فهرست مطالب

مجله مهندسی ساخت و تولید ایران
سال دهم شماره 2 (اردیبهشت 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/10/25
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مهدی کیانی مجد، علیرضا حاجی علی محمدی*، علیرضا رعیت رکن آبادی، سپهر گلباز صفحات 1-6
    پلیسه گیری الکتروشیمیایی یکی از روش هایی است که معمولا برای از بین بردن اضافه های تراشکاری در مقیاس کوچک و میکرونی مورد استفاده قرار می گیرد. در این مطالعه تاثیر اعمال امواج التراسونیک روی پارامترهای فرایند پلیسه گیری الکتروشیمیایی بررسی شده است. پارامتر نرخ براده برداری در دو حالت با و بدون استفاده از امواج التراسونیک مورد بررسی قرار گرفت. جریان الکتریکی، دمای الکترولیت و توان التراسونیک متغیرهای ورودی هستند و سایر پارامترهای فرایند، ثابت در نظر گرفته شده اند. برای انجام آزمایش از الکترولیت، شش لیتر آب و 20 گرم سدیم نیترات در ظرف استیل، ترانسدیوسر التراسونیک با فرکانس 28 کیلوهرتز و قطعه کار از جنس آلیاژ برنج C86300 استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش جریان الکتریکی، نرخ براده برداری در هر دو مورد با و بدون التراسونیک روند افزایشی دارد و پس از اعمال یک جریان مشخص ثابت می ماند. در موردی که امواج التراسونیک اعمال شد، نرخ براده برداری در جریان 2.7 و 2 آمپر به ترتیب از 20 تا 100 درصد نسبت به حالت بدون امواج التراسونیک افزایش می یابد. چگونگی تغییر جریان الکتریکی با افزایش دما از °C 25 تا °C 40 در دو حالت اعمال امواج التراسونیک و بدون امواج التراسونیک بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش دما در هر دو حالت مذکور منجر به افزایش جریان الکتریکی می شود. همچنین در هر دمای مشخص میزان افزایش جریان الکتریکی در حالت با اعمال امواج التراسونیک نسبت به حالت بدون التراسونیک مقدار بیشتری است و بیشترین افزایش جریان الکتریکی به میزان %40 به ازای دمای °C 25 رخ داده است.
    کلیدواژگان: پلیسه گیری الکتروشیمیایی، امواج التراسونیک، نرخ براده برداری
  • حسین رحیمی آسیابرکی، پرویز اسدی، مصطفی اکبری*، مرتضی عزتی صفحات 7-13
    فرآیند اصطکاکی-اغتشاشی یکی از فرآیندهای نوین در تولید کامپوزیت های زمینه فلزی می باشد. انتخاب پارامترهای مناسب جهت توزیع یکنواخت ذرات در این فرایند امری حیاتی است. یکی از پارامترهای مهم در این فرایند تعداد پاس فرایند و تغییر جهت دوران ابزار در بین پاس های فرایند می باشد. در این مطالعه به بررسی اثر تعداد پاس و تغییر جهت دوران ابزار بر توزیع ذرات سیلیسیم کاربید در آلومینیوم 6061 پرداخته شده است. آلومینیوم 6061 یکی از آلیاژهای آلومینیوم با قابلیت رسوب سختی است که منیزیم و سیلیسیم عناصر اصلی آن را تشکیل می دهند. ابتدا نمونه هایی با استفاده از یک، دو و چهار پاس فرایند، با و بدون تغییر جهت دوران ابزار در بین پاس های فرایند تولید می شوند. سپس با استفاده از عکس های ماکرو و میکروسکوپی نحوه توزیع ذرات در فلز پایه مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج نشان داد تعداد پاس فرایند و تغییر جهت دوران ابزار، تاثیر چشم گیری در توزیع یکنواخت ذرات دارد.
    کلیدواژگان: فرایند اصطکاکی-اغتشاشی، تعداد پاس، ذرات تقویت کننده، کامپوزیت
  • وحید مرادزاده، مهدی دانش*، فاطمه عربگل صفحات 14-21
    کامپوزیت های حاوی تقویت کننده ی الیاف شیشه به دلیل وزن پایین، مقاومت سایشی بالا و مقاومت عالی در برابر نور ماوراء بنفش در صنایع مهمی نظیر صنایع هوافضا، خودرو سازی و پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرند. دستیابی به قطعه ای در شکل دلخواه و دارای سطحی باکیفیت مناسب، چالش اصلی محققان و متخصصان ماشینکاری است. به دلیل ساختار ناهمگن و ناهمسانگرد مواد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه، ماشینکاری این مواد اغلب منجر به ایجاد خرابی هایی مانند ترک خوردگی ماتریس، بیرون کشیدگی الیاف، ورقه ای شدن و غیره در سطح قطعه ی کار می شود. رفتارهای خرابی، از ساختار ناهمگن و ناهمسانگرد کامپوزیت ناشی نمی شوند، بلکه ناشی از روش های ماشینکاری و برهم کنش میان آن ها است. یکی از تاثیرگذارترین عوامل بر کیفیت سطح قطعه کامپوزیت تقویت شده با الیاف، جهت گیری الیاف است که در این تحقیق مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی جهت گیری الیاف شیشه در سه راستای صفر، 45 و 90 درجه بر ساختار سطح نهایی کامپوزیت اپوکسی-الیاف در این تحقیق نشان داد با افزایش زاویه ی الیاف از صفر تا 90 درجه، مقدار زبری سطح افزایش می یابد. همچنین نتایج به دست آمده نشان داد ورقه ای شدن سطح قطعه ی کار در جهت گیری 45 درجه بیشتر از دو جهت 90 و صفر درجه است.
    کلیدواژگان: کامپوزیت پلیمری، الیاف شیشه، زبری، بافت، تورق سطح
  • سید احسان افتخاری شهری*، سید محمدرضا سده ئی، هادی ایزدی صفحات 22-32
    در بسیاری از صنایع که با فرآیندهای ماشینکاری در ارتباط هستند، فاکتور اساسی برای کاهش هزینه ی کلی تولید، انتخاب شرایط ایده آل ماشینکاری است. حرارت قطعه یک عامل بسیار موثر در فرآیندهای ماشینکاری می باشد که در این مطالعه، تاثیر این پارامتر بر رفتار براده و نیروهای وارده بر ابزار در ماشینکاری فولاد CK45 مورد بررسی قرار گرفته است. از سه دمای پیش گرم 25، 70 و 100 درجه سانتی گراد برای پیش گرم قطعه پیش از عملیات تراشکاری استفاده شد و متغیرهای تشکیل براده بررسی گردید. همچنین با ایجاد مدل اجزای محدود از فرایند، ماشینکاری قطعه و تشکیل براده در ماده شبیه سازی شد که نتایج تطابق خوبی با آزمایشات تجربی را نشان می دهد. با تایید مدل اجزاء محدود، مقدار نیروی ماشین کاری، تنش های حرارتی و سایش در فرایند به کمک مدل اجزای محدود ارزیابی شد. بر اساس نتایج بدست آمده مشخص شد که بیشترین انحناء براده در دمای پیش گرم 70 درجه سانتی گراد رخ می دهد. همچنین بیشترین ضخامت تغییر شکل یافته براده در دمای پیش گرم 25 درجه و کمترین مقدار آن در دمای پیش گرم 70 درجه سانتی گراد بوده است. نیروهای وارد بر ابزار در راستاهای y و x با کاهش دما بیشتر شده اما نرخ حرارت نوک ابزار تا دمای ماشینکاری 70 درجه سانتی گراد افزایش و بعد از آن به علت کمتر شدن اصطکاک به طرز چشم گیری و تا حدود 60% کاهش یافته است.
    کلیدواژگان: تراشکاری، شبیه سازی، پیش گرم، فولاد Ck45، براده
  • علیرضا رونقی، امیرحسین جباری مستحسن، محمد صدیقی* صفحات 33-40
    منیزیم و آلیاژهای آن به دلیل دارا بودن مدول الاستیسیته مشابه با استخوان و همچنین ویژگی های زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری، کاربردهای گسترده ای در صنایع پزشکی و ساخت ایمپلنت های جذبی پیدا کرده اند. از طرفی بکارگیری ایمپلنت های منیزیمی با ساختار متخلخل می تواند سبب رشد نرخ جایگزینی استخوان به جای ایمپلنت جذبی گردد. با اضافه نمودن ذرات تقویت کننده هیدروکسی آپاتیت به منیزیم و آلیاژهای آن، می توان خواص مکانیکی و خوردگی آن را نیز بهبود بخشید. در این مقاله اثر اندازه پودر منیزیم در استحکام فشاری بایوکامپوزیت متخلخل منیزیم-هیدروکسی آپاتیت مورد مطالعه قرار گرفته است. نمونه های منیزمی و کامپوزیتی غیر متخلخل و متخلخل با درصد تخلخل حجمی 24% و 58% با استفاده از روش متالورژی پودر ساخته شده اند. برای این منظور دو نوع پودر منیزیم با اندازه های متفاوت µm 63 و µm 250، ذرات تقویت کننده هیدروکسی آپاتیت و ذرات آمونیوم بی کربنات بعنوان فاصله دهنده بکار گرفته شد. نتایج آزمون فشار تک محوره نشان داد استحکام تمامی نمونه های خالص و کامپوزیتی که با پودرهای منیزیمی به اندازه µm 63 ساخته شده اند نسبت به نمونه های ساخته شده با پودر µm 250 تا میزان 103% بیشتر است. همچنین در تمامی تخلخل های بررسی شده کامپوزیت ها در مقایسه با نمونه های خالص استحکام فشاری بالاتری از خود نشان می دهند.
    کلیدواژگان: پودر منیزیم، بایوکامپوزیت منیزیم، هیدروکسی آپاتیت، اندازه پودر، ساختار متخلخل، استحکام فشاری
  • حسین طالبی قادیکلایی* صفحات 41-48
    در این پژوهش تاثیر مشخصات لایه ی لاستیکی همچون سختی و ضخامت بر نازک شدگی کانال های صفحات دوقطبی فلزی در عمق یکسان، به صورت تجربی و شبیه سازی بررسی خواهد شد. صحت نتایج بدست آمده از شبیه سازی، با استفاده از نتایج تجربی مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت. برای انجام مراحل تجربی از قالبی با شیار موازی و همچنین از پرس 60 تن برای اعمال نیرو به مجموعه استفاده شده است. با توجه به نتایج بدست آمده کاهش سختی لایه ی لاستیکی باعث ایجاد توزیع ضخامت یکنواخت تری در عمق یکسان خواهد شد. حداقل ضخامت ایجاد شده در قطعه ی نهایی در فرایند شکل دهی توسط لایه ی لاستیکی با سختی ShoreA55 برابر با 703/0 می باشد که در مقایسه با سختی ShoreA90 بیانگر 1/3 درصد بهبود در میزان نازک شدگی می باشد. همچنین، افزایش ضخامت لایه ی لاستیکی موجب بهبود فرایند شکل دهی شده و طبق نتایج بدست آمده در عمق یکسان، لایه ی لاستیکی با ضخامت بالاتر موجب شکل دهی میکروکانال هایی با توزیع ضخامت یکنواخت تر در نواحی بحرانی خواهد شد.
    کلیدواژگان: صفحات دوقطبی فلزی، شکل دهی فلزات، شکل دهی لاستیکی، عمق کانال
|
  • Mehdi Kianimajd, Alireza Hajialimohammadi *, Alireza Raiat Roknabadi, Sepehr Golbaz Pages 1-6
    Electrochemical deburring is a common method for removing small and micron scale turning additives. This study investigated the impact of ultrasonic waves on the parameters of the electrochemical deburring process. The parameter of material removal rate was investigated in two cases with and without the use of ultrasonic waves. Electric current, electrolyte temperature and ultrasonic power were input variables and other process parameters were considered constant. In the experiments, electrolyte of 6 liters of water and 20 grams of sodium nitrate, an ultrasonic transducer with a frequency of 28 kHz and a workpiece made of brass alloy C86300 were used. According to the results, the material removal rate increases with an increase in electric current in both cases without and with ultrasonic and remains constant after applying a specific current. where ultrasonic waves were applied, the material removal rate in the current of 2.7 and 2 amps increases from 20 to 100%, respectively, compared to the case without applying ultrasonic waves. The investigation examined the changes in the electric current as temperature increases from 25 °C to 40 °C in both in both mentioned cases. The results showed that the increase in temperature in both cases leads to an increase in electric current. Also, at any given temperature, the amount of increase in electric current in the state with the application of ultrasonic waves is greater than in the case without ultrasound, and the highest increase in the electric current has occurred by 40% for a temperature of 25 ℃.
    Keywords: Electrochemical Deburring, ultrasonic, Material removal rate
  • Hossein Rahimi Asiabaraki, Parviz Asadi, Mostafa Akbari *, Morteza Ezzati Pages 7-13
    The friction stirring process is one of the new processes in the production of metal matrix composites. Choosing the right parameters for the uniform distribution of particles in this process is vital. One of the important parameters in this process is the number of processes passes and the change in the direction of the tool rotation between the process passes. In this study, the effect of the number of passes and the change in the tool rotation direction on the distribution of SIC particles in aluminum 6061 has been investigated. Aluminum 6061 is one of the hard deposit able aluminum alloys, in which magnesium and silicon are the main elements. First, samples are produced using one, two, and four process passes, with and without changing the tool rotation direction between the process passes. Then, the distribution of particles in the base metal is studied using macro- and microscopic photographs. The results showed that the number of processes passes and the change in the tool rotation direction have a significant effect on the uniform distribution of particles.
    Keywords: FSP, Number of Passes, Reinforcing particles, Composite
  • Vahid Moradzadeh, Mahdi Danesh *, Fatemeh Arabgol Pages 14-21
    Composites containing glass fiber reinforcement are used in important industries such as aerospace, automotive, and petrochemical due to their low weight, high abrasion resistance, and excellent resistance to ultraviolet light. Achieving a part in the desired shape and with a suitable quality surface is the main challenge for researchers and machining specialists. Due to the heterogeneous and anisotropic structure of composite materials reinforced with glass fibers, the machining of these materials often leads to failures such as matrix cracking, fiber pull-out, delamination, etc. on the surface of the workpiece. The failure behaviors are not caused by the heterogeneous and anisotropic structure of the composite but rather by the machining methods and the interaction between them. One of the most influential factors on the surface quality of fiber-reinforced composite parts is fiber orientation, which is studied in this research. Examining the orientation of glass fibers in 3 directions of 0 (zero), 45, and 90 degrees on the structure of the final surface of the epoxy-fiber composite in this research showed that the roughness of the surface increases with the increase of the fiber angle from zero to 90 degrees. Also, the obtained results showed that the delamination of the workpiece surface in the direction of 45 degrees is greater than in the two directions of 90 and zero degrees.
    Keywords: polymeric composite, glass fiber, Roughness, Texture, Delamination
  • Seyyed Ehsan Eftekhari Shahri *, Sayyed Mohammadreza Sedehi, Hadi Izadi Pages 22-32
    In many industries that are related to machining processes, the basic factor to reduce the overall cost of production is the selection of ideal machining conditions. The piece temperature is a very effective factor in machining processes, and in this study, the effect of this parameter on the behavior of the chip and the forces on the tool in the machining of CK45 steel has been investigated. Three preheating temperatures of 25, 70, and 100°C were used to preheat the part before turning, and the variables of chip formation were investigated. Also, by developing a finite element model (FEM) of the process, the machining of the part and the formation of chips in the material were simulated, which shows a good agreement with the experimental tests. After FEM validation, the amount of machining force, thermal stresses and wear in the process was evaluated with the help of FEM. Based on the obtained results, it was found that the maximum curvature of the chip occurs at the preheat temperature of 70 degrees Celsius. Also, the maximum deformed thickness of the chip was at a preheat temperature of 25 degrees and the lowest value was at a preheat temperature of 70 degrees Celsius. The forces applied on the tool in the Y and X directions increased with the decrease in temperature, but the heating rate of the tool tip increased up to the machining temperature of 70 degrees Celsius, and after that, due to the reduction of friction, it has been significantly reduced to about 60%.
    Keywords: Turning, Simulation, preheat, CK45 steel, CHIP
  • Alireza Ronaghi, Amirhossein Jabbari Mostahsan, Mohammad Sedighi * Pages 33-40
    Magnesium and its alloys have found a wide range of applications in medical industry and manufacturing of absorbable bio-implants because of having a modulus of elasticity similar to bone as well as having biocompatibility and biodegradability characteristics. Moreover, employing magnesium implants with a porous structure can lead to an increase in the rate of bone replacement instead of the initial absorbable implant. On the other hand, by adding hydroxyapatite reinforcing particles to magnesium and its alloy, their mechanical properties and corrosion resistance may be improved. In this paper, the effect of magnesium particle size on compressive strength of Mg/hydroxyapatite porous bio-composites has been studied. The magnesium and composite specimens with non-porous and porous (with a volume porosity of 24% and 58%) structures were produced using powder metallurgy method. For this purpose, two types of magnesium powder with particle sizes of 63 µm and 250 µm, hydroxyapatite particles as reinforcement, and ammonium bicarbonate particles as space holder, were used. The results of the uniaxial compressive tests revealed that the strength of all the pure and composite specimens fabricated by 63 µm powder has improved up to 103%, compared to those of the specimen fabricated by 250 µm powder. In addition, for both amounts of volume porosity, the composites offer a higher compressive strength than that of the pure specimens.
    Keywords: magnesium powder, Bio-composite, Mg, Hydroxyapatite, particle size, Porous Structure, Compressive strength
  • Hossein Talebi-Ghadikolaee * Pages 41-48
    In this research, the effect of rubber layer characteristics such as hardness and thickness of the rubber layer on the thinning of metallic bipolar plate channels at a constant depth was investigated experimentally and through simulation. The accuracy of the simulation results was evaluated using experimental data. For the experimental stages, a die with parallel grooves and a 60-ton press were used to apply force to the forming die. According to the results obtained, reducing the hardness of the rubber layer will lead to a more uniform thickness distribution at the same depth. The minimum thickness of the formed sample using a Shore A 55 rubber layer was 0.703 mm, which represents a 1.3% improvement in thinning compared to Shore A 90 hardness. Furthermore, increasing the thickness of the rubber layer improves the shaping process, and based on the results at the same depth, a thicker rubber layer will result in the formation of microchannels with a more uniform thickness distribution in critical areas.
    Keywords: Metallic bipolar plate, Metal forming, Rubber pad forming, Channel Depth