فهرست مطالب

نشریه مهندسی مکانیک مدرس
سال بیست و سوم شماره 10 (مهر 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/07/09
  • تعداد عناوین: 40
|
  • معین طاهری*، محمدجواد محمدی صفحات 3-8

    در علم ارتوپدی، فرآیند سوراخ کاری یکی از مهم ترین مراحل در تهیه ابزارها و ایمپلانت های پزشکی است. بهبود عملکرد ابزارها و ایمپلانت های پزشکی از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا این ابزارها و ایمپلانت ها در ترمیم آسیب های استخوانی و مفصلی استفاده می شوند. یکی از روش های بهبود کارایی این ابزارها و ایمپلانت ها، استفاده از نانو پوشش های نیترید تیتانیوم بر روی ابزارهای سوراخ کاری است. این مقاله با هدف تحلیل حساسیت و بهینه سازی نیروی محوری در فرآیند سوراخ کاری ارتوپدی با استفاده از ابزار پوشش دهی شده با نانو پوشش نیترید تیتانیوم به روش رسوب دهی فیزیکی ارایه می شود. هدف از این تحقیق، بهبود عملکرد و کارایی این فرآیند با بهینه سازی پارامترهای مختلف شامل سرعت چرخش ابزار، عمق برش و پوشش نیترید تیتانیوم است. برای این منظور، با تجزیه و تحلیل داده های آزمایشات، آنالیز حساسیت نیز انجام گردیده است. نتایج نشان داده است که سرعت دورانی به عنوان اثرگذارترین پارامتر، در حالت بدون نانوپوشش، تاثیر کمتری (تاثیر 45 درصد) بر نیروی محوری دارد، در حالی که در حالت با نانوپوشش، تاثیر بیشتری (تاثیر 73 درصد) را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: سوراخ کاری، ارتوپد، نانوپوشش ابزار، ماشین کاری، آنالیز حساسیت
  • معین طاهری*، احمدرضا عربزاده صفحات 9-13

    امروزه ماشین کاری و فرزکاری کامپوزیت ها، از اهمیت بالایی برخوردار است؛ زیرا کامپوزیت ها در بخش های گوناگونی استفاده می شوند و کارایی زیادی در صنایع مختلف پیدا کرده اند. با توجه به این امر، در این مقاله، برای صرفه جویی در هزینه ی فرزکاری کامپوزیت ها به بررسی میزان اثرگذاری پارامترهای مختلفی که بر روی نیروی برشی و فرسایش ابزار تاثیر گذارند، شامل سرعت اسپیندل (rpm)، نرخ پیشروی (mm/rev)، عمق برش (mm) و درصد sic، پرداخته شده است؛ تا با ایجاد شرایط بهینه، فرسایش ابزار و نیروی برشی به حداقل رسانده شود. انجام تحلیل حساسیت با توجه به معادله های رگرسیون نیروی برشی و فرسایش ابزار نشان داده است که سرعت اسپیندل با 63% و میزان درصد کاربید سیلیکون کامپوزیت با 22% بیشترین تاثیر را بر روی فرسایش ابزار دارند و عمق برش با 47% و پیشروی با 23% بیشترین تاثیر را بر روی نیروی برشی دارند.

    کلیدواژگان: فرزکاری، کامپوزیت آلومینیوم، پارامترهای موثر، نیروی برشی، فرسایش ابزار
  • معین طاهری*، فرشته قانع صفحات 15-19

    پرداخت مگنتوریولوژیکال یک مکانیزم بهینه سازی شده در جهت پرداخت دقیق سطوح شناخته می شود. با استفاده از این تغییر ساختار مشکلات رایج پرداخت همانند ایجاد ساختار تجمعی ساینده ها برطرف گردیده است. در این راستا مطالعه و بررسی پارامترهای فرآیند، راهکاری در جهت افزایش راندمان و بهترین عملکرد خواهد بود. در این پژوهش پارامترهای سرعت چرخش قطب مغناطیسی، سرعت چرخش قطعه کار، شعاع دوران، شکاف و زمان ماشین کاری مورد بررسی قرارگرفته است. با استفاده از معادله رگرسیون نرخ براده برداری، پارامترها به وسیله ی آنالیز حساسیت آماری به روش سوبل تحلیل گردیده است. نتایج به دست آمده بیان می کنند که سرعت چرخش قطب مغناطیسی با 37 درصد و سرعت چرخش قطعه کار در حدود 30 درصد به عنوان موثرترین پارامترها و شعاع دوران با 15 درصد و شکاف ماشین کاری با 16 درصد به عنوان پارامترهای بعدی در نظر گرفته می شوند. زمان ماشین کاری با 1 درصد کم تاثیرترین پارامتر در این فرآیند شناخته می شود. بر این اساس می توان از اثر پارامتر زمان بر این فرآیند چشم پوشی کرد.

    کلیدواژگان: اثرگذاری، نرخ براده برداری، پرداخت مگنتورئولوژیکال
  • محمدعلی سجادی هزاوه*، مهدی مدبری فر، محسن بدرسمای صفحات 21-27

    ذوب انتخابی لیزر یک فناوری ساخت افزودنی است که به موجب آن قطعات از طریق ذوب بستر پودر توسط پرتو لیزر ساخته می شوند. به دلیل اینکه قطعات فلزی تولیدی با این شیوه می توانند از هندسه پیچیده و دلخواه برخوردار باشند، امروزه به عنوان روشی مدرن در تولید قطعات موتورهای الکتریکی و سنسورها و غیره... موردتوجه واقع شده است. پودر مورداستفاده در این پژوهش پودر آهن خالص است. از میان پارامترهای ورودی در این روش، پارامترهای انتخاب شده شامل توان لیزر، سرعت اسکن و فاصله هاشورها بوده و طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی انجام شده است. ازآنجایی که تا کنون مطالعات زیادی روی خواص مکانیکی قطعات تولیدی با این روش صورت پذیرفته و به خواص مغناطیسی کمتر توجه شده است، در این پژوهش، اثر پارامترهای ذوب انتخابی لیزر بر نیروی پس ماند زدای مغناطیسی آهن به صورت تجربی استخراج شده و سطوح بهینه پارامترها برای نیل به مقدار بهینه این نیرو با استفاده از تحلیل سیگنال به نویز تعیین شده است. علاوه بر این اثرات اصلی و همچنین برهم کنش های پارامترها در این مقاله موردتوجه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که سطوح پارامتر بهینه برای به دست آوردن کمترین مقدار نیروی پس ماند زدای مغناطیسی شامل توان لیزر 220 وات، سرعت اسکن لیزر 400 میلی متر بر ثانیه و فاصله هاشور 70 میکرومتر بوده و بیشترین  اثرات تعاملی را جهت رسیدن به کمترین مقدار نیروی پس ماند زدا پارامترهای فاصله هاشورها و سرعت اسکن دارا هستند.

    کلیدواژگان: ذوب لیزر انتخابی، پودر آهن خالص، موتورهای الکتریکی، نیروی پس ماندزدا
  • سعید محجوب بروجنی*، مصطفی ناظمی زاده صفحات 29-32

    در این مقاله به تحلیل سینماتیکی و دینامیکی یک مکانیزم درام چند میله ایی جمع شونده با استفاده از نرم افزار آدامز پرداخته می شود. در ابتدا مدلسازی مکانیزم جمع شونده در نرم افزار  مهندسی کتیا انجام پذیرفت و سپس در نرم افزار آدامز مدل وارد شد. سپس با تعیین مفاصل مناسب به مکانیزم سرعت اولیه داده و حرکت داده شده و مکانیزم جمع شوندگی شبیه سازی می گردد. تحلیل سینماتیکی مکانیزم انجام و نمودارهای تحلیلی سرعت و شتاب ارایه می گردد. طراحی و شبیه سازی انجام شده نشانه کارایی مکانیزم جمع شوندگی است.

    کلیدواژگان: مکانیزم، چند میله ای، جمع شوندگی، تحلیل سینماتیکی، آدامز
  • سعید محجوب بروجنی*، مصطفی ناظمی زاده صفحات 33-36

    مکانیزمهای درام جمع شوندگی چند میله ای در صنایع مختلف نظیر کارخانجات فولاد سازی، تایر سازی و... استفاده می شود و لذا مورد کاربرد قرار میگیرد. در این مقاله به تحلیل یک مکانیزم درام چند میله ایی جمع شونده و بهینه سازی آن با استفاده از نرم افزار  SAM پرداخته میشود. در ابتدا مدلسازی مکانیزم جمع شونده در کتیا انجام پذیرفته و تحلیل حرکت و تداخلهای احتمالی مکانیزم بررسی میشود. سپس در نرم افزار SAM مکانیزم وارد شده و تحلیل میشود. در این نرم موقعیت مفاصل به همراه مسیر حرکت آنها تعیین گردیده و لذا میتوان به بهینه سازی موقعیت مفاصل مکانیزم به منظور عدم تداخل قطعات پرداخت.

    کلیدواژگان: مکانیزم، درام چند میله ای، جمع شوندگی، تداخل
  • گوهر رنجبری* صفحات 37-42

    در این مقاله، با استفاده از الگوریتم  فازی،متغیرهای پاسخ نرخ سایش ابزار ، نرخ براده برداری از  قطعه کار و زبری سطح  در فرایند ماشینکاری  ماده Ti-6Al-4V توسط تخلیه الکتریکی  مدلسازی شده است. در فرایند ماشینکاری  تخلیه الکتریکی، الکترود مسی به عنوان ابزار استفاده شده است و فرایند فشار در کانالهای هم مقطع زاویه دار (ایکپ) بر روی ابزار اعمال شده است. در این مدلسازی ترکیبی تعداد پاسهای فرایند ایکپ، شدت جریان، زمان روشنی پالس و زمان خاموشی پالس به عنوان پارامترهای ورودی انتخاب شده اند. نتایج ارزیابی و صحت سنجی مدلسازی فازی، با استفاده از داده های تجربی نشان میدهد الگوریتم فازی با دقت بالای 95% قادر به مدلسازی و ایجاد ارتباط بین متغیرهای پاسخ بر اساس پارامترهای ورودی میباشد. بنابراین با استفاده از این روش میتوان به سادگی به پیش بینی متغیرهای پاسخ پرداخت و از انجام آزمایشهایی که مستلزم صرف زمان و هزینه زیادی هستند، بی نیاز شد.

    کلیدواژگان: مدلسازی فازی، ماشینکاری تخلیه الکتریکی، ایکپ، نرخ سایش ابزار، نرخ براده برداری از قطعه کار، زبری سطح
  • سعید امینی*، رضا صائبی راد صفحات 43-49

    فرز-تراش فرآیند جدیدی است که از دو عملیات تراش کاری و فرزکاری بهره می برد بدینگونه که بطور همزمان ابزار و قطعه کار دوران می کنند و به همین دلیل توانایی گسترده ای در ماشین کاری سطوح منحنی و پیچیده را دارا می باشد. بررسی اثر تغییرات پارامترهای مستقل ماشین کاری شامل سرعت دورانی قطعه کار، سرعت دورانی ابزار و نرخ پیشروی ابزار، بر پارامترهای وابسته برش همچون نیرو، فشار برش و زبری سطح ماشین کاری شده موضوع اصلی پژوهش حاضر است. ترتیب انجام و همچنین تعداد آزمایش ها،  بر اساس روش فاکتوریل کامل طراحی شده است. آزمایش ها برای هرکدام از پارامتر های ذکر شده در سه سطح انجام شده که مجموعا" شامل 27 آزمایش است. نتایج حاصله به کمک نرم افزار مینی تب مورد بررسی قرار گرفت. فرآیند فرز-تراش با ابزار فرز انگشتی قطرφ6  بر روی قطعه فولادی 1.7225 انجام شد. نتیجه آنکه، افزایش سه برابری نرخ پیشروی ابزار، نیروی برآیند ماشین کاری را تا حدود دو برابر افزایش داده و فشار برش را تا حدود 27 درصد کاهش می دهد، همچنین پارامترهای کیفیت سطح R a  و R z  به ترتیب برابر 74 و 61 درصد افزایش یافت. روند کاملا صعودی یا نزولی نیرو های برشی، فشار برش و همچنین کیفیت سطح ماشین کاری شده با افزایش سرعت دورانی قطعه کار و سرعت دورانی ابزار رخ نداده و یک محدوده اکسترمم در روند افزایشی سرعت های مذکور محقق شده است. بطوریکه حداقل نیروی برآیند برش و همچنین فشار برش در محدوده سرعت دورانی 950rpm ابزار و 300rpm قطعه کار مشاهده شد.

    کلیدواژگان: فرزتراش، فشار برش، کیفیت سطح، نیروهای ماشینکاری
  • وحید جندقی شاهی*، علی رنجبر صفحات 51-56

    در این مقاله هدف توسعه یک سیستم قید و بند مدولار ویژه جهت ماشینکاری و سوراخکاری قطعات نگه دارنده جک های پنوماتیکی است. این خانواده از قطعات معمولا در ابعاد و سایزهای متنوع اما با یک شکل هندسه مشخص ساخته می شوند. الزمات طراحی قید و بندها، نحوه فرآیند ساخت به عنوان ورودی های طراحی این سیستم در نظر گرفته شده است و تجهیزات موقعیت دهی و گیره بندی برای تولید انبوه خانواده ای از این قطعات با کمترین تغییرات در سیستم قید و بند طراحی، مدل سازی و شبیه سازی شده اند. نتایج بدست آمده از ایده طراحی اینگونه قید و بندها در فرآیندهای ماشینکاری نشان می دهد به کمک آن می توان برای دسته از قطعات که از لحاظ شکل ظاهری شبیه به یکدیگر هستند اما در سایز و ابعاد متفاوت می باشند می تواند هزینه های طراحی و ساخت قید و بندها را به طور چشمگیری کاهش داده و زمان تنظیم این تجهیزات را در حین فرآیند تولید به حداقل برساند و سبب افزایش بهره وری و تیراژ محصولات خواهند شد.

    کلیدواژگان: قید و بند مدولار، ماشینکاری، محاسبات اقتصادی، سیستم موقعیت دهی
  • محمد براهنی*، رسول خوشدونی فراهانی، علی ملک حسینی صفحات 57-62

    کامپوزیت های تقویت شده با الیاف کربن کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف دارا می باشد که خواص فیزیکی و مکانیکی دلیل  اهمیت آنها می باشد. در این راستا همچنین جهت استحکام بخشی به زمینه رزین اپوکسی از نانو لوله های چند جداره کربنی استفاده می شود که از جمله مواد نو ظهور و مهم می باشد. از آنجایی که برای اصلاح قطعات کامپوزیتی تقویت شده نیاز به ماشینکاری می باشد، در این تحقیق آسیب های ایجاد شده طی فرآیند نیز باید مورد بررسی قرار گرفته و راهکارهایی جهت رفع آن ارایه میگردد. در این مطالعه، بر روی آسیب لایه لایه شدگی در ماشینکاری قطعات کامپوزیتی زمینه اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن و نانو لوله های چند جداره کربنی پرداخته شده است. در این راستا آزمایش هایی با ابزار فرز انگشتی از جنس کاربایدی در سرعت دروانی و سرعت پیشرویهای مختلف انجام شده است، سپس لایه لایه شدگی هایی که در این آزمایشات ایجاد شده است مورد مطالعه قرار میگیرد.در تحلیل نتایج با افزایش سرعت دورانی از 500 به 2500 میزان لایه لایه شدگی 25درصد افزایش و نیرو 87 درصد کاهش یافت.همچنین راهکارهایی که شامل کاهش سرعت پیشروی می باشد تاثیر بسزایی در بهبود کیفیت نهایی قطعه ماشینکاری شده خواهد داشت.

    کلیدواژگان: الیاف کربن، MWCNT، سرعت دورانی، سرعت پیشروی، لایه لایه شدگی
  • امین سوسن آبادی فراهانی، مهدی مدبری فر* صفحات 63-67

    خواص مناسب کامپوزیت های زمینه فلزی ازجمله نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت خوب نسبت به سایش و خستگی باعث رشد چشمگیر استفاده از این مواد در صنایع هوافضا، خودرو، هواپیماسازی و... شده است. کامپوزیت های پایه منیزیمی به دلیل دارا بودن چگالی پایین تر نسبت به سایر آلیاژهای کامپوزیت های زمینه فلزی از قبیل تیتانیوم، آلومینیوم و... موردتوجه محققان حوزه های مختلف، به خصوص دانشمندان صنایع هوافضا قرار گرفته است. از طرفی به دلیل وجود ماده تقویت کننده بسیار ساینده در این مواد، ماشین کاری چنین کامپوزیت هایی امری دشوار و با چالش های فروان روبه رو است. ازاین رو مطالعه پارامترهای موثر در فرایند ماشین کاری این کامپوزیت ها لازم و اجتناب ناپذیر می باشد. مطالعه حاضر به بررسی میزان تاثیر پارامترهای اصلی تراش کاری از قبیل سرعت برشی، نرخ پیشروی و عمق برش بر رویی نیروهای ماشین کاری و همچنین زبری سطح می پردازد. برای این کار از روش آنالیز حساسیت سوبل استفاده شد. با استفاده از این روش مشخص گردید به ترتیب نرخ پیشروی، عمق برش و سرعت برشی بیشترین تاثیر را بر روی نیروهای ماشین کاری را دارند. همچنین با اختلاف نسبتا زیاد نسبت به عمق برش و سرعت برشی، نرخ پیشروی بر روی زبری سطح تاثیرگذار است. با افزایش نرخ پیشروی زبری سطح و نیروهای ماشین کاری افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، سوبل، کامپوزیت زمینه فلزی، نیروی ماشین کاری، زبری سطح
  • محسن عزیزی، علی جباری*، احسان سوری، شایان دهقان صفحات 69-74

    امروزه به کارگیری فرایندهای اتصال فلزات غیرهمجنس در صنایع گوناگون به منظور دستیابی به سازه های ترکیبی با مقاومت بالا و درعین حال وزن کم، به منظور کاهش وزن محصول نهایی، موردتوجه بسیاری از صنعتگران قرار دارد. روش های گوناگونی برای ایجاد اتصال ورقه ای فلزی غیرهمجنس وجود دارد که یکی از جدیدترین روش هایی که اخیرا از سوی محققین، ارایه گردیده است، فرایند اتصال به وسیله سوراخکاری اصطکاکی هم زمان دو ورق بر روی یکدیگر است. در این فرایند، ورق های فلزی بر روی یکدیگر قرارگرفته و به صورت هم زمان، سوراخکاری اصطکاکی می شوند که درنتیجه این فرایند، علاوه بر ایجاد یک فضای موثر برای قلاویزکاری، یک اتصال اصطکاکی بین دو ورق ایجاد می شود. تحقیقات نشان داده است که اعمال پیش گرمایش تا 350درجه سانتی گراد، می تواند اثرات مطلوبی بر کاهش گپ بین دو ورق، در مجاورت اتصال ایجادشده بین ورق آلومینیوم و فولاد زنگ نزن، به روش فوق، داشته باشد. در کار پیش رو تاثیر پیش گرمایش، بر میزان سایش ابزار، در سوراخکاری اصطکاکی هم زمان ورق آلومینیوم AA6061T6 و فولاد زنگ نزن AISI304L با استفاده از ابزار سوراخکاری با جنس تنگستن کارباید، به صورت تجربی مورد تجزیه وتحلیل قرارگرفته است که یافته ها نشان می دهند، افزایش دمای پیش گرمایش تا 350 درجه سانتی گراد، موجب افزایش سایش چسبنده مته 13.77 درصد و سایش ساینده مته، تا 46/0 درصد می گردد.

    کلیدواژگان: سوراخکاری اصطکاکی، اتصال مواد غیرهمجنس، پیش گرمایش، آلومینیوم AA6061T6، فولاد زنگ نزن AISI304L
  • میلاد کرمی، محمدعلی محمدی* صفحات 75-79

    فناوری ساخت افزایشی که در ابتدا به توسعه قطعات کوچک و مدل های نمونه اولیه اختصاص داشت، به سرعت در حال توسعه به سمت ساخت قطعات کاربردی و بزرگ تر است. به طور کلی، هیچ فناوری ساختی که در عصر صنعتی مدرن توسعه یافته است، به اندازه فناوری های ساخت افزایشی، پتانسیل تغییر شکل دادن به نحوه طراحی و ساخت قطعات را ندارد. این انعطاف پذیری در ساخت افزایشی باعث شده است که صنایع زیادی ازجمله صنایع دریایی در هر گوشه دنیا، به دنبال استفاده و توسعه این فناوری باشند و در آینده نزدیک، برنامه های بیشتری برای چاپ سه بعدی اتخاذ نمایند. با استفاده از این تکنولوژی، فعالان صنعت دریایی موفق خواهند شد تا با کمک گرفتن از نرم افزارهای مدل سازی سه بعدی، مدل های دقیقی از محصولات خود را ساخته و ارایه دهند، تا با این کار بتوانند طرح های خود را بهتر و با قابلیت اطمینان بیشتری بسازند. نگاه فناوری ساخت افزودنی یک نگاه با شاخص باز (بهتر، ارزان تر و زودتر) است.

    کلیدواژگان: فناوری ساخت افزایشی، صنایع دریایی، نرم افزارهای مدل سازی سه بعدی
  • محمد مقداد فلاح، فرشید جعفریان، سجاد دهقانی*، حسین علیزاده صفحات 81-88

    در این پژوهش تاثیر پارامترهای سرعت برشی، نرخ پیشروی و زمان ماشین کاری در عمق برش ثابت بر روی سایش ابزار و تاثیر آن بر روی زبری سطح فولاد سخت کاری شده 4140 و نیروهای ماشین کاری مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا فولاد 4140 تهیه و تحت عملیات حرارتی سختی آن به 45 راکول C رسانده شد و سپس ابزار TCMW 16T304 H13A  از جنس کاربید سمانته بدون پوشش برای ماشین کاری تهیه شد. طراحی آزمایش ها به صورت عاملی کامل صورت گرفت. تحلیل نتایج از آزمون تحلیل واریانس و نمودارهای مربوط به نتایج تجربی صورت پذیرفت که بر اساس این نتایج، نرخ پیشروی بیشترین تاثیر را روی زبری سطح و نیروی برشی ماشین کاری داشت و زمان ماشین کاری بیشترین تاثیر بر روی نیروی پیشروی ماشین کاری و سرعت برشی نیز بیشترین تاثیر را روی سایش ابزار داشت. بیشترین میزان سایش ابزار برابر با 0.89 میلیمتر و کمترین میزان سایش ابزار برابر 0.41 میلیمتر بود. بهترین کیفیت سطح برابر با 0.372 میکرومتر و بیشترین زبری سطح برابر با 1.154 میکرومتر اندازه گیری شد. حداکثر نیروی برشی برابر با 172.7 نیوتن و حداقل نیروی برشی برابر با 54.2 نیوتن بود. حداکثر نیروی پیشروی برابر با 156.59 نیوتن و حداقل نیروی پیشروی برابر با 45.86 نیوتن بود.

    کلیدواژگان: سرعت برشی، فولاد سخت کاری شده 4140، زبری سطح، سایش ابزار، نیروهای ماشین کاری
  • فرشید جعفریان، محمد مقداد فلاح، سجاد دهقانی* صفحات 89-93

    توانایی پیش بینی سایش ابزار در هنگام ماشین کاری بخش بسیار مهمی از تشخیص است که باعث می شود ابزار در زمان مربوطه جایگزین شود. ازاین رو، در این پژوهش از رویکرد شبکه عصبی مصنوعی برای پیش بینی سایش ابزار استفاده شد. ابتدا فولاد سخت کاری شده 4140 با ابزار کاربید سیمانی بدون پوشش TCMW 16T304 H13A و با پارامترهای ورودی شامل سرعت برشی، نرخ پیشروی و زمان ماشین کاری در سه سطح مختلف و با عمق برش ثابت تراشکاری شد و میزان سایش ابزار اندازه گیری شد و از نتایج آزمایش تجربی برای آموزش و اعتبارسنجی شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد. معماری بهینه شبکه عصبی با 3 گره در لایه ورودی، دو لایه پنهان با 12 و 36 گره به ترتیب در لایه های اول و دوم پنهان و 1 گره در لایه خروجی برای پیش بینی سایش ابزار به دست آمد. مقادیر پیش بینی مدل شبکه عصبی مصنوعی با نتایج تجربی مقایسه شد و میانگین درصد خطای داده های اعتبارسنجی برابر با 32/3 درصد محاسبه شد.

    کلیدواژگان: شبکه عصبی مصنوعی، فولاد 4140، ماشینکاری، سایش ابزار، سرعت برشی
  • فرشید جعفریان، محمد مقداد فلاح، سجاد دهقانی* صفحات 95-100

    کنترل و بهینه سازی زبری سطح و نیروی ماشین کاری برای مواد سخت کاری شده بسیار ضروری است. برای این منظور می توان از روش های هوشمند مبتنی بر مدل های پیش بینی و بهینه سازی استفاده کرد. در این پژوهش پارامترهای ماشین کاری شامل سرعت برشی، نرخ پیشروی و زمان ماشین کاری توسط شبکه عصبی مصنوعی برای ارزیابی زبری سطح و نیروی ماشین کاری، در تراشکاری فولاد سخت کاری شده 4140 مورداستفاده قرار گرفت. طراحی آزمایش ها به روش فاکتوریل کامل در قالب 27 آزمایش صورت گرفت و از ابزار کاربید سمانته بدون پوشش TCMW 16T304 H13A در تراشکاری استفاده شد و زبری سطح و نیروی ماشین کاری اندازه گیری شد. معماری بهینه با دولایه پنهان برای مدل شبکه عصبی مصنوعی انتخاب شد و برای پیش بینی جداگانه زبری سطح و نیروی ماشین کاری استفاده شد. مقادیر پیش بینی مدل شبکه عصبی مصنوعی با نتایج تجربی مقایسه شد و میانگین درصد خطای داده های اعتبارسنجی برای زبری سطح و نیروی ماشین کاری به ترتیب برابر با 25/4 و 11/5 درصد محاسبه شد و در انتها پارامترهای بهینه برش به طوری که زبری سطح و نیروی ماشین کاری در پایین ترین سطح باشند، انتخاب شد.

    کلیدواژگان: شبکه عصبی مصنوعی، زبری سطح، نیروی ماشین کاری، فولاد 4140، بهینه سازی
  • فرشید جعفریان*، محمد مقداد فلاح، محسن بهرامی یاراحمدی صفحات 101-106

    امروزه توسعه ابزارهای عددی قابل اعتماد برای پیش بینی یکپارچگی سطح ماشینکاری شده از اهمیت اولیه برخوردار شده است. این مقاله یک مدل FE سفارشی جدید را برای پیش بینی تغییرات ریزساختاری ایجاد شده در طول تراشکاری آلیاژ Ti6Al4V ذوب شده با پرتو الکترونی (EBM) تحت برش خشک معرفی می کند. ریزساختار سوزنی ریز عجیب و غریب مواد و تنوع نانو سختی با استفاده از یک زیربرنامه کاربر در مدل FE مدل سازی و پیاده سازی می شوند. مدل FE توسعه یافته امکان پیش بینی ریزساختار (ضخامت لاملا آلفا)، تغییرات نانو سختی ناشی از عملیات ماشین کاری در شرایط خشک را فراهم می کند. در ابتدا مدل با مقایسه ضخامت فاز الفا لامیا و همچنین نانو سختی پیش بینی شده با نیروی آزمایشی تحت چند شرایط برش کالیبره و اعتبارسنجی می شود. سپس با استفاده از مدل ماده اعتبار سنجی شده به پیش بینی تاثیرات زوایای ابزار بر روی ضخامت فاز لامیا و همچنین نانو سختی پرداخته شد.

    کلیدواژگان: یکپارچگی سطح، ساخت افزایشی، ماشینکاری خشک، آلیاژ Ti6Al4Vو قابلیت ماشینکاری
  • فرشید جعفریان*، محمدمقداد فلاح، محسن بهرامی یاراحمدی صفحات 107-111

    تیتانیوم و آلیاز های آن مخصوصا آلیاژ Ti6Al4V به دلیل دارا بودن خواص منحصر به فرد در صنعت هوا و فضا و پزشکی کار برد بسیاری دارند.  تولید آلیاژ Ti6Al4V به روش افزایشی به دلیل ویژگی این روش بسیار مورد توجه قرار گرفته است. علی رغم محاسن قابل توجه روش های AM، کیفیت سطح و دقت ابعادی ضعیف قطعات تولید شده از محدودیت های روش ساخت افزایشی می باشد. بنابراین، معمولا عملیات ماشینکاری پرداخت برای قطعات تولیدی با روش های AM مورد نیاز است تا محدودیت های روش ساخت افزایشی بر طرف گردد. در نتیجه دستیابی به پارامتر های بهینه از روش سریعتر و مقرون به صرفه تر بسیار حایز اهمیت می باشد.در این مقاله شبیه سازی ماشینکاری برودتی آلیاژ EBM Ti6Al4V   به منظور مطالعه تغییرات میکرو ساختاری انجام شده است. با مقایسه نتایج تجربی و شبیه سازی مدل ماده اعتبار سنجی گردید.سپس با استفاده از مدل FE  اعتبار سنجی شده به تاثیرات سرعت برشی در نیرو های ، بار های حرارتی و میکرو سختی پرداخته شد.

    کلیدواژگان: یکپارچگی سطح، ساخت افزایشی، ماشینکاری برودتی، آلیاژ Ti6Al4V
  • حسن مرادزاده*، رضا فراهانی، رهام مرادی فرد صفحات 113-118

    در این تحقیق، تلاش شده است تا نیروهای موثر بر یک سامانه ی ریل گذاری ساده و اقتصادی را که با اضافه کردن یک سیستم تعلیق به آن اصلاح شده است، مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد. ریل های مورد مطالعه جزء اجزا یک ماشین مخصوص برای تولید قطعات سبک چوبی با الگوی مشابه می باشند. این مکانیزم از دو شفت و چهار بلبرینگ خطی تشکیل شده است که امکان لغزش بدون خطا در طول شفت را فراهم می آورد. تمام بارها و نیروهای مرتبط با محورهای عمودی دیگر بر روی این سیستم ریل گذاری تمرکز می یابند. بنابراین، با طراحی و اضافه کردن سیستم تعلیق به این مجموعه، تاثیر نیروهای نامطلوب بر روی ریل ها بهبود یافته و نسبت به قبل بهبود یافته است. اثر وجود سیستم تعلیق بر روی محور با استفاده از نرم افزار آدامز (MSC ADAMS) مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج نشان می دهند که دامنه ی نیروهای نوسانی ناشی از عملیات براده برداری روی شفت به شدت کاهش یافته است

    کلیدواژگان: متعادل کننده، ماشین مخصوص
  • سعید امینی*، محمدعلی رحمانی فر صفحات 119-124

    دستیابی به دقت مورد نیاز ابعادی و هندسی و همچنین کیفیت ظاهری و عملکردی در ماشینکاری قطعات صنعتی و میسر شدن تعویض پذیری در مونتاژ و تامین لوازم یدکی محصولات، یکی از چالش های مهم صنعت بوده است. در این پژوهش تاثیر افزودن ارتعاش اولتراسونیک محوری به ابزار، روی دقت هندسی قطعه کاری از جنس Al 6061-T6 در فرآیند فرزکاری مورد بررسی قرار گرفت. با تحلیل نتایج مشخص شد که حضور ارتعاش اولتراسونیک محوری توازی و تختی دیواره و صافی سطح کف و همچنین تعامد دیواره با کف را بهبود میدهد. سرعت پیشروی بیشتر، انحرافات هندسی و زبری سطح را افزایش می دهد در حالی که سرعت برشی بیشتر، باعث کاهش آنها می شود. با مقایسه نمودار ها مشخص شد که اثر مثبت ارتعاشات اولتراسونیک بر کیفیت سطح و دقت هندسی قطعه کار، در شرایط سرعت برشی کمتر و پیشروی بیشتر، محسوس تر است؛ یعنی شرایطی که با وجود آن در فرزکاری متداول، با بدترین کیفیت سطح و کمترین دقت هندسی روبرو می شویم.

    کلیدواژگان: ارتعاش التراسونیک، دقت هندسی، فرزکاری
  • کیاندخت میراسدی، داود رحمت آبادی، اسماعیل قاسمی، مجید بنی اسدی*، مصطفی باغانی صفحات 125-130

    مواد هوشمند می توانند مانند موجودات زنده نسبت به تغییرات محیط واکنش نشان دهند و خود را با شرایط و تغییرات محیطی مانند تغییرات دما، جریان الکتریکی، میدان مغناطیس، نور، رطوب و غیره انطباق دهند. استفاده از چاپ سه بعدی برای پردازش مواد هوشمند، رویکرد جدیدی است که به عنوان چاپ چهاربعدی شناخته می شود. در این پژوهش، فرآوری، ساخت و چاپ سه بعدی آمیزه های حافظه شکلی PETG-ABS در سه درصد وزنی 30/70،50/50 و70/30 انجام شد. نتایج حاصل از تصویربرداری با میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز سازگاری این دو پلیمر را تایید کرد. در تمامی آمیزه های PETG-ABS ترکیبی از مورفولوژی دریا-جزیره و قطره-ماتریس مشاهده شد و برای ترکیبات 30/70 و 70/30 قطرات فاز پراکنده در ماتریس به طور واضح ملاحضه گردید. نتایج خواص مکانیکی نیز نشان داد هرچه درصد ABS در آمیزه زیاد شود، استحکام کششی بالاتر می رود و ازدیادطول کاهش می یابد. نتایج به دست آمده از آزمون حافظه شکلی نشان دهنده ی وجود قابلیت برنامه ریزی خاصیت حافظه شکلی در آمیزه های چاپ چهاربعدی شده می باشد. همان طور که انتظار می رود افزایش درصد وزنی ABS با اختلال در بازیابی آمیزه ها همراه بود لذا آمیزه دارای 70 درصد وزنی PETG و 30 درصد وزنی ABS، مطلوب ترین خواص حافظه شکلی را از خود نشان دادند.

    کلیدواژگان: پرینت سه بعدی، پلیمرهای حافظه شکلی، خواص مکانیکی، میکروسکوپ الکترونی روبشی
  • کیاندخت میراسدی، داود رحمت آبادی، اسماعیل قاسمی، مجید بنی اسدی*، مصطفی باغانی صفحات 131-136

    در این پژوهش فرآوری و چاپ سه بعدی نانوکامپوزیت های PETG-ABS- Fe3O4  تقویت شده با نانوذرات اکسیدآهن در سه درصد وزنی مختلف از نانوذرات اکسیدآهن با ماتریس پلیمری زمینه PETG70-ABS30 انجام شد. این تحقیق با هدف تقویت خواص حافظه شکلی، خواص حرارتی، خواص مکانیکی و افزودن قابلیت تحریک غیرمستقیم ماتریس زمینه از طریق افزودن نانوذرات اکسیدآهن انجام شد. تصاویر SEM تایید کرد که آمیزه PETG-ABS امتزاج ناپذیر است و با اضافه شدن نانوذرات تغییری در سازگاری و امتزاج پذیری پلیمر پایه ایجاد نمی شود و این نتیجه با آنالیز  DMTAنیز بررسی و تایید شد. با افزایش میزان اکسیدآهن، استحکام کششی و ازدیادطول کاهش می یابد که این افت خواص مکانیکی در نمونه 20% وزنی اکسید آهن نسبت به نمونه 10% وزنی نمود بیشتری دارد. با این وجود استحکام نهایی نمونه ها در حدود 25 تا 32 مگاپاسکال است که نشان دهنده توزیع مناسب و قابل قبول نانوذرات تا 15% وزنی در زمینه پلیمری است. با افزایش میزان نانوذرات اکسیدآهن، میزان بازیابی شکل افزایش می یابد و نانوکامپوزیت های حاوی 10، 15 و 20% وزنی به ترتیب بازیابی شکل 77/63%، 48/88 و 33/93% را از خود نشان می دهند.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، پلیمرهای حافظه شکلی، تحریک مستقیم و غیرمستقیم، چاپ سه بعدی
  • احمد همایونی*، حامد فرجی، علی فراهانی، نیما رحمانی صفحات 137-142

    در این مقاله، اثرات تغییر چهار پارامتر مختلف ورودی مانند سرعت برشی، نرخ پیشروی، نیروی پیشروی در راستای Z و نیرو در راستای Y بر خروجی سایش ابزار در فرآیند ماشین کاری کامپوزیت زمینه فلزی آلومینیومی بررسی شده است. به منظور بررسی عددی میزان تاثیر هر پارامتر بر خروجی فرآیند ماشین کاری کامپوزیت مورد نظر از فرآیند تحلیل حساسیت ای-فست استفاده شده است. روش ای-فست دارای سرعت بالایی در آنالیز کمی و کیفی داده ها می باشد. پس از انجام تحلیل حساسیت مشاهده شد که با افزایش نیروی پیشروی در راستای X میزان سایش ابزار با شیب زیادی افزایش خواهد یافت. همچنین مشاهده شد که این پارامتر (نیروی پیشروی در راستای X) با میزان 88 درصد، بیشترین تاثیر بر میزان سایش ابزار را نسبت به دیگر پارامترهای ورودی دارد. پارامترهای نرخ پیشروی، نیروی پیشروی در راستای Z و سرعت برشی به ترتیب با سهم های ناچیز 8درصد، 3 درصد و 1 درصد بر سایش ابزار موثر می باشند

    کلیدواژگان: نرخ پیشروی، سرعت برشی، نیروی پیشروی، ماشین کاری، تحلیل حساسیت
  • احمد همایونی*، زهرا سادات اقدامی، مائده ستوده صفحات 143-147

    فرز انگشتی نوعی ابزار ماشینکاری است برای براده برداری سطوح قطعه بوده که به دلیل کاربرد گسترده در صنایعی چون قالب سازی مورد توجه قرار گرفته است. ازاین رو امروزه، نیاز صنعت به یافتن پارامترهای بهینه فرآیند احساس می شود تا بتوان به کیفیت سطح مورد نظر دست یافت. به طور کلی، انتخاب پارامترهای اثرگذار در هر فرآیند فرزکاری به طور قابل توجهی بر کیفیت سطح یک قطعه تمام شده تاثیر می گذارد. در این پژوهش با استفاده از روش آنالیز حساسیت آماری ای-فست به بررسی کمی میزان اثرگذاری همزمان پارامترهای ورودی شامل سرعت اسپیندل، عمق برش، و نرخ پیشروی بر روی پارامتر خروجی زبری سطح برای نمونه ها پرداخته شده است. آزمایش های ماشینکاری تحت پارامترهای مختلف برش همانطور که در شرایط پایدار برای ابزار فرز تعریف شده اند، انجام شده است. زبری سطح و میزان ارتعاش ماشین کاری با فرم های درجه دوم غیرخطی؛ به ترتیب بر اساس پارامترهای برش و برهمکنش های آن از طریق چندین روش تحلیل رگرسیون، مدل سازی شده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که پارامتر زمان سرعت اسپیندل با 67 درصد تاثیر به عنوان تاثیرگذارترین پارامتر بر روی زبری سطح شناخته شده است. همچنین مشاهده شد که پارامتر نرخ پیشروی با 30 درصد تاثیر عمق برش با 3 درصد به عنوان دومین و سومین پارامترهای اثرگذار بر زبری سطح شناخته شده اند.

    کلیدواژگان: فرز کاری، انالیز حساسیت، معادلات رگرسیون، زبری سطح
  • وحید طهماسبی*، امین سوسن آبادی فراهانی، محمدحافظ باقی صفحات 149-154

    کامپوزیت های زمینه فلزی به دلیل دارا بودن ویژگی های ممتاز از قبیل نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت به سایش و... مورد توجه صنایع مختلف قرار گرفته اند. به دلیل وجود ذرات سخت و ساینده در زمینه این نوع از کامپوزیت های ماشین کاری آن ها همواره با چالش هایی رو برو بوده است. به همین دلیل مطالعه پارامترهای موثر در ماشین کاری این مواد بسیار مورد اهمیت می باشد. سوراخ کاری یک از متداول ترین و پرکاربردترین روش ها در صنعت می باشد. در این مطالعه، از روش سطح پاسخ (RSM) و طراحی مرکب مرکزی (CCD) برای مدل سازی، بهینه سازی و تحلیل تاثیرات پارامترهای ماشین کاری استفاده شده است. برای انجام آزمایش ها از کامپوزیت زمینه آلومینیومی با آلیاژ AL356 و تقویت شده با کاربید سیلیکون به ابعاد 25 میکرومتر و ماده ی معدنی میکا به ابعاد 45 میکرومتر و همچنین مته ی کاربید به قطر 6 میلی متر استفاده شده است. مطابق با نتایج به دست آمده با افزایش سرعت دوران مته نیروهای سوراخ کاری افزایش و زبری سطح کاهش می یابد. همچنین افزایش نرخ پیشروی منجر به افزایش نیروها و زبری سطح خواهد شد. با افزایش درصد کسر حجمی ذرات تقویت کننده Sic ، نیروهای سوراخ کاری و زبری سطح به ترتیب افزایش و کاهش یافتند.
    با تجزیه وتحلیل داده های به دست آمده از آزمایش ها بهترین ترکیب از مقادیر برای به حداقل رساندن هم زمان زبری سطح و نیروی محوری پیدا شد. بهترین ترکیب پارامترها عبارت اند از: سرعت اسپیندل 1855 دور بر دقیقه، نرخ پیشروی 50 میلی متر بر دور، درصد وزنی 15% SIC.

    کلیدواژگان: کامپوزیت زمینه فلزی، سوراخ کاری، نیرو، زبری سطح، بهینه سازی
  • وحید طهماسبی*، امین سوسن آبادی فراهانی، دانیال قاضی خوانساری، محمدحافظ باقی صفحات 155-161

    با توجه به افزایش چشمگیر تقاضا برای استفاده از مواد باقابلیت های جدید، استفاده از مواد کامپوزیتی به شدت در حال افزایش است. مواد کامپوزیتی با زمینه فلزی به علت دارا بودن خواص منحصربه فردی ازجمله مقاومت به سایش بالا، نسبت استحکام به وزن زیاد و... ازجمله مواد نوین مورد استفاده توسط مهندسین در صنایع مختلف، خصوصا در صنایع هوافضا، خودروسازی و... می باشند. با توجه به ماهیت فلزی این مواد، فرآیند ماشین کاری جزء جدایی ناپذیر جهت رسیدن این دست از مواد به شکل و خواص نهایی محصول است. در بین مواد کامپوزیتی، کامپوزیت زمینه آلومینیومی بیشتر از هر نوع کامپوزیت دیگری در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. در این مطالعه با بهره گیری از یک مطالعه روشمند شامل مدل سازی آماری به روش سطح پاسخ و استخراج معادلات رگرسیون اثر سرعت دوران اسپیندل، نرخ تغذیه و عمق برش بر روی زبری سطح، نرخ براده برداری و سایش جانی در هنگام تراش کاری کامپوزیت هیبریدی آلومینیومی A359/B4C/ Al2O3 موردبررسی دقیق قرار گرفته است. بر اساس مطالعات صورت پذیرفته می توان اذعان نمود با افزایش سرعت برشی، نرخ پیشروی و عمق برش سایش ابزار و همچنین نرخ براده برداری افزایش می یابد. همچنین بهترین ترکیب از مقادیر برای به حداقل رساندن هم زمان زبری سطح و به حداکثر رساندن نرخ براده برداری و حداقل رساندن سایش جانبی پیدا شد. بهترین ترکیب پارامترها عبارت اند از: سرعت اسپیندل 600 دور بر دقیقه، نرخ پیشروی 075/0 میلی متر بر دور، عمق برش 20/0 میلی متر.

    کلیدواژگان: کامپوزیت های زمینه فلزی، سایش ابزار، نرخ براده برداری، کیفیت سطح
  • محمد علی محمدی*، سمیه محمدی صفحات 163-167

    سیر تغییر و تحول نسل های کارخانه های کشتی سازی نشان می دهد که پیدایش یک حادثه یا ابداع فناوری جدید و ماشین های ابزار پیشرفته موجب گردیده است تا هر دوره، کارخانه کشتی سازی به نسل بعدی تغییر یابد. این تغییر نسل تاکنون شامل 5 سطح می باشد. تفاوت نسل های کارخانه کشتی سازی شامل سه پارامتر کلی فلسفه تولید، فناوری تولید و جانمایی کارخانه کشتی سازی است. تحقق و توسعه نسل اول در اواخر سال 1940میلادی، نسل دوم اواخر سال 1960میلادی، نسل سوم اواخر سال 1980میلادی، تحقق و توسعه نسل چهارم اوایل سال 2000 میلادی و توسعه نسل پنجم از سال 2020 میلادی شروع شده است. مهمترین عامل تغییر نسل های کشتی سازی دستیابی به شاخص باز (بهتر، ارزان تر و زودتر) می باشد. در این پژوهش به مروری بر پارمترهای مهم در تعیین نسل کشتی سازی با ماشین ابزار پیشرفته از جمله جریان مواد، کارگاه پیش سازی (Pre outfit)، بلوک سازی، گسترش کارخانه، مکانیزه سازی، منطقه حایل (Buffer Area)، خط فرآیند (Process line)، تجهیزات (Outfitting) و ابعاد شناور پرداخته شده است.

    کلیدواژگان: نسل، کشتی سازی، فناوری، ماشین ابزار، صنایع دریایی
  • آرین عسگری، محمد خلیلی*، سارا خسروبگی صفحات 169-175

    فولاد SCM440 به دلیل ویژگی های قابل توجه بسیار، در صنعت به طور گسترده مورداستفاده قرار می گیرد. بااین وجود، این فولاد موجب ایجاد مشکلاتی از جمله ارتعاش و سایش می شود. به دنبال راه حل جایگزین با هزینه کمتر، فناوری کمینه میزان روان سازی (MQL) به عنوان موثرترین روش جایگزین مورداستفاده قرار می گیرد. در این راستا، سیگنال های امواج صوتی و ارتعاشات در نظارت بر فرسایش ابزار و زبری سطح موثر هستند. همچنین، عوامل نامطلوب در حین ماشین کاری به عنوان پارامتر در بررسی رفتار فرایند می توانند مورداستفاده قرار گیرند. بررسی پارامترهای مختلف با استناد به معادله رگرسیون، موجب فراهم شدن شرایطی جهت شناسایی ایرادات و نقاط ضعف در فرایند ماشین کاری می شود. از پارامترهای موثر جهت بهبود کیفیت و بهینه سازی فرایند تولید می توان استفاده کرد. نتایج تحلیل حساسیت انجام شده نشان دادند که نرخ تغذیه به عنوان پارامتر حساس در میزان زبری سطح و عمق برش به عنوان پارامتر حساس در میزان سایش لبه شناخته می شوند و بیشترین تاثیر را در کیفیت ماشین کاری دارند.

    کلیدواژگان: فناوری MQL، تحلیل حساسیت، کیفیت تراشکاری، فولاد SCM440، سیگنال امواج صوتی
  • سالار فرزادریک، مسعود محمودی*، هادی تقی ملک، محمدرضا مرکی صفحات 177-181

    امروزه فرآیند تولید افزودنی سیم و قوس بر پایه جوشکاری قوس فلزی گازی به عنوان یکی از فرآیندهای همجوشی قوس الکتریکی است که به دلیل کارایی بالا به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. انتخاب صحیح پارامترهای ورودی مستقیما بر کیفیت جوش تاثیر می گذارد و با کنترل آن پارامترها می توان میزان مواد جوش را کاهش داد  وخواص آن را بهبود بخشید.در این پژوهش تولید نمونه کامپوزیتی با الکترود ترکیبی با روش جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا، با استفاده از مطالعه و بررسی پارامترهای موثر فرآیند در ساخت افزایشی قوس و سیم به روش جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ سرعت جوش، ولتاژ و سرعت سیم انتخاب شد. سپس جهت ارزیابی اثرات پارامترهای جوشکاری موثر، سه فاکتور سه سطحی به روش تاگوچی در نرم افزار مینی تب با آرایه L9 آزمایشات مربوط طراحی گردید. پس از انجام فرآیند بررسی ظاهری، تست کشش و میکروسختی انجام شد. نتایج تست کشش نشان داد که بیشترین استحکام کششی 294.327 مگاپاسگال در نمونه با سرعت جوشکاری 86 میلی متر بر دقیقه، ولتاژ 32 ولت و سرعت تغذیه سیم 6 متر بر دقیقه می باشد. نتایج آزمون میکروسختی نشان داد که بیشترین مقدار میکروسختی، مربوط به نمونه تولید شده با سرعت جوشکاری 86 میلی متر بر دقیقه، ولتاژ 27 ولت و سرعت تغذیه سیم 5 متر بر دقیقه به مقدار 463.1 ویکرز بوده است.

    کلیدواژگان: ساخت افزایشی قوس و سیم، جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ، الکترود ترکیبی، میکروسختی، خواص مکانیکی
  • زینب ماندی زاده، فاطمه رمضانی، محمد خلیلی* صفحات 183-187

    در صنایع دفاعی که محصولات از پیچیدگی و مقاومت بالایی برخوردارند، دستیابی به پارامترهای ایده آل در فرایندهای تولید دارای اهمیت بسیار زیادی است. ماشین کاری جت آب ساینده فرایندی بسیار پرکاربرد به دلیل عدم تولید گرما در ناحیه برش است. در این پژوهش به بررسی اثرگذاری متغیرهای ورودی بر فرایند ماشین کاری جت آب ساینده بر روی فولاد زرهی همگن نورد شده پرداخته شده است. در این راستا، با کمک معادله رگرسیون ارایه شده برای نرخ حذف مواد، زبری سطح و زاویه کرف با استفاده از آنالیز حساسیت آماری به روش ای-فست، مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان داد که اثرگذارترین پارامتر بر روی نرخ حذف مواد و زبری سطح، سرعت تراورس جت با به ترتیب 95درصد و 50 درصد تاثیر بوده و موثرترین پارامتر بر روی زاویه کرف، فاصله ایستادن با 74 درصد تاثیر است. همچنین، فشار کمترین تاثیر را در مجموع بر سه متغیر نرخ حذف مواد، زبری سطح و زاویه کرف داشته است.

    کلیدواژگان: ساخت افزایشی قوس و سیم، جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ، الکترود ترکیبی، میکروسختی، خواص مکانیکی
  • محسن صدر، امیر راستی*، محمد حسین صادقی، محمد یزدانی خامنه صفحات 189-194

    در این مقاله تاثیر ایجاد الگوی سطح بر روی ابراز تراش، مورد مطالعه قرار گرفته است. به طور دقیق تر، تاثیر بافت ایجاد شده بوسیله حکاکی با لیزر بر  مقادیر نیرو های ماشینکاری در حالت های مختلف بررسی گردید که این آزمایش ها هم در حضور روانکار و هم در غیاب آن انجام گردید.پارامترهای عمق، گام، قطر بافت و فاصله از لبه برش، به عنوان پارامترهای بافت ابزار در نظر گرفته شدند. در مجموع 9 آزمایش با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی انجام شد. روانکار در هر دو ابزار دارای بافت و بدون بافت باعث کاهش حدود 30 الی 35 درصدی نیروی برآیند ماشینکاری شد. در انتها نیروهای ماشینکاری حاصل از آزمایش با ابزار دارای بافت و بدون بافت در حضور روانکار مقایسه شدند که مشاهده شد در اثر بافت دار کردن ابزار، نیروی برآیند ماشینکاری، حدود 28 درصد کاهش یافت.

    کلیدواژگان: بافت ابزار، تراشکاری سخت، روانکاری
  • علی خوش انجام*، محمدرضا صمدی، کیوان خوش انجام صفحات 195-201

    از فرایندهای نوین و پرکابرد پرداختکاری سطوح قطعات استوانه ای، فرایند پرداختکاری مگنتی ساینده ی چرخشی می باشد(MRAF). این فرایند با استفاده از نیروی مغناطیسی و سرعت چرخشی به صورت همزمان و مخالف هم انجام می گیرد. در این فرایند نیروهای مورد نیاز برای ماشینکاری و پرداختکاری سطوح، از طریق نیروی مغناطیسی و چرخشی به سطح قطعه کار اعمال می شود. یکی از قابلیت های این فرایند توانایی پرداختکاری سطوح داخلی و خارجی قطعات مختلف با فرم هندسی خاص و متقارن محوری هستند. هدف از این مقاله بررسی مدل ریاضی مکانیزم براده برداری و تغییرات زبری سطح و نیز نیروهای اعمالی در فرایند، برای یک ذره ی ساینده می باشد. به منظور مدلسازی و بهینه سازی پارامترهای فرایند از روش سطح پاسخ و آنالیز واریانس استفاده شده است. براساس مدل ریاضی ارایه شده مشاهده گردید پارامترهای سرعت چرخشی (S) فاصله کاری (w) و ابعاد ذره ی ساینده (A) تاثییر به سزایی بر کیفت سطح(Ra) دارند. براساس روش پاسخ سطح، کمترین مقدار زبری سطح از طریق سرعت چرخشی 700 دور بر دقیقه، فاصله کاری 5/1 میلیمتر و ذره ساینده با ابعاد 18 میکرومتر بدست آمده که برابر با 64/43 نانومتر بوده و با مقدار تجربی بدست آمده از آزمایشها، یعنی 43 نانومتر مطابقت قابل قبولی داشت و از میزان مطلوبیت 9959/0 برخوردار بود. نتایج بدست آمده نیز در حالتهای تیوری و تجربی مطابقت خوبی با هم داشتند.

    کلیدواژگان: پرداختکاری سایشی، صافی سطح، ماشینکاری، نیروی مغناطیسی
  • شایسته بشیری، محمد خلیلی* صفحات 203-208

    در صنایع مختلف، اهمیت زبری سطح قطعات برای عملکرد صحیح و کیفیت محصول نهایی بسیار حایز اهمیت است. یکی از روش های پیشرفته برای بهبود زبری سطح قطعات، استفاده از روش پرداخت مگنتوریولوژیکال است. این روش با استفاده از یک ترکیب از میدان مغناطیسی و مواد ریولوژیکی، میزان زبری سطح قطعات را بهبود می بخشد. در این پژوهش پارامترهای سرعت چرخش قطب مغناطیسی، سرعت چرخش قطعه کار، شعاع دوران، شکاف و زمان ماشین کاری مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از معادله رگرسیون زبری سطح، پارامترها به وسیله آنالیز حساسیت آماری به روش سوبل تحلیل گردیده است. نتایج به دست آمده بیان می کنند که سرعت چرخش قطعه کار با 51 درصد و سرعت چرخش قطب مغناطیسی در حدود 21 درصد تاثیر به عنوان موثرترین پارامترها و شکاف ماشین کاری با 14 درصد و زمان ماشین کاری با 11 درصد تاثیر به عنوان پارامترهای بعدی در نظر گرفته می شوند. شعاع دوران با 3 درصد کم اثرترین پارامتر در این فرایند شناخته می شود. براین اساس می توان از اثر پارامتر زمان بر این فرایند چشم پوشی کرد.

    کلیدواژگان: زبری سطح، پرداخت مگنتورئولوژیکال، روش آماری سوبل
  • رضا رشمه کریم*، محمد جعفری، مهدی حیدری صفحات 209-221

    تحلیل و مدل سازی نحوه رشد ترک و آسیب در اجسام و سازه ها یکی از موارد مهم برای طراحی روش های جلوگیری رشد ترک و یا توقف آن جهت جلوگیری از وقوع شکست ناگهانی و در نتیجه افزایش عمر سازه ها می باشد. تا کنون تحقیقات گسترده ای در زمینه مدل سازی شکست، رشد ترک و آسیب در اجسام و سازه ها، توسط پژوهشگران صورت گرفته است. با وجود این پژوهش ها هنوز مشکلات زیادی در زمینه مدل سازی رشد ترک و آسیب در اجسامی که دارای نقاط منفرد و ناپیوستگی ها می باشند، وجود دارد. در سال های اخیر نظریه جدیدی تحت عنوان تیوری پری داینامیک برای مدل سازی و تحلیل چنین مسایلی ارایه شده است. چارچوب فرمول بندی تیوری پری داینامیک بر اساس معادلات انتگرالی می باشد. همچنین نقاط منفرد، ناپیوستگی ها و آسیب در جسم و مدل سازی آن ها به عنوان نوعی دیگر از تغییر شکل و جزیی از معادلات ساختاری این تیوری می باشند. در نتیجه می توان از تیوری پری داینامیک بطور مستقیم و بدون نیاز به روابط تکمیلی جهت مدل سازی رشد ترک در مسایلی که شامل نقاط منفرد و ناپیوستگی ها هستند، استفاده کرد. در این پژوهش به ارزیابی تیوری پری داینامیک مبتنی بر پیوند در تحلیل و مدل سازی آسیب در قطعه کار کامپوزیتی پلیمری تک لایه تقویت شده با الیاف تک جهته  کربن پرداخته شده است و نتایج حاصل از این پژوهش با نتایج منابع در دسترس مورد مقایسه قرار گرفته شده است. با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش می توان بیان کرد که تیوری پری داینامیک بخوبی و بدون تغییر درمعیار و بدون نیاز به روابط تکمیلی قادر به تحلیل و مدل سازی رشد ترک، آسیب و شکست در قطعه کار کامپوزیتی پلیمری تقویت شده با الیاف کربن می باشد. همچنین می توان بیان کرد که جهت الیاف در قطعه کار کامپوزیتی موردنظر تاثیر بسزایی بر آسیب و رشد ترک ایجاد شده در آن و نیروی وارد بر آن از طرف ابزار طی فرآیند ماشین کاری دارد.

    کلیدواژگان: آسیب سطحی، ترک، کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیاف کربن، تئوری پری داینامیک
  • محمد حسین شهاب زاده پور*، رضا جاهدی صفحات 223-235

    در این پژوهش به بررسی خطاها و دقت یک ماشین ابزار پنج محور با استفاده از دستگاه بالبار پرداخته می شود. تمرکز بر اندازه گیری خطاهای  موقعیتی و خطاهای چرخشی مربوط به محورهای دورانی می باشد. بنابراین ابتدا با استفاده ماتریس های تبدیل همگن و بر اساس زنجیره سینماتیکی محورهای ماشین، یک  مدل سازی ریاضی خطا برای هر محور انجام می شود تا یک دید کلی نسبت به تاثیر خطاها روی کارکرد ماشین به دست آید. در ادامه یک روش برای اندازه گیری این خطاها پیشنهاد می شود و برای اعتبار سنجی این روش پیشنهادی، نتایج آن با یک روش معتبر مقایسه می شود. . ماتریس های تبدیل همگن برای ایجاد یک مدل ماشین ابزار و تولید نمودارهای خطای  بالبار به دلیل خطاهای هندسی ماشین های ابزار و بر اساس طرح آزمایشی ارایه شده، استفاده می شوند. الگوهای مسیر حرکتی بالبار شبیه سازی شده را می توان برای ارزیابی اثرات خطای منحصربه فرد برای خطاهای شناسایی شده و تشخیص شرایط ماشین ابزار استفاده کرد.

    کلیدواژگان: ماشین فرز پنج محوره، خطای هندسی، خطاهای ماشین ابزار، بالبار، دقت ماشین ابزار
  • وحید طهماسبی*، سپهر آئینه بندی، رسول احدی صفحات 237-243

    این مقاله به سوراخکاری کامپوزیت پلیمری تقویت شده با فیبر کربن (CFRP) پر شده با نانولوله کربنی (CNT) با استفاده از تابع مطلوبیت مبتنی بر روش سطح پاسخ (RSM) می پردازد. در سوراخکاری کامپوزیت های CFRP زمینه فلزی هیبریدی، نیروی پیشروی اضافی و ارتفاع پلیسه باعث کاهش عملکرد کامپوزیت می شود. بنابراین، برای بهبود عملکرد کامپوزیت زمینه فلزی هیبریدی، نیروی پیشروی و ارتفاع پلیسه کامپوزیت به حداقل می رسد. از این رو، نیروی پیشروی و ارتفاع پلیسه عواملی هستند که در تحقیق حاضر در نظر گرفته می شوند و پاسخ های اصلی هستند که با استفاده از تابع مطلوبیت مبتنی بر RSM به حداقل می رسند. چهار عامل ورودی مهم مانند سرعت سوراخکاری، نرخ پیشروی، درصد CNT و زاویه مارپیچ مته برای تجزیه و تحلیل عملکرد فرآیند سوراخکاری در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد که نرخ پیشروی پارامتر بسیار تاثیرگذاری است که بر نیروی پیشروی و ارتفاع پلیسه در کامپوزیت های زمینه فلزی هیبریدی تاثیر می گذارد. در حین عملیات سوراخکاری، به دلیل مالش متقابل ذرات ساینده CNT باعث آسیب های سطحی گسترده مانند سوراخ ها، ترک ها و بیرون آمدن الیاف می شود. نتایج ANOVA نشان می دهد که داده های تجربی در فاصله اطمینان 95 درصد به خوبی همبستگی دارند و این تکنیک می تواند برای پیش بینی پارامترهای سوراخکاری کامپوزیت ماتریس فلزی CFRP بسیار مفید و قابل اعتماد باشد.

    کلیدواژگان: کامپوزیت پلیمری، فیبر کربن، نانولوله کربنی و
  • محمدرضا شیخ الاسلامی*، سیامک مزدک، حمیدرضا محمدی، ناصر میقانی صفحات 245-248

    دبی سنج مکانیکی یکی از ابزارهای پرکاربرد در صنایع مختلف همچون صنعت نفت است. در دبی سنج مکانیکی از یک جفت چرخدنده اوال استفاده می شود. مهمترین مسیله در چرخدنده اوال عدم یکنواختی در شکل دندانه آن است. این عدم یکنواختی برای جلوگیری از تداخل چرخدنده ها در هم است به همین دلیل مشابه چرخدنده گرد نمی توان چرخدنده تراشی کرد. برای ماشینکاری چرخدنده اوال نیازمند طراحی ابزار یا استفاده از روش وایرکات است. در نتیجه نیازمند شناخت پروفیل دندانه های چرخدنده اوال می باشد. از اینرو در این مقاله به بررسی روابط حاکم بر چرخدنده های اوال پرداخته شده است. در این روابط تعداد دندانه ابعاد هندسی و معادلات حرکت بررسی شده است. سپس با استفاده از نرم افزار گیراوتیکس و به کمک نتایج روابط چرخدنده ها مدل شده است شرایط تداخل دو چرخدنده در این نرم افزار بررسی شده است در نهایت با استفاده از نرم افزار کامسول برای حالت مناسب تحلیل تنشی چرخدنده انجام شد. به کمک مدل ایجاد شده امکان تولید این چرخدنده با استفاده از روش وایرکات وجود دارد.

    کلیدواژگان: چرخدنده اوال، چرخدنده بیضی، تحلیل تنش
  • فردین شعبانی، محمدرضا شیخ الاسلامی*، مهدی مدبری فر، حامد فرجی صفحات 249-253

    زمانی که نیاز به انتقال قدرت میان شفت های غیرموازی باشد از چرخدنده های مخروطی استفاده می شود. چرخدنده های مخروطی کاربرد زیادی در سیستم های انتقال قدرت نظیر دیفرانسیل خودرو و گیربکس بالگردها دارند لذا شناخت و بهبود عملکرد این نوع چرخدنده اهمیت ویژه ای دارد. محاسبه دقیق زمان ماشین کاری چرخ دنده مخروطی مورد نظر به منظور کاهش وقت و هزینه ها امری مهم و ضروری می باشد. در این مقاله، داده ها با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی در سه سطح جمع آوری شده اند. مقدار زمان ماشین کاری برای هر آزمایش محاسبه شد، سپس با کمک تجزیه وتحلیل به روش سیگنال به نویز به بررسی تاثیر پارامترهای ورودی بر طراحی چرخ دنده مخروطی دندانه مستقیم بر روی کاهش زمان ماشین کاری پرداخته شده است. پارامترهای مورد بررسی نسبت تبدیل، تنش تماسی مجاز و تنش خمشی مجاز می باشد.  مطابق نتایج به دست آمده پارامتر نسبت تبدیل موثرترین پارامتر بر روی کاهش زمان ماشین کاری شناخته شد. مقدار بهینه نسبت تبدیل در سطح 1 با مقدار 5/1 گزارش شد.

    کلیدواژگان: چرخدنده مخروطی- طراحی آزمایش تاگوچی- زمان ماشینکاری- تحلیل سیگنال به نویز
  • سید علیرضا رسولی*، داود نوری صفحات 255-261

    یکی از اجزای فرآیند MAF، میدان مغناطیسی می باشد که از طریق منبع میدان اعمال می گردد. این منبع می تواند دایمی و یا الکتریکی باشد. آهنرباهای دایمی از لحاظ شکل به دو دسته عمده مکعبی و استوانه ای تقسیم می گردند. در تحقیقات گذشته از آهنربا استوانه ای سرکروی، جهت انجام MAF بر سطوح آزاد استفاده شده است، که با توجه به زمان بر بودن، انجام فرایند دارای راندمان بالایی نمی باشد. در این پژوهش، ابتدا روش های ساخت آهنربای سرکروی، برای یافتن شرایط مغناطیسی بهینه بررسی شده اند. سپس، به منظور افزایش راندمان فرآیند، روش هایی برای افزایش کارایی آهنربای سرکروی، بررسی شده است. بر این اساس، روش های مذکور مورد بحث و ارزیابی قرار گرفته اند. با توجه به نتایج،در روش استفاده از آهنربای ساچمه ای و اتصال آن به آهنربای استوانه ای، چگالی شارمغناطیسی مقدار قابل توجهی بوده و همنچنین با شیاردار کردن آهنربای سرکروی، تغییرات زبری درسطوح شیب دار قطعه کار فرومغناطیس از 21 درصد به 4/34 درصد رسیده و در ناحیه شیب دار با زاویه ی انحناء 90 و 105 درجه ی سطح قطعه کار فرومغناطیس، 9 درصد افزایش تغییرات زبری، رخ می دهد.

    کلیدواژگان: پرداخت کاری سایشی مغناطیسی، پودر سایشی، چگالی شار مغناطیسی
  • محمدرضا کریمیان ریزی*، سعید فراهت صفحات 263-268

    بهینه سازی مصرف انرژی در ربات های صنعتی می تواند هزینه های عملیاتی را کاهش دهد، عملکرد را بهبود بخشد و طول عمر ربات را در طول ساخت قطعه افزایش دهد. در سال های اخیر با پیشرفت علم و فناوری، فناوری های جدیدی مانند محاسبات ابری، داده انبوه و غیره به طور مداوم ظهور کرده اند و از فناوری رایانش ابری در تحقیقات ربات ها استفاده شده است که باعث شده ربات طراحی شده عملکرد بلادرنگ بالایی داشته باشد. و راندمان انرژی بالا، هزینه کم و یک سری مزایا. یکی از مهم ترین جنبه های این فناوری استفاده از آن در نظارت مستمر بر عملکرد ربات ها دارد که می تواند تضمین کننده عملکرد بهینه آن شود. در این تحقیق ابتدا مرروی بر روش های کاهش مصرف انرژی ارایه شده است و در ادامه میزان اثرگذاری استفاده از فناوری محاسبات لبه در کاهش انرژی تجزیه و تحلیل شده است. برای این منظور استفاده از الگوریتم های بهینه سازی عملکرد ربات شامل خط سیر و زمان های کاری آن توسط لبه کنترل می شود. نتایج شبیه سازی های نشان می دهد که با استفاده از فناوری لبه می توان به میزان قابل توجهی انرژی مصرفی  را کاهش داد.

    کلیدواژگان: ربات های ماشین کاری، نظارت و کنترل ربات، محاسبات لبه، بهینه سازی انرژی
|
  • Moein Taheri *, Mohammad Javad Mohammadi Pages 3-8

    In orthopedics, the drilling process is one of the most important steps in the preparation of medical tools and implants. Improving the performance of medical tools and implants is of great importance, because these tools and implants are used in the repair of bone and joint injuries. One of the ways to improve the efficiency of these tools and implants is to use titanium nitride nano coatings on drilling tools. This article is presented with the aim of experimental analysis and optimization of axial force in the orthopedic drilling process using a tool coated with titanium nitride nano coating by physical deposition method. The purpose of this research is to improve the performance and efficiency of this process by optimizing various parameters such as tool rotation speed, cutting depth and titanium nitride coating. For this purpose, experimental tests were conducted using the response surface method. the sensitivity analysis was also performed. The results have shown that the rotational speed, as the most effective parameter, has a lesser effect (45% effect) on the axial force in the case without nanocoating, while it shows a greater effect (73% effect) in the case with nanocoating.

    Keywords: Drilling, Orthopedics, Tool Nanocoating, Machining, Sensitivity Analysis
  • M.Taheri, AR.Arabzadeh Pages 9-13

    Today, the machining and milling of composites is of great importance; Because composites are used in various sectors and have found great efficiency in various industries. Considering this, in this article, in order to save the cost of milling composites, the effectiveness of various parameters that affect the cutting force and tool wear, including spindle speed (rpm), feed rate (mm/rev), cutting depth (mm) and percentage of sic, has been discussed; To minimize tool wear and cutting force by creating optimal conditions. Performing a sensitivity analysis according to the regression equations of cutting force and tool wear has shown that spindle speed with 63% and the percentage of composite silicon carbide with 22% have the greatest effect on tool wear and depth of cut with 47% and advance with 23% have the greatest effect on cutting force.

    Keywords: Milling, Aluminum Composite, Effective Parameters, Cutting Force, Tool wear
  • M.Taheri*, F.Ghane Pages 15-19

    Magnetorheological polishing is an optimized mechanism for accurate surface polishing. By using this structure change, the common problems of payment, such as creating the aggregate structure of abrasives, have been solved. In this regard, studying and checking process parameters will be a solution to increase efficiency and best performance. In this research, the parameters of magnetic pole rotation speed, workpiece rotation speed, turning radius, gap, and machining time have been investigated. Using the regression equation of the chipping rate, the parameters have been analyzed by a statistical sensitivity analysis using the Sobol method. The obtained results state that the rotation speed of the magnetic pole at 37% and the rotation speed of the workpiece at about 30% are considered the most effective parameters, and the turning radius at 15% and the machining gap at 16% are considered as the next parameters. Machining time is known to be the least influential parameter in this process by 1%. Based on this, the effect of time parameters on this process can be ignored.

    Keywords: Effect, Material Removal Rate, Magnetorheological Polishing
  • MohammadAli Sajadi Hezaveh*, Mahdi Modaberi Far, Mohsen Badrossamay Pages 21-27

    Selective laser melting is a technology for additive manufacturing where parts are produced by melting a powder bed using a laser beam. Because the metal parts produced by this method can have complex and desired geometries, it is considered a modern method for producing electric motor parts, sensors, and other components. The iron powder used in this study is pure one. The input parameters for this method include laser power, scanning speed, and the hatches distance. The design of the experiments was performed using the Taguchi method. Although many studies have been conducted on the mechanical properties of parts produced by this method, less attention has been paid to magnetic properties. In this research, the effect of selective laser melting parameters on the force of pure iron coercivity was experimentally determined. The optimal levels of parameters for achieving the optimal value of this force were determined using signal-to-noise analysis. The main effects and interactions of the parameters were taken into account in this article. The results indicate that the optimal parameter levels for obtaining the lowest amount of coercive force include a laser power of 220 watts, scanning speed of 400 mm/s, and a hatch distance of 70 micrometers. The hatch distance and scanning speed have the most interactive effects on achieving the lowest amount of coercivity.

    Keywords: Selective Laser Melting, Pure Iron Powder, Electrical Motor, Coercivity
  • Saeid Mahjoob*, Mostafa Nazemizadeh Pages 29-32

    In this article, the kinematic and dynamic analysis of a multi-bar drum mechanism is discussed using Adams software. At first, the modeling of the mechanism is done in the catia engineering software, and then the model is entered in the Adams software. Then, by determining the appropriate joints, the initial speed is given to the mechanism and THE MOTION OF the mechanism is simulated. A kinematic analysis of the mechanism is performed and results of speed and acceleration of the joints are presented. The performed design and simulation show the effectiveness of the mechanism.

    Keywords: Mechanism, Multi-Bar, Contraction, Kinematic Analysis, Adams
  • Saeid Mahjoob*, Mostafa Nazemizadeh Pages 33-36

    Multi-bar collapsible drum mechanisms are used in various industries such as steel factories, tire factories, etc. In this article, the analysis of a collapsible multi-bar drum mechanism and its optimization is discussed using SAM software. At first, the modeling of the collapsible mechanism is carried out in Catia, and the motion analysis and possible interferences of the mechanism are evaluated. Then the mechanism is entered and analyzed in the SAM software. In this software, the position of the joints along with their movement path is determined, and therefore, it is possible to optimize the position of the mechanism joints in order to avoid interference of the parts.

    Keywords: Mechanism, multi-bar drum, aggregation, interference
  • Gohar Ranjbari* Pages 37-42

    In this paper, tool and workpiece wear ratio and surface roughness in the removal process of Ti-6Al-4V by spark are modeled using fuzzy algorithm. In the machining process using a spark, a copper electrode is used as a tool and equal channel angular pressing (ECAP) process is applied to the tool. In this combined modelling the number of ECAP passes, current, spark presence time and spark absence time are used as input parameters. The evaluation and validation results of fuzzy modeling, using experimental data, show that the fuzzy algorithm is capable of modeling and establishing relationships between response variables based on input parameters with high accuracy. Therefore, by using this method, one can easily predict the response variables and avoid the need of conducting experiments that require spending a lot of time and cost.

    Keywords: Fuzzy Modelling, Spark Machining, ECAP, Tool Wear Ratio, Work Piece Wear Rate, Surface Roughness
  • Saeid Amini*, Reza Saebirad Pages 43-49

    Turn-milling is a new process that uses, turning and milling operations together, so that the tool and the work piece rotate simultaneously, for this reason, it has a wide ability in machining curved and complex surfaces. The Main subject of this research is Conducting research on the effect of changes in machining parameters, including work piece rotational speed, tool rotational speed and feed rate, on cutting parameters such as cutting force, cutting pressure, and surface finish parameters. The order and the number of experiments is designed based on the full factorial method. Experiments for each of the mentioned parameters were performed at three levels, which includes 27 tests in total. The results were analyzed with the help of Minitab software. The mentioned process was performed with a φ6 diameter end mill on a steel work piece 1.7225. As a result, increasing feed rate by three times increases the machining force by about two times and reduces the cutting pressure by about 27%, Also, the surface finish quality parameters R a  and R z  increased by 74% and 61%, respectively. The upward or downward trend of cutting forces, cutting pressure and the surface finish quality did not occur with the increase in the rotational speed of the work piece and the rotational speed of the tool, in fact, an extremum range was achieved in the increasing trend of the mentioned speeds. So that the minimum resultant force and also the cutting pressure were observed in the range of rotational speed of 950rpm of the tool and 300rpm of the work piece.

    Keywords: Turn-Milling, Cutting Pressure, Surface Finish, Cutting Force
  • Vahid Jandaghi Shahi*, Ali Ranjbar Pages 51-56

    The main goal of this paper is to develop a special modular fixture system for machining and drilling parts that hold pneumatic jacks componets. This family of parts is usually made in various dimensions and sizes but with a specific geometric shape. The design requirements of the restrictions, the way of the construction process is considered as the design inputs of this system.
    Positioning and clamping system have been designed, modeled and simulated for the mass production of a family of these parts with minimal changes in the manufacturing process. The results obtained from the idea of designing such restraints in machining processes show that with its help, it is possible to reduce the design and manufacturing costs of restraints for a group of parts that are similar in appearance but different in size and dimensions. It will significantly reduce and minimize the time of adjusting these equipments during the production process and will increase the productivity and circulation of products.

    Keywords: Modular Jig & Fixture, Machining, Family Parts, Productivity, Positioning System
  • Mohammad Baraheni*, Rasoul Khoshdoni Farahani, Ali Malekhoseini Pages 57-62

    Composites reinforced with carbon fibers have various applications in different industries, due to their physical and mechanical properties. In this regard, multi-walled carbon nanotubes are used to strengthen the epoxy resin base, which is one of the emerging and important materials. Since machining is required to repair reinforced composite parts, in this research, the damages caused during the process should also be investigated and solutions should be provided. In this study, the delamination damage in the machining of composite parts of epoxy reinforced with carbon fibers and multi-walled carbon nanotubes has been discussed. In this regard, experiments have been conducted with a carbide end-mill at different cutting speeds and feed speeds. Then the delaminations created in these tests are studied. In the analysis of the results, by increasing the rotational speed from 500 to 2500, the amount of delamination increased by 25% and the force decreased by 87%. Also, solutions that include reducing the feed speed will have a significant effect on improving the final quality of the machined part.

    Keywords: Carbon Fiber - MWCNT- Spindel Speed - Feed Rate – Delamination
  • Amin Sousanabadi Farahani, Mahdi Modabbarifar* Pages 63-67

    The properties of metal-based composites, such as their high strength-to-weight ratio and good resistance to wear and fatigue, have caused a significant growth in their use in the aerospace, automotive, and aircraft industries. Magnesium-based composites have particularly attracted the attention of researchers in various fields, especially aerospace scientists, due to their lower density than other metal-based composite alloys such as titanium and aluminum. However, due to the presence of very abrasive reinforcing material in these materials, machining them is difficult and presents numerous challenges. Therefore, it to study the machining process of these is necessary composites and to examine the effect of the main turning parameters such as cutting speed, feed rate, and depth of cut on machining forces and surface roughness. Sobol's sensitivity analysis method was used for this purpose. Using this method, it was determined that the feed rate, cutting depth, and cutting speed have the greatest effect on the machining forces, respectively. Additionally, the feed rate has a greater effect on the surface roughness than the cutting depth and cutting speed. As the feed rate increases, the surface roughness and cutting forces increase.

    Keywords: Sensitivity Analysis, Sobol, Metal Matrix Composite, Cutting Force, Surface Roughness
  • Mohsen Azizi, Ali Jabbari*, Ehsan Soury, Shayan Dehghan Pages 69-74

    Currently, dissimilar metal joining processes are receiving considerable attention in various industries. The objective is to create composite structures that are both high-strength and lightweight, ultimately reducing the weight of the final product. Researchers have recently proposed friction drilling as a new method for creating joints between dissimilar metal sheets. This innovative technique offers potential advantages in achieving the desired outcomes. In this process, metal sheets are placed on top of each other and simultaneously subjected to friction drilling. As a result, this process not only creates an effective space for tapping but also establishes a frictional joint between the two sheets. Research has shown that preheating up to 350°C can have desirable effects on reducing the gap between the two sheets in the vicinity of the created joint between aluminum and stainless steel using the above-mentioned method. In the upcoming work, the effect of preheating on tool wear in simultaneous friction drilling of aluminum sheet AA6061T6 and stainless steel AISI304L using a tungsten carbide drilling tool has been experimentally analyzed, and the findings indicate that increasing the preheating temperature up to 350°C leads to a 13.77% increase in tool adhesive wear and a 0.46% increase in tool abrasive wear.

    Keywords: Preheating, Tool Wear, Dissimilar Joining, Friction Drilling
  • Karami, MohammadAli Mohammadi* Pages 75-79

    Additive manufacturing technology has been initially dedicated to the development of small parts and prototype models. Now it is rapidly developing towards the manufacture of functional and larger components. In general, no manufacturing technology developed in the modern industrial age has the potential to transform how components are designed and manufactured as much as additive manufacturing technologies. The flexibility in additive manufacturing has caused many industries, including marine industries in every corner of the world, to seek the use and development of technology, and adopt more programs for 3D printing in the near future. By using the technology, maritime craftsmen are able to create accurate models of their products through 3D modeling software; Therefore, they will be able to make their designs better and more reliably.

    Keywords: Additive manufacturing Technology, Marine Industries, 3D Modeling Software
  • Mohammad Meghdad Fallah, Farshid Jafarian, Sajad Dehghani*, Alizade Pages 81-88

    In this research, the effect of parameters of cutting speed, feed rate and machining time at constant cutting depth on tool wear and its effect on the surface roughness of hardened steel 4140 and machining forces were investigated. First, 4140 steel was prepared and its hardness was increased to 45 HRC under heat treatment, and then the TCMW 16T304 H13A tool was prepared from uncoated cemented carbide for machining. The design of the experiments was carried out in a full factorial manner. The analysis of the results was done from the analysis of variance test and the graphs related to the experimental results, based on these results, the advance rate had the greatest effect on the surface roughness and machining shear force, and the machining time had the greatest effect on the machining advance force and Cutting speed also had the greatest effect on tool wear. The highest amount of tool wear was equal to 0.89 mm and the lowest amount of tool wear was equal to 0.41 mm. The best surface quality was measured as 0.372 μm and the highest surface roughness was measured as 1.154 μm. The maximum shear force was 172.7 N and the minimum shear force was 54.2 N. The maximum forward force was equal to 156.59 N and the minimum forward force was equal to 45.86 N.

    Keywords: Cutting Speed, Hardened Steel 4140, Surface Roughness, Tool Wear, Machining Forces
  • Farshid Jafarian, Mohammad Meghdad Fallah, Sajad Dehghani* Pages 89-93

    The ability to predict tool wear during machining is a very important part of diagnosis, which makes it possible to replace the tool at the appropriate time. Therefore, in this research, the artificial neural network approach was used to predict tool wear. First, hardened steel 4140 was turned with uncoated cemented carbide tool TCMW 16T304 H13A and with input parameters including cutting speed, feed rate and machining time in three different levels and with constant cutting depth, and the amount of tool wear was measured. And the experimental test results were used to train and validate the artificial neural network. The optimal neural network architecture was obtained with 3 nodes in the input layer, two hidden layers with 12 and 36 nodes in the first and second hidden layers, and 1 node in the output layer to predict tool wear. The prediction values of the artificial neural network model were compared with the experimental results and the average error percentage of the validation data was calculated as 3.32%.

    Keywords: Artificial neural network, AISI 4140, Machining, Tool wear, Cutting speed
  • Farshid Jafarian, Mohammad Meghdad Fallah, Sajad Dehghani* Pages 95-100

    When working with hardened materials, it's important to control and optimize the surface roughness and machining force. To achieve this, we can use intelligent methods that are based on prediction and optimization models. In this study, an artificial neural network was used to evaluate the surface roughness and machining force of hardened steel 4140 by analyzing cutting speed, feed rate, and machining time. A full factorial method was used to carry out 27 experiments, and an uncoated cemented carbide tool TCMW 16T304 H13A was used to measure surface roughness and machining force during turning. An artificial neural network model with two hidden layers was selected as the optimal architecture for separately predicting surface roughness and machining force. The predicted values were then compared with the experimental results, and the average error percentage for validation data was calculated as 4.25% for surface roughness and 5.11% for machining force. Finally, the optimal cutting parameters were selected to minimize surface roughness and machining force.

    Keywords: Artificial Neural Network, Surface Roughness, Machining Force, AISI 4140, Optimization
  • Farshid Jafarian*, Mohammad Meghdad Fallah, Mohsen Bahrami Yarahmadi Pages 101-106

    The development of reliable numerical tools for predicting the integrity of machined surfaces is significant. This paper introduces a new customized FE model to predict the deformation during turning of electron beam fused (EBM) Ti6Al4V alloy under dry cutting. The needle microstructure and exotic nano-hardness types of materials are modeled and implemented using a user subroutine in the FE model. The developed FE model provides the possibility of predicting the microstructure (thickness of alpha lamella), the changes in nano-hardness caused by machining operations in dry conditions.

    Keywords: Surface Integrity, Additive Manufacturing, Ti6Al4V Alloy, Machinability, Dry machining
  • Farshid Jafarian*, MohammadMeghdad Fallah, Mohsen Bahrami Yarahmadi Pages 107-111

    Titanium and its alloys, especially the Ti6Al4V alloy, have many uses in the aerospace and medical industries due to their unique properties. The production of Ti6Al4V alloy by additive method has been very much considered due to the characteristic of this method. But due to the fact that these parts also require final machining. As a result, it is very important to achieve optimal parameters from a faster and more economical method. In this article, simulation of cryogenic machining of EBM Ti6Al4V alloy in order to study microstructural changes. done. It was validated by comparing the experimental results and simulation of the material model. Then, using the validated FE model, the effects of shear speed on forces, thermal loads and microhardness were discussed.

    Keywords: Surface Integrity, Additive Manufacturing, Cryogemic Machining, Ti6Al4V Alloy
  • Hassan Moradzadeh*, Reza Farahani, Raham Moradifard Pages 113-118

    In this research, an effort has been made to examine and evaluate the impactful forces on a simple and cost-effective rail system, which has been modified by the addition of a suspension system. The studied rails are part of a specialized machine designed for producing lightweight wooden components with a similar pattern. This mechanism comprises two shafts and four linear bearings, ensuring smooth and error-free sliding along the shafts. All loads and forces related to other perpendicular axes are concentrated on this rail system. Consequently, through the design and incorporation of a suspension system into this setup, the adverse effects of forces on the rails have been ameliorated and significantly reduced compared to the previous state. The influence of the suspension system on the axis has been assessed using MSC ADAMS software, with results demonstrating a substantial reduction in the range of oscillatory forces originating from machining operations on the shaft.

    Keywords: Suspension System, Specialized Machine
  • Saeid Amini*, MohammadAli Rahmanifar Pages 119-124

    Achieving the required dimensional and geometrical accuracy as well as the appearance and performance quality in the production of industrial parts and the availability of interchangeability in the assembly and supply of spare parts for products has been one of the important challenges of the industry. In this research, the effect of adding axial ultrasonic vibration to the tool on the geometric accuracy of the Al6061-T6 work piece in the milling process was investigated. By analyzing the results, it was found that the presence of axial ultrasonic vibration improves the parallelism and flatness of the wall and the smoothness of the bottom surface as well as the perpendicularity of the wall with the bottom. It was also observed that a higher feed speed increases geometric deviations and surface roughness, while a higher cutting speed reduces them. By comparing the graphs, it was found that the positive effect of ultrasonic vibrations on the quality of the surface and the geometric accuracy of the work piece is more noticeable in the conditions of lower cutting speed and higher feed; That is, the condition in which we face the worst surface quality and the lowest geometric accuracy in conventional milling.

    Keywords: Ultrasonic Vibration, Geometric Accuracy, Milling
  • Kiandokht Mirasadi, Davoud Rahmatabadi, Esmaeil Ghasemi, Majid Baniassadi*, Mostafa Baghani Pages 125-130

    Smart materials can react to environmental changes like living organisms and adapt themselves to environmental conditions and changes such as changes in temperature, electric current, magnetic field, light, humidity, etc. Using 3D printing to process smart materials is a new approach known as 4D printing. In this research, processing, manufacturing and 3D printing of PETG-ABS in three weight percentages of 70/30, 50/50 and 30/70 were done. The results of SEM also confirmed the compatibility of these two polymers. In all PETG-ABS mixtures, a combination of sea-island and drop-matrix morphology was observed, and for the 30/70 and 30/70 blends, phase droplets dispersed in the matrix were clearly observed. The results of mechanical properties also showed that as the percentage of ABS in the mixture increases, the tensile strength increases and the elongation decreases. The results obtained from the shape memory test indicate the existence of the ability to program the shape memory property in 4D printing mixtures. As expected, the increase in the weight percentage of ABS was associated with the disorder in the recovery of the mixtures, so the mixture with 70% by weight of PETG and 30% by weight of ABS showed the most favorable shape memory properties.

    Keywords: 3D printing, Shape Memory Polymers, Mechanical Properties, SEM
  • Kiandokht Mirasadi, Davoud Rahmatabadi, Esmaeil Ghasemi, Majid Baniassadi*, Mostafa Baghani Pages 131-136

    In this research, processing and 3D printing of PETG-ABS- Fe 3 O 4  nanocomposites reinforced with iron oxide nanoparticles in three different weight percentages of iron oxide nanoparticles with PETG70-ABS30 polymer matrix was done. This research was carried out with the aim of strengthening the shape memory properties, thermal properties, mechanical properties and adding the ability to indirectly stimulate the background matrix through the addition of iron oxide nanoparticles. SEM images confirmed that the mixture of PETG-ABS is immiscible and adding nanoparticles does not change the compatibility and miscibility of the base polymer, and this result is consistent with the DMTA analysis was also checked and confirmed. With increasing amount of iron oxide, the tensile strength and elongation decrease, and this decrease in mechanical properties is more pronounced in the sample of 20% by weight of iron oxide compared to the sample of 10% by weight. Nevertheless, the final strength of the samples is around 25 to 32 MPa, which indicates a suitable and acceptable distribution of nanoparticles up to 15% by weight in the polymer field. By increasing the amount of iron oxide nanoparticles, the amount of shape recovery increases and the nanocomposites containing 10, 15 and 20% by weight show shape recovery of 63.77%, 88.48 and 93.33%, respectively.

    Keywords: Nanocomposite, Shape Memory Polymers, Direct, Indirect Stimulation, 3D Printing
  • Ahmad Homayooni*, Hamed Faraji, Ali Farahani, Nima Rahmani Pages 137-142

    In this article, the effects of changing four different input parameters such as cutting speed, feed rate, feed force in Z direction and force in Y direction on the output of tool wear in the machining process of aluminum metal base composite have been investigated. To numerically examine the influence of each parameter on the  desired composite machining process results, the E-fast sensitivity analysis procedure was used. E-fast method has a high speed in quantitative and qualitative data analysis. After conducting a sensitivity analysis, it was found that as the feed force increases in the X direction, the  tool wear increases with a significant slope. It was also observed that this parameter (feed force in  X direction) has the greatest impact on  tool wear compared to other input parameters with an amount of 88%. The parameters of feed rate, feed force in Z direction and cutting speed are effective on tool wear with negligible rates of 8%, 3% and 1%, respectively.

    Keywords: Feed Rate, Cutting Speed, Feed Force, Machining, Sensitivity Analysis
  • Ahmad Homayooni*, Zahra Saadat Eghdami, Maedeh Sotoude Pages 143-147

    Endmilling is a type of machining tool for chipping the surfaces of parts, which has received attention due to its wide application in industries such as molding. Therefore, today, the need of the industry to find the optimal parameters of the process is felt so that the quality of the desired surface can be achieved. In general, the selection of effective parameters in any milling process significantly affects the surface quality of a finished part. In this research, using E-fast statistical sensitivity analysis method, the simultaneous influence of input parameters including spindle speed, depth of cut, and feed rate on the output parameter of surface roughness for the samples has been investigated quantitatively. Machining experiments have been carried out under different cutting parameters as defined in steady state conditions for the milling tool. surface roughness and vibration rate of machining with non-linear quadratic forms; It has been modeled based on the cutoff parameters and its interactions through several regression analysis methods. The results of this research showed that the spindle speed time parameter is known as the most influential parameter on the surface roughness with 67% influence. It was also observed that the feed rate parameter with 30% effect of cutting depth with 3% are known as the second and third influencing parameters on surface roughness.

    Keywords: Endmilling, Sensitivity Analysis, Regression Equations, Surface Roughness
  • Vahid Tahmasbi*, Amin Sousanabadi Farahani, Baghi, Ghazi Khansari Pages 149-154

    Metal composites have received attention from various industries due to their excellent properties, such as a high strength-to-weight ratio and wear resistance. However, due to the presence of hard and abrasive particles, the challenges have always faced machining. Therefore, studying the effective parameters in the machining of these materials is very important. Drilling is one of the most common and widely used methods in the industry. In this study, the Response Surface Method (RSM) and Central Composite Design (CCD) were used to model, optimize, and analyze the effects of machining parameters. Aluminum composite with AL356 alloy reinforced with 25 micrometers of silicon carbide and 45 micrometers of mica mineral, as well as a 6 mm diameter carbide drill, were used for the experiments. According to the results, with an increase in the drilling speed, the drilling forces increased and the surface roughness decreased. Additionally, increasing the feed rate increased forces and surface roughness. With an increase in the volume fraction of SiC reinforcing particles, the drilling forces and surface roughness increased and decreased, respectively. By analyzing the data obtained from the experiments, the best combination of values was found to minimize the surface roughness and axial force at the same time. The best combination of parameters was found to be: a spindle speed of 1855 rpm, a feed rate of 50 mm/rev, and a weight percentage of 15% SiC

    Keywords: Metal Matrix Composite, Drilling, Thrust Force, Surface Roughness, Optimization
  • Vahid Tahmasbi*, Amin Sousanabadi Farahani, Danial Ghazi Khansari, Mohammad Hafez Baghi Pages 155-161

    Due to the significant increase in demand for materials with new capabilities, the use of composite materials is increasing. These materials have unique properties such as high wear resistance and a high strength-to-weight ratio, and are used by engineers in various industries, particularly in the aerospace and automotive sectors. Due to the metallic nature of these materials, the machining process is an integral part in achieving the shape and properties of the final product. Among composite materials, aluminum-based composites are the most widely used in industry. In this study, a methodical was conducted, study including statistical modeling using the response surface method and deriving regression equations of the effect of spindle rotation speed, feed rate, and depth of cut on surface roughness, metal removal rate, and tool wear during machining of A359/B4C/Al2O3 matrix aluminum composite. It was found that an increase in spindle rotation speed, feed rate, and cutting depth increased metal removal. The best combination of parameters that was found to simultaneously minimize the surface roughness and maximize the metal removal rate and minimize flank wear was a spindle speed of 600 rpm, a feed rate of 0.075 mm/rev, and a cutting depth of 0.20 mm

    Keywords: Metal Matrix Composites, Tool Wear, Metal Removal Rate, Surface Quality
  • Mohammad Ali Mohammadi*, Somayeh Mohammadi Pages 163-167

    The course of change and transformation of the generations of shipyards shows that the occurrence of an accident or the invention of new technology and advanced machine tools has caused the shipyard to change to the next generation every period. This generation change includes 5 levels so far. The difference between generations of shipyards includes three general parameters of production philosophy, production technology and factory layout. The realization and development of the first generation in the late 1940s, the second generation in the late 1960s, the third generation in the late 1980s, the realization and development of the fourth generation in the early 2000s, and the development of the fifth generation started in 2020. The most important factor in the change of generations of shipbuilding is to achieve the open index (better, cheaoer and sooner). In the research, an overview of important parameters in determining the generation of shipbuilding with advanced machine tools, such as material flow, pre-outfit workshop, block making, factory expansion, mechanization, buffer area, process line, outfitting, and vessel dimensions, have been discussed.

    Keywords: Generation, Shipbuilding, Technology, Machine tools, Marine industries
  • Arian Asgari, Mohammad Khalili*, Sara Khosrobegi Pages 169-175

    The industry uses SCM440 steel extensively because of its many characteristics. Nevertheless, wear and vibration are two issues that this steel may bring about. Minimum Quantity Lubricant (MQL) technology is being employed extensively as the most efficient substitution approach in pursuit of a cost-effective alternative solution. Vibrations and acoustic emission signals work well for tracking surface roughness and tool wear. It is possible to use undesirable machining factors as parameters to study the behavior of the process. Regression analysis of several factors allows for the discovery of weaknesses and vulnerabilities in the machining process. Optimizing the production process and enhancing quality are possible with the use of effective factors. The two parameters that have the biggest effects on machining quality are feed rate and cutting depth. Feed rate is known to be sensitive to surface roughness, while cutting depth is recognized to be sensitive to tool wear.

    Keywords: MQL Technology, Sensitivity Analysis, Machining Quality, SCM440, Acoustic Emission
  • Salar Farzad-Rik, Masoud Mahmoodi*, Hadi Tagimalek, Mohammad Reza Maraki Pages 177-181

    Today, the wire arc additive manufacturing process is based on gas metal arc welding as one of the electric arc fusion processes, widely used in the industry due to its high efficiency. The correct selection of input parameters directly affects the welding quality, and by controlling those parameters, the amount of welding material can be reduced, its properties can be improved, and then the efficiency of the process can be increased. In this research, the production of a composite sample with a combined electrode by gas metal arc welding (GMAW) was investigated. At first, the welding speed, voltage, and wire speed were selected by studying and checking the effective parameters of the process in the wire and arc additive manufacturing (WAAM) by gas metal arc welding. Then, in order to evaluate the effects of effective welding parameters, three three-level factors were designed by the Taguchi method in Minitab software with an L9 array-related experiment. After performing the appearance review process, tensile and microhardness tests were performed. The tensile test results showed that the highest tensile strength is 294.327 MPa in the sample with a welding speed of 86 mm/min, voltage of 32 V, and wire feeding speed of 6 m/min. The microhardness test results showed that the highest value of microhardness was 463.1 Vickers for the sample produced with a welding speed of 86 mm/min, voltage of 27 V, and wire feeding speed of 5 m/min.

    Keywords: WAAM, GMAW, Combined Electrode, Microhardness, Mechanical properties
  • Zeinab Mandizadeh, Fatemeh Ramezani, Mohammad Khalili* Pages 183-187

    Achieving optimal parameters in production processes is crucial in the military industry, as the products are highly complicated and resistant. Because there is no heat generation in the cutting area, abrasive water jet machining is a particularly popular procedure. This study looked into how input variables affected the abrasive water jet machining of rolled homogenous armour steel. The material removal rate, surface roughness, and Kerf angle regression equations were analyzed using the E-fast method of statistical sensitivity analysis. The findings demonstrated that the standoff distance, with a 74% impact, is the most effective parameter on the kerf angle, and the jet traversal speed, with a 95% and 50% impact on the material removal rate and surface roughness, respectively. In addition, pressure had the least effect on three variables of material removal rate, surface roughness and kerf angle.

    Keywords: Abrasive Water Jet Machining, Armor Steel, Material Removal Rate, Surface Roughness, Kerf Angle
  • Mohsen Sadr, Amir Rasti*, Mohammad Hosein Sadeghi, Mohammad Yazdani Khameneh Pages 189-194

    In this article, the effect of creating a surface pattern on the expression of cutting has been studied. More precisely, the effect of the texture created by laser engraving on the values of machining forces was investigated in different states, and these tests were performed both in the presence of lubricant and in its absence. The parameters of depth, pitch, texture diameter and distance from Cutting edges were considered as tool texture parameters. A total of 9 experiments were conducted using the Taguchi test design method. Lubrication in both textured and non-textured tools reduced the machining force by 30-35%. In the end, the machining forces obtained from the test were compared with textured and non-textured tools in the presence of lubricant, and it was observed that due to texturing of the tool, the machining force decreased by about 28%.

    Keywords: Texture Tool, Hard Machining, Lubrication
  • Ali Khoshanjam*, Mohammd Reza Samadi, Keyvan Khoshanjam Pages 195-201

    One of the new and widely used polishing processes for the surfaces of cylindrical parts is the Magnetic Rotary Abrasive Polishing Process (MRAF). This process is done using magnetic force and rotational speed simultaneously and oppositely. In this process, the forces required for machining and surface polishing are applied to the surface of the workpiece through magnetic and rotational force. One of the capabilities of this process is the ability to finish the internal and external surfaces of various parts with a special geometric shape and axial symmetry. The purpose of this article is to investigate the mathematical model of the chip removal mechanism and surface roughness changes, as well as applied forces in the process, for an abrasive particle. In order to model and optimize process parameters, response surface method and analysis of variance have been used. Based on the presented mathematical model, it was observed that the parameters of rotation speed (S), working distance (w) and the dimensions of the abrasive particle (A) have a significant effect on the quality of the surface (Ra). Based on the surface response method, the lowest surface roughness value was obtained through a rotation speed of 700 rpm, a working distance of 1.5 mm and an abrasive particle with dimensions of 18 micrometers, which is equal to 43.64 nm and with the experimental value obtained from the tests, That is, 43 nm had an acceptable match and had a desirability level of 0.9959. The obtained results were in good agreement with each other in theoretical and experimental modes.

    Keywords: Abrasion Polishing, Surface Smoothness, Machining, Magnetic Force
  • Shayesteh Bashiri, Mohammad Khalili* Pages 203-208

    The proper operation and quality of the finished product are highly dependent on the surface roughness of parts in a variety of industries. Among the most sophisticated techniques for reducing a part's surface roughness is the magnetorheological polishing procedure. This technique uses a magnetic field and rheological materials to improve the surface roughness of items. The parameters of turning radius, gap, machining time, magnetic pole rotation speed, and workpiece rotation speed have all been studied in the present research. By applying the Sobol method for statistical sensitivity analysis, the parameters have been examined via the surface roughness regression equation. According to the results, the most effective parameters are the workpiece's rotation speed (impact of 51%) and the magnetic pole's rotation speed (impact of approximately 21%). The next parameters to be considered are the machining gap (14% impact) and machining time (11% impact). With a 3% impact, the radius of gyration is thought to be the least important parameter in this process. This means that the time parameter's impact on this procedure can be neglected.

    Keywords: Surface Roughness, Magnetorheological Polishing, Sobol Statistical Method
  • Reza Rashmehkarim*, Mohammad Jafari, Mahdi Heidari Pages 209-221

    Analyzing and modeling damage and crack growth in bodies and structures is one of the important issues in designing methods to prevent crack growth or stop it in order to avoid sudden fracture and increase the lifetime of structures. Extensive research has been performed in the field of modeling fracture, crack growth, and damage in bodies and structures. However, there are still many problems in modeling crack growth and damage in bodies with points of singularity and discontinuities. In recent years, a new theory called peridynamic has been proposed to model and analyze such problems. The formulation framework of peridynamic theory is based on integral equations. In addition, points of singularity and discontinuities and damage in the body and modeling them are another type of deformation and part of the structural equations of this theory. As a result, the peridynamic theory is used directly, without the need for additional relations to model crack growth in problems involving points of singularity and discontinuities. In this paper, a bond-based peridynamic modeling for unidirectional carbon fiber reinforced polymer material(UDCFRP) orthogonal cutting process is proposed, and the corresponding composite material bond failure criterion is also investigated for better revealing the machining mechanism of UD-CFRP machining. From comparing between simulation and experimental results, it can be indicated that the peridynamic modeling is capable for predicting the chip formation and surface crack and damages in UD-CFRP machining.

    Keywords: Surface damage, Crack, CFRP Composite, Peridynamic Theory
  • Mohammad Hosein Shahabzadeh*, Reza Jahedi Pages 223-235

    In this research, errors and accuracy of a 5-axis machine tools are investigated using a balbar device. The focus is on the measurement of positional errors and rotational errors related to rotational axes. Therefore, first, using homogeneous transformation matrices and based on the kinematic chain of machine axes, a mathematical error modeling is done for each axis in order to get an overview of the impact of errors on machine operation. In the following, a method to measure these errors is proposed, and to validate this proposed method, its results are compared with a valid method. Homogeneous transformation matrices (HTMs) are used to create a machine tool model and generate bearing error diagrams due to machine tool geometric errors based on the given experimental design. Simulated payload trajectory patterns can be used to evaluate unique fault effects for detected faults and to diagnose machine tool conditions.

    Keywords: 5-Axis Machine Tools, Geometric Errors, BALLBAR Test, Machine Tools Accuracy
  • Vahid Tahmasbi*, Sepehr Aeinehbandi, Rasoul Ahadi Pages 237-243

    This paper deals with drilling of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composite filled with carbon nanotube (CNT) using response surface method (RSM) based utility function. In the drilling of CFRP composites with a hybrid metal base, the additional advance force and pleat height reduce the performance of the composite. Therefore, to improve the performance of the hybrid metal matrix composite, the advancing force and the pleat height of the composite are minimized. Hence, the advancing force and pleat height are the factors considered in the present research and are the main responses that are minimized using the RSM-based utility function. Four important input factors such as drilling speed, feed rate, CNT percentage and drill helix angle are considered to analyze the performance of the drilling process. The results showed that the advance rate is a very influential parameter that affects the advance force and pleat height in hybrid metal matrix composites. During the drilling operation, due to the mutual rubbing of the CNT abrasive particles, it causes extensive surface damage such as holes, cracks, and fibers coming out. The ANOVA results show that the experimental data are well correlated at the 95% confidence interval, and this technique can be very useful and reliable for predicting drilling parameters of CFRP metal matrix composites.

    Keywords: Carbon Fiber, Composit, Carbon Nanotube
  • Mohammd Reza Sheykholeslami*, Siamak Mazdak, Hamid Reza Mohammadi, Naser Meighani Pages 245-248

    The mechanical flow meter is a widely used tool in various industries such as the oil industry. A pair of oval gears is used in the mechanical flow meter. The most important issue in the oval gear is the lack of uniformity in the shape of its teeth. This lack of uniformity prevents the gears from interfering with each other, for this reason, similar to the circular gear, it is not possible to machine.  For the oval gear machining, tool design, or the use of the wire-cut method is required. As a result, it is necessary to know the profile of oval gear teeth. Therefore, in this article, the relations governing oval gears have been investigated. In these relationships, the number of teeth, geometric dimensions, and equations of motion have been investigated. Then, it was modeled using the Gear-Otix software and with the help of the results of the relationships of the gears, the interference conditions of the two gears were checked in this software, and finally, the stress analysis of the gear was done by using Comsol software for the appropriate state. With the help of the created model, it is possible to produce this gear using the wire-cut method.

    Keywords: Oval Gear, Elliptic Gear, Stress Analysis
  • Fardin Shabani, Mohammad Reza Sheykholeslami*, Mahdi Modabberifar, Hamed Faraji Pages 249-253

    When there is a need to transfer power between non-parallel shafts, bevel gears are used. Bevel gears are widely used in power transmission systems such as car differentials and helicopter gearboxes, so knowing and improving the performance of this type of gear is particularly important. It is important and necessary to accurately calculate the machining time of the desired bevel gear in order to reduce time and costs. In this paper, data are collected using Taguchi's test design method in three levels. The amount of machining time was calculated for each test, then with the help of signal-to-noise analysis, the influence of the input parameters on the design of the straight tooth bevel gear on the reduction of the machining time has been investigated. The investigated parameters are conversion ratio, allowable contact stress and allowable bending stress.According to the obtained results, the conversion ratio parameter was found to be the most effective parameter on reducing the machining time. The optimal value of the conversion ratio was reported at level 1 with a value of 1.5.

    Keywords: Bevel Gear- Design of Taguchi Experiment-Machining Time- Signal-to-Noise Analysis
  • Seyd Alireza Rasouli*, Davoud Nori Pages 255-261

    One of the components of the MAF process is the magnetic field that is applied through the field source. This source can be permanent or electrical. In terms of shape, permanent magnets are divided into two main categories: cubic and cylindrical. In the past researches, cylindrical overhead magnets have been used to perform MAF on free surfaces, which is not very efficient due to the time-consuming process. In this research, first of all, the methods of making overhead magnets have been examined to find the optimal magnetic conditions. Then, in order to increase the efficiency of the process, methods to increase the efficiency of the overhead magnet have been investigated. Based on this, the mentioned methods have been discussed and evaluated. According to the results, in the method of using a ball magnet and connecting it to a cylindrical magnet, the magnetism density is significant, and also by grooving the head magnet, the roughness changes on the inclined surfaces of the ferromagnetic workpiece from 21% to It reached 34.4% and in the inclined area with a curvature angle of 90 and 105 degrees of the surface of the ferromagnetic workpiece, a 9% increase in roughness changes occurs.

    Keywords: Magnetic Abrasive Finishing, Abrasive Powder, Magnetic Flux Density
  • Mohammad Reza Karimianrizi*, Saeid Farahat Pages 263-268

    Optimizing energy consumption in industrial robots can reduce operating costs, improve performance, and extend the life of the robot during manufacturing. In recent years, with the progress of science and technology, new technologies such as cloud computing, big data, etc. have continuously emerged, and in particular, cloud computing technology has been used in robot research that improves the real-time performance of the designed robot. It can also provide high energy efficiency, low cost, etc. One of the most important aspects of this technology is its use in continuous monitoring of robots' performance, which can guarantee its optimal performance. In this research, first, an overview of the methods of reducing energy consumption is presented, and then the effectiveness of using edge computing technology in reducing energy is analyzed. For this purpose, the use of algorithms to optimize the performance of the robot, including its trajectory and working times, is controlled by the edge. The results of the simulations show that the energy consumption can be significantly reduced by using edge technology.

    Keywords: Machining Robots, Robot Monitoring, Control, Edge Computing, Energy Optimization