Optimization on turning parameters of 15-5PH stainless steel using Taguchi based grey approach and TOPSIS

The machinability and the process parameter optimization of turning operation for 15-5 Precipitation Hardening (PH) stainless steel have been investigated based on the Taguchi based grey approach and Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS). An L₂₇ orthogonal array was selected for planning the experiment. Cutting speed, depth of cut and feed rate were considered as input process parameters. Cutting force (F_z ) and surface roughness (R_a) were considered as the performance measures. These performance measures were optimized for the improvement of machinability quality of product. A comparison is made between the multi-criteria decision making tools. Grey Relational Analysis (GRA) and TOPSIS are used to confirm and prove the similarity. To determine the influence of process parameters, Analysis of Variance (ANOVA) is employed. The end results of experimental investigation proved that the machining performance can be enhanced effectively with the assistance of the proposed approaches.

Optymalizację parametrów procesu toczenia stali nierdzewnej typu 15-5 utwardzanej wydzieleniowo (PH) badano stosując „szarą” analizę relacyjną (GRA) opartą na metodzie Taguchi i metodę rozwiązywania problemów decyzyjnych TOPSIS. Układ planowanych eksperymentów przedstawiono w formie tablicy ortogonalnej L₂₇. Miarami jakości procesu były siła skrawania (F_z ) i chropowatość powierzchni (R_a). Miary te zostały zoptymalizowane w celu poprawy skrawalności. Przeprowadzono porównanie pomiędzy różnymi wielokryterialnymi metodami decyzyjnymi. Zastosowano „szarą” analizę relacyjną (GRA) i metodę TOPSIS by potwierdzić i udowodnić podobieństwo wyników. Zastosowano analizę wariancji (ANOVA) by wyznaczyć wpływy parametrów procesu toczenia. Wyniki końcowe badań eksperymentalnych potwierdzają, że jakość skrawania może być efektywnie podwyższona przy zastosowaniu wspomnianych metod.