวงวงศสวาง

เขตบางซอ กรงเทพฯ 10800, [email protected] 2อาจารยสาขาวชาวศวกรรมเมคคาทรอนกส คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร, 1381 ถนนประชาราษฎรสาย 1 แขวงวงศสวาง

เขตบางซอ กรงเทพฯ 10800, [email protected]

Kompan Chomsamutr1 and Sukanya Cherdchoongam2 1Lecturer, Department of Mechatronics Engineering, Faculty of Engineering, Rajamangala

University of Technology Phra Nakhon, 1381 Pracharat 1 Rd. Wongsawang, Bangsue,

Bangkok 10800, Thailand, [email protected] 2Lecturer, Department of Mechatronics Engineering, Faculty of Engineering, Rajamangala

University of Technology Phra Nakhon, 1381 Pracharat1 Rd. Wongsawang, Bangsue

Bangkok 10800, Thailand, [email protected]

บทคดยอ

การวจยครงน มวตถประสงคเพอเปรยบเทยบประสทธภาพทศทางการกดชนงานดวยเครองจกรกล

อตโนมต โดยใชทองเหลองเปนวสดทดสอบ สาหรบเครองกดอตโนมตขนาดเลก โดยไมใชนาหลอ

เยน ทดลองดวยดอกกด (End mill) ขนาด 10 มลลเมตร แบบ 4 ฟน หาคาประสทธภาพการกด

ชนงานโดยวดจากคาความหยาบผวของชนงาน ทาการเปรยบเทยบทศทางการกดชนงาน 2

ทศทาง คอการชดเชยรศมดอกกดออกทางดานซายดวย G41 (Tool path Compensation Left)

และ การชดเชยรศมดอกกดออกทางดานขวาดวย G42 (Tool path Compensation Right) โดย

กาหนดปจจยการทดสอบ 3 ปจจย ปจจยละ 3 ระดบ คอ ความเรวรอบ 1200, 1500 และ 1800

รอบตอนาท อตราปอน 80, 100 และ120 มลลเมตรตอนาท ระยะปอนลก 3, 4 และ 5 มลลเมตร

Faculty of Engineering, Kasem Bundit University Research Article

Page 2: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

วศวกรรมสารเกษมบณฑต ปท 8 ฉบบท 3 กนยายน-ธนวาคม 2561 247

เกบขอมลการทดสอบตามวธทากช (Taguchi method) พบวาชนงานทกดดวยทศทางการกด

ดานซาย ใหคาความหยาบผวนอยกวาชนงานทกดดวยทศทางการกดดานขวา นนคอ ทศทางการ

กดทองเหลองทเหมาะสมสาหรบเครองกดอตโนมตขนาดเลกโดยไมใชนาหลอเยนคอ การกด

ชนงานดานซาย (G41) โดยพบวาปจจยทมผลตอคาความหยาบผวมากทสด คอ ระยะปอนลก คด

เปนรอยละ 77.81 รองลงมาคออตราปอน และความเรวรอบ คดเปนรอยละ 14.16 และ 8.02

ตามลาดบ

คาสาคญ: ทศทางการกดงาน, เครองกดอตโนมต, วธการทากช

ABSTRACT

This study aimed to compare efficiency of milling direction from an automatic milling machine

by using brass as a testing material to test on a mini CNC milling without the use of coolant.

A series of experiments were done with a 10-millimeter, 4-flute end mill and milling efficiency

was measured on surface roughness in two milling directions: tool path compensation left

(G41) and tool path compensation right (G42). The experiments was controlled by 3 test

factors, each with three levels: spindle speed of 1,200, 1,500 and 1,800 round per minute,

feed rate of 80, 100 and 120 millimeters per minute and depth of cut of 3, 4 and 5 millimeters.

From data collection by using Taguchi method, it was found that a sample milled from the

left direction had less surface roughness than a sample milled from the right direction. That

is, an appropriate brass milling direction for the mini milling CNC without the use of coolant

was left-hand milling direction (G41). It was also found that the factor affecting to surface

roughness most was depth of cut (77.81 percent), followed by feed rate and spindle speed

(14.16 and 8.02 percent respectively).

KEYWORDS: Milling Direction, CNC Milling, Taguchi Method

1. บทนา

ปจจบนการผลตชนสวนโดยใชวสดทองเหลองดวยเครองกดอตโนมตขนาดเลก (Mini CNC

milling) โดยสวนมากจะปราศจากการใชนาหลอเยนเนองจากขอกาหนดในการสรางเครองจกร และ

ผผลตตองควบคมเวลาใหงานเสรจภายในระยะเวลาทกาหนด ดงนนในการกาหนดเงอนไขในการ

ตด ไดแก ความเรวตด (Cutting speed) ความเรวรอบ (Spindle speed) อตราปอน (Feed rate)

และระยะปอนลก (Depth of cut) จงเปนสงจาเปนทตองกาหนดใหมคาความหยาบผว (Surface

roughness) ทดทสด ในทางเทคนคสาหรบโปรแกรมการทางานของเครองจกรกลอตโนมตทผผลต

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษมบณฑต บทความวจย

Page 3: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

248 Kasem Bundit Engineering Journal Vol.8 No.3 September-December 2018

โดยสวนใหญมองขามไปหรอนกไมถง คอ ทศทางการกด ตามโปรแกรม G-Code ไดแก G41 และ

G42

ทศทางการกดงาน G41 คอการชดเชยรศมดอกกดออกทางดานซาย (Tool path

Compensation Left) และ G42 คอการชดเชยรศมดอกกดออกทางดานขวา (Tool path

Compensation Right) เปนการชดเชยขนาดดอกกดตามเสนของรป [1] ดงนนการเขยนโปรแกรม

งานกดจะสามารถเขยนโปรแกรมจากขนาดกาหนดในแบบไดโดยตรง สวนขนาดของดอกกดจะถก

ปอนเขาไปเกบไวในสวนเกบขอมล การชดเชยขนาดดวยวธนทาใหสามารถเลอกใชดอกกดได

หลายขนาด ANIL CHOUBEY et al [2] ไดใชหลกการออกแบบการทดลองในการหาเงอนไขการ

กดงานทเหมาะสม ดวยวธการ Taguchi โดยกาหนดปจจยคอ ความเรวรอบ อตราปอน ระยะปอน

ลก และความกวางในการกด เพอใหไดคาความหยาบผว และอตราการเคลอนทของวสดทดทสด

โดยไดคาความเหมาะสมเทากน คอความเรวรอบ 200 รอบตอนาท อตราปอน 1000 มลลเมตรตอ

นาท ระยะปอนลก 0.01 มลลเมตร และความกวางในการกด 0.1 มลลเมตร M.A. Hadi et al [3]

ไดเปรยบเทยบการกดงานแบบ up-milling และ down-milling โดยใชวสด Inconel 718 โดยกาหนด

ระยะปอนลก (Depth of cut) ท0.50, 0.75, 1.00 มลลเมตร อตราปอน (Feed rate) ท 0.10, 0.15,

0.20 มลลเมตรตอฟน และความเรวตด (Cutting speed) ท100, 120, 140 เมตรตอนาท ตามลาดบ

โดยพบวาทศทางทเหมาะสมคอ down-milling เมอใชคา ความเรวตดตาการสกหรอของเครองมอ

จะเกดขนนอยกวาและยงใหคาความหยาบผวทดกวา Pratyusha J et al [4] ใชวธการทากชกบ

วสดสแตนเลส AISI 304 เพอหาผลกระทบเงอนไขในการกดงานโดยการกาหนดปจจยคอ ความเรว

รอบ อตราปอน และระยะปอนลก โดยกาหนดใหอตราปอนถกควบคมดวยเวลา (mm/min) พบวา

ระยะปอนลกในการกดมอทธพลในการกดงานมากทสดท 53.65 % ความเรวรอบท 29.59 % และ

อตราปอนท 9.92 % โดยมคาความผดพลาด (Error) 6.89 % ตามลาดบ Muataz Hazza Faizi

Al-Hazza et al [5] ไดหาปจจยทเหมาะสมสาหรบผวงานทดทสด โดยวธการทากชสาหรบวสดทม

ความแขง 52-56 HRC โดยกาหนดปจจยคอ ความเรวตด ท 120-240 m/min อตราปอน 0.05-

0.15 mm/tooth และระยะปอนลก 0.10 – 0.20 mm พบวาปจจยทเหมาะสมอยท ความเรวตด ท

240 m/min อตราปอน 0.05 mm/tooth และระยะปอนลก 0.20 mm ตามลาดบ Ali Abbar Khleif et

al [6] ไดศกษาเรองผลกระทบจากการกาหนดเงอนไขในการกดงาน ทสงผลตอการสกหรอของ

เครองมอและคาความหยาบผวชนงานกบวสดสแตนเลส 316L โดยกาหนดความเรวรอบของ

เครองมอท 350, 550, 930, และ1100 รอบตอนาท แลวมาคานวณหาคาความเรวตด (Cutting

speed) จะไดคา 20, 31, 53, 62 เมตรตอนาท โดยใชคาระยะปอนลก (Depth of cut) และอตรา

ปอน (Feed rate) คงท 2.25 มลลเมตร และ50 มลลเมตรตอนาท ตามลาดบ หลงจากกดชนงาน

ผานไป 30-69 นาท การสกหรอของเครองมอจะมคาสงขนทเวลา 69 นาท ทความเรวตด 20 เมตร

Faculty of Engineering, Kasem Bundit University Research Article

Page 4: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

วศวกรรมสารเกษมบณฑต ปท 8 ฉบบท 3 กนยายน-ธนวาคม 2561 249

ตอนาท และถาใชเวลาคงท 30 นาท การสกหรอของเครองมอจะมคาสงสดทความเรวตด 62 เมตร

ตอนาท โดยใหคาความหยาบผวดทสด Ra = 1.526 ไมโครเมตร

2. วตถประสงคของการวจย

2.1 เพอเปรยบเทยบทศทางการกดงานระหวาง G41 และ G42 โดยใชเครองกดอตโนมต

(CNC Milling) รน PC-MILL55

2.2 เพอหาเงอนไขและทศทางในการกดงานทเหมาะสมทมผลตอคาความหยาบผว (Surface

roughness)

3. เครองมอทใชในการวจย

3.1 เครองกดอตโนมต (CNC Milling) รน PC-MILL55 เครองหมายการคา EMCO และใช

ระบบควบคม EMCOTRONIC TM02

รปท 1 เครองกดอตโนมต (CNC Milling) รน PC-MILL55

3.2 เคร อ ง Surface Roughness Tester ร น SJ-400 (Stylus 5µm) วดความหยาบผว

มาตรฐาน ANSI 1995

รปท 2 เครองวดความหยาบผว SJ400

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษมบณฑต บทความวจย

Page 5: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

250 Kasem Bundit Engineering Journal Vol.8 No.3 September-December 2018

4. วธการดาเนนงาน

การวจยครงนเกบขอมลโดยใชเครองกดอตโนมต (CNC Milling) รน PC-MILL55 เครองหมาย

การคา EMCO และใชระบบควบคม EMCOTRONIC TM02 [7] ทดลองโดยปราศจากการใชนา

หลอเยน (Coolant) ใชวสดทองเหลองและเกบขอมลโดยวธการออกแบบการทดลองแบบทากช

กาหนดปจจยทตองควบคมทงหมด 4 ปจจย คอ ทศทางการกดชนงาน ความเรวรอบ (Spindle

speed) อตราปอน (Feed rate) และระยะปอนลก (Depth of cut) นาปจจยทงหมดมาใชออกแบบ

การทดลอง โดยทดสอบกบชนงานและมคาผลตอบสนองเปนคาความหยาบผว (Surface

roughness) โดยมรายละเอยดของการกาหนดปจจยดงตารางท 1

ตารางท 1 วสดทดสอบ ปจจยควบคมและระดบของปจจยควบคมในการทดลอง

วสดทดสอบ ปจจยควบคม ระดบของปจจยควบคม

ทองเหลอง

ทศทางการกดชนงาน (G) 2 ระดบ : Code-G41, Code-G42

ความเรวรอบ (N) 3 ระดบ : 1200, 1500, 1800 รอบตอนาท

อตราปอน (F) 3 ระดบ : 80, 100, 120 มลลเมตรตอนาท

ระยะปอนลก (D) 3 ระดบ : 3, 4, 5 มลลเมตร

จากตารางท 1 แสดงปจจยและระดบของปจจยในการทดลองกดชนงาน ซงม 3 ปจจย 3 ระดบ

และ 1 ปจจย 1 ระดบ หากทาการทดลองแบบ Full factorial design จะตองทาการทดลองทงสน 33

× 21 = 54 การทดลอง ซงในการทดลองแตละครงจะมคาใชจายมาก เชนคาวสด คาอปกรณ คา

เครองมอ และคาใชจายอน ๆ เพอเปนการลดคาใชจายดงกลาวจงลดการทดลองโดยใชวธทากช

เพอลดจานวนครงในการทดลองโดยในแตละทศทางการกดงานจะม 3 ปจจย ปจจยละ 3 ระดบ

แผนการทดลองทเหมาะสมคอ Orthogonal Array L9 ซงมระดบชนความอสระเทากบ 9 และ

สามารถกาหนดแผนการทดลองโดยใช Orthogonal Array L9 ตามวธทากชดงแสดงในตารางท 2

แลวกาหนดเงอนไขการทดลองตามตารางท 3

Faculty of Engineering, Kasem Bundit University Research Article

Page 6: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

วศวกรรมสารเกษมบณฑต ปท 8 ฉบบท 3 กนยายน-ธนวาคม 2561 251

ตารางท 2 แผนการทดลอง (Matrix Experiment) ทเหมาะสม Orthogonal Array L9

ลาดบการทดลอง ระดบปจจย

1 2 3

1 1 (-) 1 (-) 1 (-)

2 1 (-) 2 (0) 2 (0)

3 1 (-) 3 (+) 3 (+)

4 2 (0) 1 (-) 2 (0)

5 2 (0) 2 (0) 3 (+)

6 2 (0) 3 (+) 1 (-)

7 3 (+) 1 (-) 3 (+)

8 3 (+) 2 (0) 1 (-)

9 3 (+) 3 (+) 2 (0)

ตารางท 3 การกาหนดเงอนไขการทดลองตามแผนการทดลองโดยใช Orthogonal Array L9

ลาดบการทดลอง

ปจจยททาการควบคมในการทดลอง

D N F

ระยะปอนลก ความเรวรอบ อตราปอน

(mm) (RPM) (mm/min)

1 (1) 3 (1) 1200 (1) 80

2 (1) 3 (2) 1500 (2) 100

3 (1) 3 (3) 1800 (3) 120

4 (2) 4 (1) 1200 (2) 100

5 (2) 4 (2) 1500 (3) 120

6 (2) 4 (3) 1800 (1) 80

7 (3) 5 (1) 1200 (3) 120

8 (3) 5 (2) 1500 (1) 80

9 (3) 5 (3) 1800 (2) 100

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษมบณฑต บทความวจย

Page 7: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

252 Kasem Bundit Engineering Journal Vol.8 No.3 September-December 2018

จากแผนการทดลองตามวธการทากช โดยกาหนดปจจย 3 ปจจย ปจจยละ 3 ระดบ ไดแก

ความเรวรอบ (Spindle speed) อตราปอน (Feed rate) และระยะปอนลก (Depth of cut) ซงไมรวม

ปจจยของทศทางการกดชนงานซงม 2 ระดบ คอ G41 คอการชดเชยรศมดอกกดออกทางดานซาย

(Tool path Compensation Left) และ G42 คอการชดเชยรศมดอกกดออกทางดานขวา (Tool path

Compensation Right) จงตองทาการทดสอบ ตามแผนการทดลองตามวธทากชทง 2 ทศทาง ดวย

แผนเดยวแตมทศทางการกดชนงานตางกนดงแสดงในรปท 3 และ4 ซงแสดงทศทางการเคลอนท

ของดอกกด แตในความเปนจรงของการกดงานดอกกดจะอยกบทแตโตะชนงานจะเคลอนท

รปท 3 รปแบบการทางานของคาสงการกด G41

รปท 4 รปแบบการทางานของคาสงการกด G42

คาสง G41 Tool path Compensation Left

คาสง G42 Tool path Compensation Right

Faculty of Engineering, Kasem Bundit University Research Article

Page 8: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

วศวกรรมสารเกษมบณฑต ปท 8 ฉบบท 3 กนยายน-ธนวาคม 2561 253

5. ขนตอนการทดลอง

ชนงานทดสอบเปนทองเหลองขนาด 1x2x0.25 นว ผานการปาดหนาผวดบดานนอกออก ดง

แสดงในรปท 5 และทาการกดตามทศทาง G41และ G42 ปราศจากการใชนาหลอเยน โดยการ

กาหนดเงอนไขการกดงานตาม Orthogonal Array L9 แลวทาการวดคาความหยาบผวในพนท X1

และ X2 ตามลาดบ แลวเฉลยคาทวดไดเพอเปนตวแทนของการทดลองนน ดงแสดงในรปท 6 และ

ไดผลคาความหยาบผวตามตารางท 4

รปท 5 ชนงานทดสอบ

รปท 6 พนทการวดคาความหยาบผว ของ G41 และG42

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษมบณฑต บทความวจย

Page 9: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

254 Kasem Bundit Engineering Journal Vol.8 No.3 September-December 2018

ตารางท 4 ความหยาบผวของทองเหลองทเกดจากอทธพลของปจจยในการทดลอง 9 ชด

ดวยทศทางการกด G41 และ G42

ลาดบการ

ทดลอง

ทศทางการกด G41 ปจจย ความหยาบผว : (µm)

D

(mm)

N

(RPM)

F

(mm/min) G41 G42

1 3 1200 80 0.72 1.04

2 3 1500 100 0.70 1.35

3 3 1800 120 0.66 1.04

4 4 1200 100 1.07 1.49

5 4 1500 120 1.26 1.24

6 4 1800 80 1.19 1.45

7 5 1200 120 1.15 1.70

8 5 1500 80 0.95 1.24

9 5 1800 100 0.96 1.41

6. ผลการดาเนนงาน

จากแผนการทดลองตามวธการทากชทไดกลาวไว ซงไดกาหนดปจจย 3 ปจจย ปจจยละ 3

ระดบ ไดแก ความเรวรอบ (Spindle speed) อตราปอน (Feed rate) และระยะปอนลก (Depth of

cut) ทาการวเคราะหไดผลดงน

6.1 คาอตราสวน S/N – Ratio ของความหยาบผว

จากการทดสอบชนงานดวยระดบปจจยทแตกตางกนไดคาความหยาบผวดงตารางท 4

นามาใชในการคานวณหาคา S/N – Ratio โดยคาความหยาบผวหาคาอตราสวน S/N – Ratio ชนด

ทคาตอบสนองทนอยทสดคอคาทดทสด (the smaller – the better) ตามสมการท 1 และสามารถ

สรปผลไดตามตารางท 5

S/N – Ratio แบบ the smaller – the better

2

1

1/ 10logn

ii

S N yn =

= − ∑ (1)

Faculty of Engineering, Kasem Bundit University Research Article

Page 10: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

วศวกรรมสารเกษมบณฑต ปท 8 ฉบบท 3 กนยายน-ธนวาคม 2561 255

เมอ /S N แทน อตราสวนของ /S N ในแตละ Experiment Number

n แทน จานวนการทดลองซาในแตละ Experiment Number

jy แทน คาตอบสนอง (Response) ในแตละครงของการทดลองของแตละExperiment

Number

ตารางท 5 สรปอตราสวน S/N – Ratio คานวณคาความหยาบจากผลการทดลอง 9 ชด

ลาดบการ

ทดลอง

ระยะ

ปอนลก

(mm)

ความเรว

รอบ

(RPM)

อตราปอน

(mm/min) G41 G42

D N F ความ

หยาบผว MSD S/N-Ratio

ความ

หยาบผว MSD

S/N-

Ratio

1 3 1200 80 0.72 0.52 2.85 1.04 1.08 -0.34

2 3 1500 100 0.70 0.49 3.10 1.35 1.82 -2.61

3 3 1800 120 0.66 0.44 3.61 1.04 1.08 -0.34

4 4 1200 100 1.07 1.15 -0.59 1.49 2.22 -3.46

5 4 1500 120 1.26 1.59 -2.01 1.24 1.54 -1.87

6 4 1800 80 1.19 1.42 -1.51 1.45 2.10 -3.23

7 5 1200 120 1.15 1.32 -1.21 1.70 2.89 -4.61

8 5 1500 80 0.95 0.90 0.45 1.24 1.54 -1.87

9 5 1800 100 0.96 0.92 0.36 1.41 1.99 -2.98

Average 0.56 Average -2.37

จากตารางท5 จะเหนไดวาคาความหยาบผวของ G41 ทไดอยในชวง 0.66-1.26 ไมโครเมตร

และคากลางเบยงเบนมาตรฐาน (MSD) ของคาความหยาบผวอยระหวาง 0.44-1.59 อตราสวน

S/N-Ratio ทไดของคาความหยาบผวอยระหวาง -2.01 ถง 3.61 โดยมคาเฉลยของ S/N-Ratio อยท

0.56 และคาความหยาบผวของ G42 ทไดอยในชวง 1.04-1.70 ไมโครเมตร คากลางเบยงเบน

มาตรฐาน (MSD) ของคาความหยาบผวอยระหวาง 1.082-2.89 อตราสวน S/N-Ratio ทไดของคา

ความหยาบผวอยระหวาง -4.61 ถง -0.34 โดยมคาเฉลยของ S/N-Ratio อยท -2.37

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษมบณฑต บทความวจย

Page 11: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

256 Kasem Bundit Engineering Journal Vol.8 No.3 September-December 2018

6.2 การวเคราะหคา S/N-Ratio เฉลยของความหยาบผวของ G41

คา S/N-Ratio เฉลยของปจจยควบคมใดมคามากหมายความวาทระดบปจจยควบคมนนจะม

ผลทาใหคณภาพงานออกมาไมด โดยไดผลการวเคราะหอทธพลของปจจยโดยอาศยคา S/N-Ratio

เฉลยของความหยาบผวดงตารางท 6

ตารางท 6 การวเคราะหอทธพลของปจจยโดยอาศยคาS/N-Ratio เฉลยความหยาบผว G41

คา S/N-Ratio เฉลย

ปจจย ระดบท 1 ระดบท 2 ระดบท 3 min max max-min %main effect

D 3.19 -1.37 -0.14 -1.37 3.19 4.56 77.81

N 0.35 0.51 0.82 0.35 0.82 0.47 8.02

F 0.60 0.96 0.13 0.129 0.96 0.83 14.16

รวม 5.86 100

จากตารางท6 คา S/N-Ratio เฉลย จะถกนามาใชเพอวเคราะหหาอทธพลของปจจย จาก

ผลตางของคาของระดบปจจยทสง (max) และตา (min) และทาการวเคราะหรอยละของอทธพล

หลก (%main effect) ของแตละปจจยดงน ของปจจย D=77.81% ของปจจย N= 8.02% ของปจจย

F=14.16% พบวา ระยะปอนลก (D) เปนปจจยทมผลตอคา S/N-Ratio เฉลยของความหยาบผว

ของชนงานมากทสดคดเปนรอยละ 77.81 รองลงมาคอ อตราปอน (F) และความเรวรอบ (N)

ตามลาดบ จากผลในตารางท 6 สามารถสรางกราฟผลตอบสนอง S/N-Ratio โดยขนอยกบคาเฉลย

ทถกคานวณสาหรบแตละระดบปจจยและผลกระทบรวมไดดงรปท 7

รปท 7 ความสมพนธของระดบตางๆ ของปจจยกบคา S/N-Ratio ของความหยาบผว G41

Faculty of Engineering, Kasem Bundit University Research Article

Page 12: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

วศวกรรมสารเกษมบณฑต ปท 8 ฉบบท 3 กนยายน-ธนวาคม 2561 257

จากรปท 7 พบวาทระดบปจจย N และ F ทแตกตางกนมผลตอคา S/N-Ratio ของคาความ

หยาบผวของชนงาน นอยมาก เมอเทยบกบระดบปจจย D ทแตกตางกนมผลตอคา S/N-Ratio ของ

คาความหยาบผวของชนงานมาก โดยท D ระดบท 2 ทาใหคา S/N-Ratio ของคาความหยาบผว

ของชนงานตาทสด โดยสรปจากกราฟหากตองการใหไดคาความหยาบผวของชนงานตาทสด ควร

กาหนด D ระดบท 2 คอ 4 มลลเมตร, N ระดบท 1 คอ 1200 เมตรตอนาท และ F ระดบท 3 คอ

120 มลลเมตรตอนาท

6.3 การวเคราะหคาความแปรปรวนของ G41

การวเคราะหความแปรปรวนเพอเปนการตรวจสอบความถกตองของการทดลอง สาหรบการ

ทดลองนกาหนดใหคาความเชอมนท 95% (α = 0.05) ไดผลการทดสอบดงรปท 8

รปท 8 การวเคราะหความแปรปรวนสาหรบ S/N-Ratio ของความหยาบผว G41

จากรปท 8 พบวาคา P-value ของปจจยทดสอบทง 3 ปจจย ไมมปจจยใดทสงผลตอคาความ

หยาบผวอยางมนยสาคญ โดยมปจจย D ทมคา P-value ใกล 0.05 มากทสด แสดงวาระยะปอน

(D) สงผลตอคาความหยาบผวอยางมนยสาคญ ซงสอดคลองกบการวเคราะหอทธพลของปจจยทวา

คา D มผลตอการเปลยนแปลงคาความหยาบผวมากทสด

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษมบณฑต บทความวจย

Page 13: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

258 Kasem Bundit Engineering Journal Vol.8 No.3 September-December 2018

6.4 การวเคราะหคา S/N-Ratio เฉลยของความหยาบผวของ G42

คา S/N-Ratio เฉลย จะถกนามาใชเพอวเคราะหหาอทธพลของปจจย จากผลตางของคาของ

ระดบปจจยทสง (max) และตา (min) และทาการวเคราะหรอยละของอทธพลหลก (%main effect)

ของแตละปจจยดงน ของปจจย D=52.03% ของปจจย N=17.26% ของปจจย F=30.71% พบวา

ระยะปอนลก (D) เปนปจจยทมผลตอคา S/N-Ratio เฉลยของความหยาบผวของชนงานมากทสด

คดเปนรอยละ 52.03 รองลงมาคอ อตราปอน (F) เปนรอยละ 30.71 และความเรวรอบ (N) เปนรอย

ละ 17.26 ตามลาดบ ดงแสดงในตารางท 7

ตารางท 7 การวเคราะหอทธพลของปจจยโดยอาศยคาS/N-Ratio เฉลยความหยาบผว G42

คา S/N-Ratio เฉลย

ปจจย ระดบท 1 ระดบท 2 ระดบท 3 min max max-min %main effect

D -1.10 -2.86 -3.15 -3.15 -1.10 2.05 52.03

Vc -2.80 -2.12 -2.18 -2.80 -2.12 0.68 17.26

F -1.81 -3.02 -2.27 -3.02 -1.81 1.21 30.71

รวม 3.94 100

จากตารางท 7 สามารถสรางกราฟผลตอบสนอง S/N-Ratio โดยขนอยกบคาเฉลยทถก

คานวณสาหรบแตละระดบปจจยและผลกระทบรวมไดดงรปท 9

รปท 9 ความสมพนธของระดบตางๆ ของปจจยกบคา S/N-Ratio ของความหยาบผว G42

Faculty of Engineering, Kasem Bundit University Research Article

Page 14: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

วศวกรรมสารเกษมบณฑต ปท 8 ฉบบท 3 กนยายน-ธนวาคม 2561 259

จากรปท 9 พบวาทระดบปจจย V และ F ทแตกตางกนมผลตอคา S/N-Ratio ของคาความ

หยาบผวของชนงาน นอยมาก เมอเทยบกบระดบปจจย D ทแตกตางกนมผลตอคา S/N-Ratio ของ

คาความหยาบผวของชนงานมาก โดยท D ระดบท 3 ทาใหคา S/N-Ratio ของคาความหยาบผว

ของชนงานตาทสด โดยสรปจากกราฟหากตองการใหไดคาความหยาบผวของชนงานตาทสด ควร

กาหนด D ระดบท 3 คอ 5 มลลเมตร, V ระดบท 1 คอ 1200 เมตรตอนาท และ F ระดบท 2 คอ

100 มลลเมตรตอรอบ

6.5 การวเคราะหคาความแปรปรวน G42

การวเคราะหความแปรปรวนเพอเปนการตรวจสอบความถกตองของการทดลอง สาหรบการ

ทดลองนกาหนดใหความเชอมนท 95% (α = 0.05) ไดผลการทดสอบดงรปท 10

รปท 10 การวเคราะหความแปรปรวนสาหรบ S/N-Ratio ของความหยาบผว G42

จากรปท10 พบวาคา P-value ของปจจยทดสอบทง 3 ปจจย ไมมปจจยใดทสงผลตอคาความ

หยาบผวอยางมนยสาคญ โดยมปจจย D ทมคา P-value ใกล 0.05 มากทสด แสดงวาระยะปอน

(D) สงผลตอคาความหยาบผวอยางมนยสาคญ ซงสอดคลองกบการวเคราะหอทธพลของปจจยทวา

คา D มผลตอการเปลยนแปลงคาความหยาบผวมากทสด

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษมบณฑต บทความวจย

Page 15: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

260 Kasem Bundit Engineering Journal Vol.8 No.3 September-December 2018

7. อภปรายผลการดาเนนงาน

7.1 ความสมพนธของความหยาบผวและเงอนไขในการกดงาน

จากเงอนไขการกดชนงานทไดกาหนดไว 3 ปจจย ปจจยละ 3 ระดบ ไดแก ความเรวรอบ

(Spindle Speed) อตราปอน (Feed rate) และระยะปอนลก (Depth of cut) ทาการทดสอบกบ

ชนงาน ทองเหลอง ไดผลดงน

ทศทางการกดงาน G41 คาความหยาบผวมความความสมพนธกบการกาหนดคาระยะปอนลก

(Depth of cut) สวน ความเรวรอบ (Spindle Speed) และอตราปอน (Feed rate) ไมมผลตอการ

เปลยนแปลงของคาความหยาบผว ทระดบนยสาคญ 0.05 กลาวคอ การเปลยนแปลงคาระยะปอน

ลก (Depth of cut) จะมผลตอการเปลยนแปลงของคาความหยาบผวของชนงานทองเหลองทผาน

การกดโดยไมใชนาหลอเยน แตการเปลยนแปลงคาความเรวรอบ (Spindle Speed) และ อตราปอน

(Feed rate) จะไมสงผลตอการเปลยนแปลงของคาความหยาบผวของชนงาน

สวนททศทางการกดงาน G42 คาความหยาบผวไมมความความสมพนธกบปจจยทง 3 ปจจย

ทระดบนยสาคญ 0.05 กลาวคอ การเปลยนแปลงคาความเรวรอบ (Spindle Speed) อตราปอน

(Feed rate) และระยะปอนลก (Depth of cut) จะไมสงผลตอการเปลยนแปลงของคาความหยาบผว

ของชนงาน

7.2 องคประกอบเงอนไขในการกดงานทเหมาะสมทสด

จากเงอนไขการกดชนงานทไดกาหนดไว 3 ปจจย ปจจยละ 3 ระดบ ไดแก ความเรวรอบ

(Spindle Speed) อตราปอน (Feed rate) และระยะปอนลก (Depth of cut) ทาการทดสอบกบ

ชนงานทองเหลอง พบวามองคประกอบเงอนไขในการกดงานทเหมาะสมทสดคอ

ทศทางการกดงาน G41 สมควรกาหนดคาความเรวรอบ (Spindle Speed) ระดบท 1 คอ

1200 รอบ/นาท คาอตราปอน (Feed rate) ระดบท 3 คอ 120 มลลเมตร/นาท และระยะปอนลก

(Depth of cut) ระดบท 2 คอ 4 มลลเมตร เพอใหไดคาความหยาบผวของชนงานนอยทสด โดยจาก

การทดสอบไดคาความหยาบผวท 0.84 ไมโครเมตร

ทศทางการกดงาน G42 สมควรกาหนดคาความเรวรอบ (Spindle Speed) ระดบท 1 คอ

1200 รอบ/นาท คาอตราปอน (Feed rate) ระดบท 2 คอ 100 มลลเมตร/นาท และระยะปอนลก

(Depth of cut) ระดบท 3 คอ 5 มลลเมตร เพอใหไดคาความหยาบผวของชนงานนอยทสด โดยจาก

การทดสอบไดคาความหยาบผวท 1.60 ไมโครเมตร

Faculty of Engineering, Kasem Bundit University Research Article

Page 16: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

วศวกรรมสารเกษมบณฑต ปท 8 ฉบบท 3 กนยายน-ธนวาคม 2561 261

8. สรปผลการดาเนนงาน

จากเงอนไขการกดชนงานทไดกาหนดไว 3 ปจจย ปจจยละ 3 ระดบ ไดแก ความเรวรอบ

(Spindle Speed) อตราปอน (Feed rate) และระยะปอนลก (Depth of cut) ทาการทดสอบกบ

ชนงานทองเหลอง โดยทศทางการกดงาน G41 และ G42 พบวา ทศทางทเหมาะสมสาหรบการกด

ทองเหลอง คอ ทศทางการกดงาน G41 เพราะใหคาความหยาบผวของชนงานดกวา ไดคาความ

หยาบผวท 0.84 ไมโครเมตร โดยกาหนดคาความเรวรอบ (Spindle Speed) ระดบท 1 คอ 1200

รอบ/นาท คาอตราปอน (Feed rate) ระดบท 3 คอ 120 มลลเมตร/นาท และระยะปอนลก (Depth

of cut) ระดบท 2 คอ 4 มลลเมตร

กตตกรรมประกาศ

คณะผวจยขอขอบคณ คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร ทให

ความอนเคราะหงบวจย และอปกรณเครองมอทใชในการดาเนนการทดลอง

References

[1] Chalie Trakankool. CNC Technology. 14th ed. Bangkok: Technology Promotion

Association (Thailand-Japan); 2550. (In Thai)

[2] Anil C, Vedansh C, Jyoti V. Optimization of process parameters of CNC Milling machine

for mild steel using Taguchi design and Single to noise ratio Analysis. International

Journal of Engineering Research & Technology 2012;1(6).

[3] Hadi MA, Ghani JA, Che Haron CH, Hasim MS. Comparison between up-milling and

down-milling operations on tool wear in milling Inconel 718. Procedia Engineering

2013;68:647-53

[4] Pratyusha J, Ashok kumar U, Laxminarayana P. Optimization of process parameters

for milling using Taguchi methods. International Journal of Advanced Trends in

Computer Science and Engineering 2013;2(6):129-35.

[5] Muataz Hazza Faizi Al-Hazza, Nur Asmawiyah bt Ibrahim, Erry T.Y. Adesta Ahsan Ali

Khan and Atiah Bt. Abdullah Sidek. Surface roughness optimization using Taguchi

method of high speed end milling for hardened steel D2. International Conference on

Mechanical, Automotive and Aerospace Engineering 2017;184:012047.

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษมบณฑต บทความวจย

Page 17: 246 3 September December 2018eng.kbu.ac.th/kbej/docs/articles/Vol.8_3/KBEJ-8-3-15.pdfกําหนดปัจจัยการทดสอบ 3 ปัจจัย ปัจจัยละ

262 Kasem Bundit Engineering Journal Vol.8 No.3 September-December 2018

[6] Ali Abbar Khleif and Mostafa Adel Abdullah. Effect of Cutting Parameters Wear and

Surface Roughness of Stainless Steel (316) Using Milling Process. Al-Nahrain

University, College of Engineering Journal (NUCEJ) 2016;19(2):286-92.

[7] Emco Maier. Software description Emco winNC EMCOTRONIC M2. Hallein, Austria:

Emco Maier; 1995. p.49-51.

ประวตผเขยนบทความ

ดร.คมพนธ ชมสมทร ปจจบนดารงตาแหนงอาจารยประจาสาขาวชา

วศวกรรมเมคคาทรอนกส คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลย

ราชมงคลพระนคร 1381 ถนนประชาราษฎร1 แขวงบางซอ เขตบางซอ

กรงเทพฯ 10800 Email : [email protected] ปรญญาเอก (ปร.ด.)

สาขาวศวกรรมอตสาหการ คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลย

พระจอมเกลาพระนครเหนอ, 2555

งานวจยทสนใจ: CNC Machine, Maintenance Engineering and Productivity

improvement

ดร.สกญญา เชดชงาม ปจจบนดารงตาแหนงอาจารยประจาสาขาวชา

วศวกรรมเมคคาทรอนกส คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลย

ราชมงคลพระนคร 1381 ถนนประชาราษฎร1 แขวงบางซอ เขตบางซอ

กร ง เทพฯ 10800 Email : [email protected] ปรญญาเอก

( ป ร . ด . ) ส า ข า วศ วก ร ร ม อ ตส าห ก า ร ค ณะวศ วก ร ร ม ศาสต ร

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ, 2558

งานวจยทสนใจ: Engineering Statistics, Simulation, Modeling and control

system

Faculty of Engineering, Kasem Bundit University Research Article