فهرست مطالب

مهندسی ساخت و تولید ایران - سال هفتم شماره 1 (فروردین 1399)

مجله مهندسی ساخت و تولید ایران
سال هفتم شماره 1 (فروردین 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/01/20
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمد خوران، بهمن آذرهوشنگ، حسین امیرآبادی* صفحات 1-12

    با توجه به رشد روز افزون استفاده از پلیمرهای مخصوص در صنایع، به ویژه صنایع پزشکی و هوایی لزوم بررسی و مطالعه روز افزون تولید و ماشینکاری این مواد احساس می گردد. پلی اتر اتر کتون (پیک) یک پلیمر مقاوم در برابر گرما است که امروزه به کرات در حال استفاده در صنایع پزشکی است. سنگ زنی یکی از فرایندهای مهم ماشینکاری این ماده محسوب می شود. استفاده از مایعات روانکار و خنک کننده در ماشینکاری پیک مطلوب نیست زیرا قطعات سنگ زده شده قبل از مصرف باید درچند مرحله تمیزکاری شوند. در این مقاله از فن آوری خنک کننده برودتی به عنوان یکی از خنک کنندهای نو ظهور در عرصه ماشینکاری که قابلیت بسیار بالای دارد، دارای اثرات منفی زیست محیطی نیست و نیاز به تمیزکاری قطعات ماشینکاری شده را شدیدا کاهش می دهد، جهت خنک کاری منطقه ماشینکاری استفاده شده است. یکی از موارد مهم خروجی ماشینکاری، یکپارچگی سطح است. یکپارچگی و زبری سطح اهمیت بالای در کارایی محصول نهایی دارند و پارامتر مهمی برای بررسی قابلیت ماشینکاری محسوب می شوند. مقایسه نتایج استفاده از هوای فشرده و خنک کننده برودتی بر زبری سطح و شرایط سطح ایجاد شده نشان دهنده تاثیر قابل توجه خنک کننده برودتی بر خروجی مورد مطالعه این پژوهش بوده است.

    کلیدواژگان: سنگ زنی، زبری سطح، خنک کننده برودتی، پلی اتر اتر کتون
  • نصیر نمازی، مجید علی طاولی*، هاشم بابایی صفحات 13-25
    کاربرد کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده با فاز سرامیک در صنایع مختلف به سرعت در حال گسترش است. اخیرا تراکم دینامیکی به عنوان یکی از روش های مکمل متالورژی پودر در تولید مواد کامپوزیتی موردتوجه قرارگرفته است. علاوه بر این آلومینیوم به عنوان یکی از مهم ترین فلزات صنعتی، به طور گسترده در تولید کامپوزیت های زمینه فلزی استفاده می شود. در این تحقیق، اثرات تراکم دینامیکی بر پودرهای خالص و کامپوزیتی آلومینیوم مطالعه می شود. به منظور تولید نمونه های کامپوزیتی، پودرهای آلومینیوم خالص و نانو کاربید سیلیسیوم به ترتیب به عنوان زمینه و تقویت کننده استفاده می شوند. آزمایش های تراکم دینامیکی با استفاده از دستگاه تفنگ گازی در سرعت-های مختلف انجام می شوند. سپس چگالی، استحکام و ریزساختار نمونه های متراکم شده، ارزیابی می گردند. نتایج به دست آمده نشان می دهد چگالی، استحکام و بازگشت فنری نمونه های خالص با افزایش سرعت تراکم افزایش می یابد. ذرات سرامیک تخلخل را در ریزساختار نمونه های کامپوزیتی افزایش می دهند. افزودن 1 درصد وزنی سرامیک استحکام نمونه ها را افزایش می دهد و منجر به توزیع یکنواخت ذرات در زمینه فلزی می گردد در حالی که افزایش بیش از 1 درصد، موجب کاهش شدید استحکام می گردد. در ادامه تحقیق، نتایج تجربی حاصل از تراکم دینامیکی و اختلاف بین نتایج تجربی و نتایج پیش بینی شده به ترتیب به عنوان ورودی و تابع هدف برای روش بهینه سازی شبکه-های عصبی مصنوعی در نظر گرفته می شوند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که این روش مدل سازی تجربی-عددی قادر است چگالی نمونه های حاصل از تراکم دینامیکی را با دقت مناسبی پیش بینی نماید.
    کلیدواژگان: تراکم دینامیکی، تفنگ گازی، کامپوزیت آلومینیوم-سرامیک، متالورژی پودر، شبکه های عصبی مصنوعی
  • مسعود پور*، مهدی پور، محمدحسین عزیزی صفحات 26-38

    یکی از مهمترین پارامترهایی که می تواند در زمان ایجاد یک سوراخ مدنظر قرار بگیردزبری سطح سوراخ تولید شده است.عوامل بسیاری نظیر ارتعاش عرضی مته، دما و هندسه ابزار در ایجاد زبری سطح نقش بازی می کنند. در این مقاله اثرات عامل ها شامل، سرعت دورانی مته، پیشروی مته و پیش مته به همراه متغیرهای وابسته شامل، نیروی محوری مته و گشتاور برشی مدنظر قرار گرفته است. هدف اصلی این مقاله تعیین میزان اهمیت هریک از عامل ها و متغیرهای وابسته در ایجاد زبری سطح حفره تولید شده در قطعه کار آلومینیومی از سری 7000 است. برای بررسی همزمان تمامی عامل ها و متغیرهای وابسته از روش مانوا استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که استفاده از این روش می تواند تاثیر هریک از عامل ها را در ایجاد همزمان نیروی محوری و گشتاور برشی آشکار سازد و سپس میزان اثرگذاری هر یک از عامل ها و متغیرهای وابسته در ایجاد زبری سطح در سطح اطمینان 95% را مشخص می کند. نتایج حاکی از آن هستند که اضافه نمودن نیروی محوری و گشتاور برشی به عامل ها می تواند دقت پیشگویی زبری سطح را به میزان 39/37% نسبت به حالتیکه پیشگویی تنها براساس عامل ها انجام شده باشد، افزایش دهد. ازطرف دیگر بررسی نتایج نشان می دهدکه نیروی محوری اثر بیشتری نسبت به گشتاور برشی بر روی تغییر زبری سطح سوراخ دارد و لذا به منظور بهبود کیفیت سطح سوراخ تولیدی بایستی به روش هایی که سبب کاهش نیروهای محوری می شوند توجه شود.

    کلیدواژگان: فرآیند دریل کاری، زبری سطح، نیروی محوری، گشتاور برشی، مانوا
  • محمدمصطفی خلیلی، محمدرضا فراهانی*، سعید اصغری صفحات 39-44

    آزمون ترموگرافی از مدرن ترین روش های تست غیرمخرب است که در سال های اخیر کاربرد آن در صنعت روز به روز در حال گسترش است. مزایایی چون سرعت بالای انجام تست در کنار دقت بالا و امکان انجام بازرسی بدون برقراری تماس از ویژگی های این روش است. مزایای این روش که منجر به کاهش هزینه ها و افزایش دقت در تست و بازرسی می شود منجر شد تا با استفاده از این روش در تشخیص عیوب موجود در کانال های پره های توربین گازی بتوان دقت در تشخیص عیب را بالا برده و هزینه های نگهداری و تعمیرات را کاهش داد. توربین های گازی کاربرد بسیاری در صنعت دارند. راندمان این توربین ها با افزایش دمای احتراق افزایش می یابد. هدف دستیابی به راندمان هر چه بیشتر است اما برای رسیدن به این هدف محدودیت هایی وجود دارد. در مواردی که کانال های خنک کننده این پره ها شکل هندسی پیچیده ای دارند ممکن است در مرحله ریخته گری، خروج ماهیچه سرامیکی این کانال ها به طور کامل صورت نپذیرد و در اصطلاح دچار شکستگی شود. باقی ماندن این ذرات در کانال های خنک کننده می تواند عملکرد توربین را تحت تاثیر جدی قرار دهد. بنابر این بسیار مهم است که بتوان این عیب را پیش از استفاده از پره معیوب تشخیص داد. در این مقاله هدف تشخیص کانال های موجود در قطعه و بررسی اثر فشار بخار آب تزریق شده در کانال ها به عنوان محرک دمایی و نیز بررسی تاثیر فاصله کانال از سط در نتایج بدست آمده از ترموگرافی بوده است.

    کلیدواژگان: ترموگرافی، تست غیرمخرب، ترموگرافی پالسی، پره توربین، کانالهای خنک کننده
  • سینا صباغی فرشی، داود اکبری*، نوید صابری نصرآباد صفحات 45-52
    برش نگاری دیجیتالی روشی مبتنی بر تداخل سنجی لیزری است که در تشخیص و اندازه گیری عیوب به صورت غیر مخرب کاربرد دارد. در این پژوهش روش جدیدی برای اندازه گیری عیوب صفحه ای در قطعات به روش برش نگاری ارایه شد. به منظور صحت سنجی روش ارایه شده و مطالعه اثر عمق عیب و اندازه برش بر دقت اندازه گیری آن در مجموع 16 آزمون برش نگاری با تغییر اندازه عیب در چهار سطح و عمق عیب و اندازه برش در دو سطح صورت گرفت. اندازه عیوب در شرایط مختلف اندازه گیری شده و خطای تخمین اندازه در هر مورد به دست آمد. روش ارایه شده با دقت خوبی قادر به تخمین اندازه عیب بود و کمترین درصد خطا در آزمون برش نگاری عیب 15 میلی متر در عمق 5/0 میلی متر با اندازه برش 15 میلی متر به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان داد که با نزدیک شدن اندازه برش به اندازه عیب درصد خطا کاهش می یابد و بیشترین دقت تخمین اندازه عیب زمانی حاصل می شود که اندازه برش برابر با اندازه عیب باشد. همچنین تغییر عمق عیب باعث تغییر خطای تخمین اندازه عیب شده و در اغلب موارد تخمین اندازه عیوب با عمق 1 میلی متر به دلیل وضوح بهتر هاله های تشکیل شده، با دقت بیشتری همراه بود.
    کلیدواژگان: برش نگاری دیجیتالی، عیوب صفحه ای، اندازه برش، اندازه عیب
  • محمد مشهدگرمه، سید حسین الهی*، مجید رجایی، محمود ریاضی فر، حسن حسینی صفحات 53-59
    روش CMT یک فرایند جوشکاری جدید و با گرمای ورودی و درجه رقت پایین می باشد که استفاده از این روش را برای الکترودهایی که قیمت بالایی دارند و برای روکش کاری استفاده می شوند توجیه پذیر می کند. در این پژوهش استلایت 6 با استفاده از جوشکاری توپودری CMT به صورت 1، 2 و 3 لایه بر روی فولاد ساده کربنی A516-Grade70 روکش کاری و سپس مورد بررسی قرار گرفت. انواع مشابه این فولاد با روکش های استلایت کاربردهای وسیعی در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی دارد به ویژه در جاهایی که به مقاومت به سایش و اکسیداسیون در دمای بالا نیاز هست. تغییرات آنالیز شیمیایی در لایه های مختلف اندازه گیری شد و تغییرات درجه رقت و درصد آهن با توجه به تعداد لایه ها و ضخامت پوشش نهایی بررسی شد. نمونه های مشابهی نیز با روش جوشکاری مرسوم برای مقایسه تهیه و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که عرض منطقه متاثر از حرارت 28 درصد کاهش یافته است که نشان دهنده حرارت ورودی کمتر در این روش جوشکاری می باشد. درجه رقت و عمق نفوذ نیز با استفاده از این روش به ترتیب در حدود 39 و 41 درصد کاهش یافته است. با استفاده از این روش می توان با تعداد لایه و ضخامت نهایی کمتر و در نتیجه با مصرف الکترود کمتر به ترکیب شیمیایی مد نظر دست یافت.
    کلیدواژگان: استلایت6، روکش کاری، روش CMT، درجه رقت
|
  • Mohammad Khoran, Bahman Azarhoushang, Hossain Amirabadi * Pages 1-12

    Due to the increasing applicant of special polymers in industries, especially in the medical and aerospace industries, it is necessary to study and investigate the production and machining of these materials. Polyether ether ketone is a heat resistant polymer that is used in the medical industry nowadays. Grinding is one of the important machining processes of this material. Using conventional lubricants and cooling liquids is not optimal in machining of PEEK, because grinded workpiece must be cleaned several steps before use. In this paper, cryogenic cooling technology, as one of the newly emerging cooling systems in the field of machining that have a very high ability, does not have a negative environmental impact, and greatly reduces need to clean machining parts, has been used for cooling of the machining zone. One of the important issues of machining output parameters is surface integrity. Surface Integrity and roughness have a high importance in the performance of the finished product and is an important parameter for investigation the machinability. Comparison of the results of using compressed air and cryogenic cooling on surface roughness and surface conditions indicate the significant effect of cryogenic cooling on the output of this study

    Keywords: Grinding, Surface roughness, Cryogenic cooling, PEEK
  • Nasir Namazi, Majid Alitovoli *, Hashem Babaei Pages 13-25
    Application of metal matrix composites reinforced by ceramic phase is increasing rapidly in different industries. Recently, dynamic compaction has been considered as one of the complementary methods of powder metallurgy in production of composite materials. Moreover, aluminum, as one of the most important industrial metals, is widely used in manufacture of metal matrix composites. In this study, the effects of dynamic compaction on pure and composite aluminum powders are studied. To produce composite specimens, pure aluminum and nano-silicon carbide powders are used as matrix and reinforcement respectively. Dynamic compaction experiments are performed using gas-gun apparatus in different velocities. Afterwards, density, strength and microstructure of compacted samples are evaluated. The obtained results show density, strength and spring back of pure samples are increased with increasing compaction velocity. Ceramic particles increase porosity in microstructure of composite samples. Adding 1 weight percentage of ceramic increases the strength of samples and leads to uniform distribution of particles into metal matrix, whereas adding more than 1% causes significant decrease in strength. In the following of the study, experimental results obtained from dynamic compaction and the difference between experimental and predicted results are considered as input and objective function of artificial neural networks optimization method. The obtained results show that this empirical-numerical method is able to predict density of specimens obtained from dynamic compaction with a good accuracy.
    Keywords: Dynamic compaction, Gas-gun, Aluminum-ceramic composite, Power metallurgy, Artificial Neural Networks
  • Masoud Pour *, Mehdi Pour, MohammadHossein Azizi Pages 26-38

    One of the most important parameters that can be considered when creating a hole is the surface roughness. Many factors, such as drill transverse vibration, temperature, and tool geometry, play a role in creating surface roughness. In this paper, the effects of the factors include spindle speed, feed and pre-drill with associated variables including axial force and cutting torque are considered. The main purpose of this paper is to determine the significance of each of the factors and dependent variables in the variation of surface roughness. The material of workpiece is selected from the 7000 series Al Alloy. The simultaneous analysis of all the factors and dependent variables has been done using the Manova method. In the first step, the results show that the use of this method can reveal the effect of factors on creating simultaneously the axial force and cutting torque, and then determines the effectiveness of each of the factors and dependent variables in determining the surface roughness at 95% confidence level. The results indicate that considering axial force and cutting torque in model can increase the ability of prediction model in surface roughness by 37.39% compared to the prediction performed based on factors. On the other hand, the results show that the axial force has a greater effect than the cutting torque on the surface roughness of the hole. Therefore, in order to improve the surface quality of the produced hole, it is necessary to pay attention to methods that reduce the axial forces.

    Keywords: Drilling Process, Surface roughness, axial force, Cutting torque, Manova
  • MohammadMostafa Khalili, Mohammadreza Farahani *, Saeed Asghari Pages 39-44

    The thermography inspection is the most modern non-destructive test method that has been expanding in the industry in recent years. There are several benefits such as high-speed testing, along with high precision and the ability to inspect without conduct. The advantages of this method, which leads to lower costs and increase accuracy in testing, make us able to use this method to detect the defects in the gas turbine blade channels to increase the accuracy of the fault diagnosis and it reduces the maintenance costs. Gas turbines have many uses in the industry. The efficiency of these turbines increases with increasing combustion temperature. The goal is to achieve more efficiency, but there are limitations to this goal. When shape of cooling channels has a complex geometric shape, maybe the ceramic muscle cannot completely exit at the casting stage and it will break. Remaining these particles in the cooling channels can seriously affect the turbine performance. So it's very important to detect this defect before using a defective blade. In this paper, it was aimed to detect existed channels in the workpiece to examine the effect of injected vapor pressure into the channels as temperature stimulus and to investigate the influence of channel distance from the surface from the results obtained by thermography.

    Keywords: Thermography, non-destructive testing, Pulse Thermography, Turbine Blade, cooling channels
  • Sina Sabbaghi Farshi, Davood Akbari *, Navid Saberi Nasrabad Pages 45-52
    Digital shearography is a laser interferometry method that is used to detect and measure defects non-destructively. In this study, a new approach was presented to measure planar defects using digital shearography method. A total of 16 shearography tests were carried out in order to verify the proposed method and study the effect of shear size and depth of defect on measurement accuracy. Defect size was varied in four level and depth of defect and shear size were changed in two levels. The defects size were measured in different conditions and the estimation error was obtained in each case. The proposed method was able to predict defect size with good precision and the lowest error percentage was obtained in 15 mm size 0.5 mm depth defect at shear size of 15 mm. The results showed that as the shear size is approached the defect size, the error percentage is reduced and the maximum accuracy of prediction is obtained when the shear size is equal to the size of the defect. Also, varying the depth of defect led to variation of estimation error, and in most cases the prediction of defect size with a depth of 1 mm was more precisely due to the better shape of the shearography fringes.
    Keywords: Digital shearography, Planar defects, Shear size, Defect size
  • Mohammad Mashhadgarme, S. Hossein Elahi *, Majid Rajaei, Mohmoud Riyazifar, Hassan Hosseini Pages 53-59
    CMT process is a new developed gas metal arc welding (GMAW) process which has low dilution and heat input. This method is useful for expensive electrodes which are used in surfacing. In this research 1, 2 and 3 layer of flux cored Stellite 6 is deposited on A516-Grade 70. Same type of this steel with hard faced Stellite 6 is widely used in oil, gas and petrochemical industries especially where there is a need for wear and oxidation resistance at high temperatures. Chemical composition of layers is explored and the changes in dilution and iron content versus layer number and final thickness of deposited weld are investigated. Similar samples were prepared with conventional GMAW process for comparison. The results showed that heat affected zone (HAZ) in CMT samples are thinner and reduces by 28% which means less heat input in this process. In CMT process Dilution and weld penetration are 39% and 41% respectively less than conventional welding process. By using this method, the desired chemical composition is achievable with less number of thinner layers and leads to reduction of welding electrode consummation
    Keywords: Stellite 6, Overlay, CMT process, Dilution