به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « tool wear » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «tool wear» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • آریا تاج الدین، امیرحسین رنجبر، بهزاد جباری پور*

    این تحقیق به بررسی سایش ابزار، آنالیز عنصری روی سطح ماشینکاری، زبری سطح قطعه کار، تغییرات ریزسختی و تغییرات ریزساختاری در سطح مقطع عرضی نمونه های فرزکاری شده فولاد ضدزنگ L304 تحت روش های خشک و روانکاری کمینه (MQL) می پردازد. فرآیند MQL توانسته است زبری سطح ماشینکاری را برای تمام پارامترهای فرزکاری، از 17% تا 41% نسبت به حالات متناظر ماشینکاری خشک، بهبود بخشد. در ماشینکاری خشک، عیوبی نظیر لبه انباشته، سایش شدید سطح آزاد و لب پر شدگی ابزار ایجاد شدند. در فرزکاری MQL این عیوب کاهش چشمگیری داشتند و لب پر شدگی روی سطح ابزار تقریبا حذف شده است. با افزایش سرعت برشی و عمق برشی، سختی سطحی افزایش یافته است. روش MQL نسبت به خشک، باعث کمتر شدن مقادیر سختی و عمق سخت شده زیر سطح ماشینکاری می شود. بر اساس نتایج آنالیز عنصری EDAX روی سطوح ماشینکاری شده خشک و MQL، تحت خشن ترین پارامترهای برشی مشخص شد که هیچگونه تغییر عناصر شیمیایی در سطح ماشینکاری رخ نداده است. افزایش پارامترهای برشی و یا ماشینکاری خشک، سبب تشدید تغییر شکل پلاستیک، لهیده شدن ریزساختار و فشرده شدن دانه های ریزساختاری در مجاورت سطح ماشینکاری می شود. حداکثر مقدار کاهش ضخامت لایه تغییر شکل یافته در فرزکاری MQL نسبت به خشک 39% است. برای هر نمونه فرزکاری، بین عمق سخت شده و ضخامت لایه تغییر شکل یافته ریزساختاری متناظرش، یک رابطه مستقیم وجود دارد.

    کلید واژگان: فولاد ضدزنگ, فرزکاری, مقدار روانکاری کمینه, یکپارچگی سطح, سایش ابزار}
    Aria Tajoddin, Amirhossein Ranjbar, Behzad Jabbaripour*

    This research investigates tool wear, elemental analysis (EDAX) on the machined surface, surface roughness, microhardness and microstructural changes in the cross-section of milled 304L stainless steel samples under dry and Minimum quantity lubrication (MQL) methods. The MQL process was able to improve the surface roughness for all milling parameters from 17% to 41% compared to the corresponding dry conditions. In dry machining, defects such as built up edge, severe flank wear and tool chipping were created. In MQL mode, these defects were significantly reduced and tool chipping was almost eliminated. By increase of cutting speed and depth, the surface hardness has increased. Compared to the dry method, the MQL reduces the hardness values and hardened depth below the machined surface. According to EDAX analysis on dry and MQL machined surfaces, applying the roughest cutting parameters, it was determined that no change of chemical elements occurred on machined surfaces. Increasing cutting parameters or dry machining causes the plastic deformation to intensify, the microstructure is flattened and the microstructure grains are compressed in the vicinity of the machined surface. The maximum reduction in thickness of deformed layer in MQL compared to dry method is 39%. For each milling sample, there is a direct relationship between the hardened depth and thickness of the corresponding microstructurally deformed layer.

    Keywords: Stainless Steel, Milling, Minimum Quantity Lubrication, Surface Integrity, Tool Wear}
  • ایلناز کریمی برام، سید علی نیک نام*، بهنام داودی
    امروزه ابزارهای برشی جدیدی با تکنولوژی پیشرفته برای افزایش بهره وری و بهبود قطعه های تولیدی ساخته شده اند. از سوی دیگر هر روزه مواد مهندسی و غیرمهندسی جدید با فناوری ها و کاربردهای منحصر به فرد وارد بازار می شوند که نیازمند روش های ماشینکاری نوین و ابزارهای برشی مخصوص هستند. همچنین نیاز فراوان به کاهش مصرف انرژی، ساخت اتومبیل هایی با بازده مناسب را گسترش داده است. کامپوزیت های پایه فلزی یکی از مواد مدرن و در حال توسعه هستند که در صنایع مختلف محبوبیت زیادی به دست آورده اند. از جمله این مواد می توان به Al-Mg2Si اشاره کرد که ویژگی های منحصر به فرد ترکیبب Mg2Si تقویت شده با آلومینیوم (Al) همچون چگالی پایین، قابلیت ریخته گری خوب و مقاومت به سایش بالا است. پژوهش های کاربردی در مورد ارزیابی توانایی ماشین کاری این دسته از مواد از جمله Al-Mg2Si نیازمند تحقیقات بیشتر است. لذا در این پژوهش، راهکارهای مناسب در جهت کاهش مساحت سایش سطح تراشه ابزار برشی در حین ماشینکاری کامپوزیت فلزی Al-Mg2Si با درصدهای وزنی متفاوتی از ترکیب شیمیایی Mg2Si مطالعه شده است. از این رو و بعد از ساخت چندین نمونه استوانه ای با فرایند ریخته گری القایی با درصدهای وزنی متفاوتی از ترکیب Mg2Si و مقدار ثابتی عنصر استرانسیوم، فرایند تراشکاری تحت شرایط برشی مشخص شدهای انجام یافت؛ سپس سطح براده ابزار با میکروسکوپ الکترونی روبشی تصویربرداری و تحلیل شد. بر اساس مشاهدات آزمایشگاهی، عنصر استرانسیوم باعث ریز ساختار شدن کامپوزیت و در نتیجه کاهش سایش سطح براده ابزار گردید. با افزایش درصد ترکیب Mg2Si در حضور استرانسیوم که خود باعث بهسازی خواص مکانیکی از جمله استحکام و شکل پذیری کامپوزیت میگردد نیز کاهش 54٪  سایش سطح براده ابزار حین افزایش سرعت برشی مشاهده شد.
    کلید واژگان: Al-Mg2si, سایش ابزار, ماشین کاری, کامپوزیت های پایه فلزی}
    Ilnaz Karimi Beram, Seyed Ali Niknam *, Behnam Davoodi
    Nowadays, to increase productivity and improve the technical and geometrical aspects of products, new cutting tools with advanced technology have been developed. On the other hand, each day new engineering and non-engineering materials with unique features and applications turn into the market, which require unique machining methods and cutting tools. Metal matrix composites (MMCs) are one of the modern and developing materials that have gained great popularity in various industries. However, applied research works about the evaluation of their machinability still require additional studies. Amongst, Al-Mg2Si is one of these materials. Therefore, the solution for decreasing the area of wear on the flank size of the cutting tool in the machining of Al-Mg2Si with different percentages of Mg2Si was proposed.  Therefore, at the first step, the cylindrical samples were fabricated by induction casting, each containing a uniform percentage of strontium (Sr) element. Thereafter, a scanning electron microscope (SEM) for image processing and analysis of the cutting tool surface. Finally, it was observed that the Sr element significantly reduced the area of wear land of the tool rake face. In addition, lower wear area was observed at a higher percentage of Mg2Si and cutting speed.
    Keywords: Al-Mg2si, Tool Wear, Machining, Metal Matrix Composites}
  • محسن عزیزی، علی جباری*، احسان سوری، شایان دهقان

    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.

    کلید واژگان: سوراخکاری اصطکاکی, اتصال مواد غیرهمجنس, پیش گرمایش, آلومینیوم AA6061T6, فولاد زنگ نزن AISI304L}
    Mohsen Azizi, Ali Jabbari*, Ehsan Soury, Shayan Dehghan

    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}
  • معین طاهری*، احمدرضا عربزاده

    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.

    کلید واژگان: فرزکاری, کامپوزیت آلومینیوم, پارامترهای موثر, نیروی برشی, فرسایش ابزار}
    M.Taheri, AR.Arabzadeh

    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}
  • فرشید جعفریان، محمد مقداد فلاح، سجاد دهقانی*

    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.

    کلید واژگان: شبکه عصبی مصنوعی, فولاد 4140, ماشینکاری, سایش ابزار, سرعت برشی}
    Farshid Jafarian, Mohammad Meghdad Fallah, Sajad Dehghani*

    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}
  • وحید طهماسبی*، امین سوسن آبادی فراهانی، دانیال قاضی خوانساری، محمدحافظ باقی

    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.

    کلید واژگان: کامپوزیت های زمینه فلزی, سایش ابزار, نرخ براده برداری, کیفیت سطح}
    Vahid Tahmasbi*, Amin Sousanabadi Farahani, Danial Ghazi Khansari, Mohammad Hafez Baghi

    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}
  • محمد مقداد فلاح، فرشید جعفریان، سجاد دهقانی*، حسین علیزاده

    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.

    کلید واژگان: سرعت برشی, فولاد سخت کاری شده 4140, زبری سطح, سایش ابزار, نیروهای ماشین کاری}
    Mohammad Meghdad Fallah, Farshid Jafarian, Sajad Dehghani*, Alizade

    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}
  • وحید طهماسبی*، سپهر آئینه بندی، محمد حافظ باقی، امین سوسن آبادی فراهانی

    پیشرفت های صورت گرفته در بسیاری از زمینه های مهندسی مرهون دستیابی به مواد اولیه با ویژگی های مطلوب است. استفاده از کامپوزیت های زمینه فلزی به دلیل دارا بودن نسبت استحکام به وزن مناسب، مقاومت به سایش و خزش و... به عنوان یک جایگزین برای مواد اولیه رایج ازجمله آلیاژهای آهنی در حال رشد سریع می باشد. ماشین کاری کامپوزیت های پایه فلزی به دلیل وجود ذرات تقویت کننده بسیار ساینده در زمینه فلزی آن، کاری دشوار و همراه با مشکلات فراوان روبه رو است. ازاین رو بررسی عوامل اثرگذار بر روی این مواد امری لازم و اجتناب ناپذیر است. در این مطالعه سعی بر این شده است مطالعه ای روشمند به منظور بررسی تاثیر پارامترهای سرعت دوران اسپیندل، سرعت پیشروی، عمق برش و درصد ذرات تقویت کننده بر روی رفتار نیروی برشی و سایش ابزار با استفاده از روش های طراحی ازمایش،  مدلسازی و روش های تحلیل حساسیت آماری صورت گیرد. تحلیل دقیق رفتارها با ارایه معادلات رگرسیون  آماری و بهینه سازی به روش درینگر و تحلیل حساسیت ای - فست انجام شده است. مطابق با نتایج به دست آمده عمق برش بیشترین تاثیر را بر نیروی ماشین کاری را داد. همچنین سرعت برشی با 77%، نرخ پیشروی با 9% درصد و عمق برش و درصد وزنی ذرات تقویت کننده با 7% درصد سایر پارامترهای اثرگذار بر روی سایش ابزار در فرآیند فرزکاری این کامپوزیت هستند.

    کلید واژگان: آنالیز حساسیت, فرزی کاری, کامپوزیت پایه آلومینیومی, سایش ابزار, نیروی ماشین کاری}
    Vahid Tahmasbi*, Sepehr Aeinehbandy, Mohammad Hafez Baghi, Amin Sousanabadi Farahani

    Advances in many engineering fields depend on materials with appropriate properties. The use of metal-matrix composites is rapidly growing as a suitable alternative to conventional materials due to their strength-to-weight ratio, resistance to wear and creep, etc. Machining of metal-based composites is a difficult task due to the presence of very abrasive reinforcing particles in its based metal. Therefore, it is necessary to investigate the factors affecting these materials. In this research, a methodical study has been conducted to investigate the effect of the parameters of spindle  speed, feed rate, depth of cut and the percentage of reinforcing particles on the behavior of cutting force and tool wear using experimental design methods, modeling and statistical sensitivity analysis methods. . Detailed analysis of behaviors has been done by providing statistical regression equations and optimization by Deringer's method and E-Fast-Sensitivity Analysis. According to the obtained results, the cutting depth had the greatest effect on the machining force. Also, cutting speed with 77%, advance rate with 9% percent and cutting depth and weight percent of reinforcing particles with 7% percent are other parameters affecting tool wear in the milling process of this composite.

    Keywords: sensitivity analisis, milling, Al matrix composite, tool wear, cutting forces}
  • محمد صادق سالاری، علیرضا مطهری، غلامرضا خلج

    در این تحقیق با استفاده از مبرد R410a در خنک کاری لبه برنده ابزار و مقایسه آن با سیال سنتی آب صابون، عمر ابزار و میزان فرسایش لبه برنده ابزار بررسی شد. نرخ سایش ابزار فولاد تندبر (HSS) در براده برداری فولاد (ck45) 1045  در سرعت های برشی 15، 25، 40 و 55 متر بر دقیقه، عمق های براده برداری 5/0، 1 و 5/1 میلیمتر و مقادیر پیشروی 05/0، 12/0 و 2/0 میلیمتر بر دور در دو حالت خنک کاری سیال آب صابون و مبرد R410a بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که خنک کاری به وسیله مبرد R410a به علت قدرت سرمایش بالا و کنترل بهتر دمای محل برش نسبت به سیال آب صابون در فرآیند ماشینکاری، سبب کاهش میزان فرسایش ابزار گردیده و می تواند به عنوان یکی از سیالات مناسب خنک کاری به کار گرفته شود. بر اساس کمینه های مقدار فرسایش ابزار در شرایط مختلف، با استفاده از مبرد R410a می توان سرعت برشی را 60 درصد افزایش داد و از 25 به 40 متر بر دقیقه رساند. همچنین در بهینه ترین حالت میزان فرسایش ابزار تا 20 برابر بهبود می یابد و در سرعت برشی 40 بر دقیقه، عمق براده برداری 1 میلیمتر و مقدار پیشروی 05/0 میلیمتر بر دور، پس از گذشت 60 دقیقه از زمان براده برداری، از 400 به 20 میکرومتر کاهش می یابد.

    کلید واژگان: فرسایش ابزار, خنک کاری تبریدی, زبری سطح, فولاد تندبر}
    MohammadSadegh Salari, Alireza Motahari, Gholamreza Khalaj

    In this research, using R410a coolant in cooling the cutting edge of the tool and comparing it with the traditional fluid of soapy water, the life of the tool and the wear rate of the cutting edge of the tool were investigated. The wear rate of high speed steel (HSS) tool in steel cutting (ck45) 1045 at cutting speeds of 15, 25, 40, and 55 meters per minute, cutting depths of 0.5, 1, and 1.5 mm and feed rate of 0.05, 0.12, and 0.2 mm /rev was investigated in two modes of liquid cooling, soapy water and R410a coolant. The obtained results show that cooling with R410a coolant, due to its high cooling power and better control of the temperature of the cutting area compared to the soapy water fluid in the machining process, has reduced the amount of tool wear and can be used as one of the suitable cooling fluids. Based on the minimum amount of tool wear in different conditions, by using R410a coolant, the cutting speed can be increased by 60% from 25 m/min to 40 m/min. Also, in the most optimal mode, the amount of tool wear is improved up to 20 times, and at a cutting speed of 40/min, the cutting depth is 1 mm and the feed rate is reduced from 400 to 20 micrometers.

    Keywords: Tool wear, Cryogenic cooling, Surface roughness, Tool steel}
  • Mofazeli M, Nosouhi R

    In ultrasonic vibration-assisted turning, an ultrasonic vibration is added to the tool, which leads to the periodical disengagement of the tool and the work-piece. In this research, an experimental study of ultrasonic vibration-assisted turning and conventional turning on Ti6Al4V Titanium alloy is conducted. First, by analyzing different parameters, four parameters are selected as the main affecting input parameters (cutting speed, feed rate, depth of cut, and ultrasonic vibration), and the effects of these four parameters are studied on two output parameters, namely tool wear and surface roughness. After the experimental tests, a statistical analysis is performed on the results and a neural network model is developed to predict the tool wear and surface roughness. The results show that the developed neural network model has a good agreement with the experimental results. In all experiments using ultrasonic vibrations, the tool wear and surface roughness were lower in comparison with the conventional turning. The cause of the tool wear and surface roughness reduction in ultrasonic mode are reducing the average forces applied to the tool, the alternative disengagement between the tool and the workpiece and increased dynamic stability of the process.

    Keywords: Vibrating Assisted Turning, Tool Wear, Surface Roughness, Ti-6Al-4V Titanium Alloy, Artificial Neural Network, Regression Model}
  • Sadr M, Rasti A, Sadeghi M.H

    Wear, friction and lubricant are important issues in all disciplines, including in turning. Normally, lubricant is used to reduce the temperature of the tool and also to reduce the friction between the part and the tool. So far, many studies have been done on lubricant optimization by changing its structure, for example by adding nanoparticles to the lubricant. In this article, with a new approach, the effect of creating a surface pattern on the accuracy of the lathe has been studied. More precisely, the effect of holes created by laser engraving on the friction behavior and the formation of the fluid layer in different states were investigated by numerical analysis. In general, the amount of load as well as the speed of chipping is an influencing parameter on the amount of friction. Here, by keeping these two parameters constant, the effect of the number, depth and size of the surface pattern was investigated.

    Keywords: Texture Tool, Tool Wear, Lubrication, Hard Machining}
  • Hossein Sepehri *
    This work aims to develop models to investigate the effects of flank wear on cutting forces during the turning of ck45 steel using carbide tools. Therefore, various turning experiments were performed with different cutting conditions. Flank wear and cutting forces were recorded at different stages of each experiment. The data obtained from the experiments showed that the tangential component of the cutting force was not significantly correlated with the tool flank wear. Instead, there was a good correlation between the axial and radial components of the cutting forces against flank wear. Since the cutting forces depend on both the cutting conditions and the tool flank wear, different cutting forces and cutting condition ratios were used to find the cutting force models that are more sensitive to tool wear. These ratios were used to develop artificial neural network models. The statistical results showed that the tool wear obtained from the artificial neural network models was very close to the results obtained from the experiments. In addition, the accuracy of the models including the axial component of cutting force was higher than in other models.
    Keywords: Tool wear, Cutting Forces, cutting condition}
  • رضا نوری زاده نشلی، محمد زارعی نژاد، سید مهدی رضاعی*، حامد ادیبی

    فرسایش ابزار تاثیر به سزایی در فرآیند ماشینکاری دارد. بررسی های متعددی برروی پایش فرسایش ابزار از طریق روش های متفاوت و با استفاده از سنسورهای مختلف، به منظور پیش بینی فرسایش ابزار انجام شده است. در این مقاله، مکانیزهای تولید صوت در حین فرآیند تراشکاری به طور جامعی بررسی شده اند و سه منبع اصلی تولید صوت تعیین و از یکدیگر متمایز شده اند. مکانیزم های تولید صوت با منشا ارتعاشات ابزار، تغییر شکل در قطعه کار و ارتعاشات در سطوح تماس (اصطکاک) بررسی و محدوده ی فرکانسی صوت ایجاد شده از طریق هر یک از این فرآیندها، مشخص شده اند. نشان داده شده است که مکانیزم های ذکر شده به ترتیب در محدوده ی چند ده هرتز، چند کیلوهرتز و چند مگاهرتز تولید صوت می نمایند. پس از آن مکانیزمی که برای پایش ابزار مناسب تر باشد بررسی و انتخاب شده است. سپس ارتباط بین آن مکانیزم تولید صوت و فرآیند تشکیل براده حین ماشینکاری مورد مطالعه قرار گرفته و درک عمیق تری از فرآیند ماشینکاری ایجاد شده است. یافته های این مقاله، نه تنها بر مبنای روش های پردازش سیگنال، بلکه بر اساس شناخت فیزیک و ذات فرآیند، می تواند به یک روش پایش فرآیند ماشینکاری موثر و قابل اتکا منجر شود. جهت صحه گذاری روابط توسعه داده شده و مدل های ایجاد شده تست های تجربی انجام شده است و نتایج تست های تجربی کارایی مدل های پیشنهادی را نشان می دهد.

    کلید واژگان: مکانیزم های تولید صوت, فرسایش ابزار, ماشینکاری, بررسی فرکانسی}
    Reza Nourizadeh, Mohammad Zareinejad, Seyed Mehdi Rezaei*, Hamed Adibi

    Tool wear has a significant influence on the turning process. Investigations on tool wear monitoring through various methods and sensors have been widely conducted to determine and predict the tool wear. In this study sound generation mechanisms during turning process have been investigated comprehensively and three sound generation sources have been determined and distinguished. Sound generation mechanisms which originated from tool vibration, deformation in the workpiece and vibration at the contact zones (friction), have been investigated and frequency range of the sound generated through each mechanism has been determined. It has been shown that these mechanisms produce sound in 10s hertz, kilohertz and megahertz respectively. Then the mechanism which is appropriate for tool condition monitoring has been studied and suggested. Then the relation between the sound generation mechanisms and chip formation has been studied during machining. Hence, a deep understanding about the machining process has been brought out. Findings could lead to an effective approach to monitoring the machining process, not only using mathematical signal processing methods, but also through a physical comprehension background. Experimental studies have been conducted to evaluate developed theories and models. Experimental results have shown effectiveness of the proposed approach.

    Keywords: Sound generation mechanism, tool wear, machining, frequency analysis}
  • Mohammadjafar Hadad *, Seyed Mohammad Ebrahimi, Alireza Araee
    Hot machining is a type of cutting operation that an external heat source is used to pre-heat and consequently reduce the yield strength of the workpiece material. In this study, the conventional and hot turning of AISI630 hardened stainless steel, which is widely used in energy equipment, aerospace, and petrochemical industries, have been evaluated in both numerical and experimental methods. Simulation of the turning process is carried out by finite elements method (FEM) using AdvantEdge software. To predict chip morphology and cutting forces, the 2D and 3D FEM analyses have been used, respectively. The numerical analysis showed that hot turning in 300°C causes a reduction of 28% in cutting forces and consequently decreases stressed on the cutting tool. It is found that the main factor affecting the fluctuations of the cutting forces in turning of hardened AISI630 is the saw-tooth formation phenomenon (chip segmentation) as well as the shear band generation due to thermal softening of the workpiece material. Furthermore, the relation between cutting force fluctuation and the machined surface roughness has been investigated applying numerical analysis and experimental data. The results of roughness measurement revealed that hot turning in 300°C reduces the machined surface roughness up to 23%. In addition, it has been observed that hot turning technique decreases side flow and surface damages in comparison to conventional turning.
    Keywords: Hot Turning, Surface roughness, Finite elements method, Cutting Force Fluctuation, Tool Wear}
  • سید محمد ابراهیمی، محمدجعفر حداد*، علیرضا آرایی، سید حمید ابراهیمی

    فولاد AISI630 یک فولاد زنگ نزن است که با مکانیزم پیر سختی، استحکام آن افزایش می یابد. این فولاد دارای سختی بالا و ضریب هدایت حرارتی پایین است و به این دلیل در دسته مواد سخت-برش قرار می گیرد. این دو عامل سبب شده که سایش ابزار در فرآیند ماشین کاری این فولاد زیاد باشد و کیفیت سطح قطعه کار پس از ماشین کاری نامطلوب باشد. در این تحقیق فرآیند تراشکاری داغ این فولاد مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین تاثیر پارامترهای ماشینکاری بر سایش ابزار، فرآیند تراشکاری داغ تا دمای پیشگرم ºC 400 بر روی این فولاد انجام شد. تراشکاری در سه نرخ پیشروی و سه سطح از سرعت برشی و با استفاده از ابزار کاربایدی با دو لایه پوشش PVD- (Ti, Al) N/(Al, Cr) 2O3 انجام شد. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مقدار سایش سطح آزاد ابزار در شرایط مختلف تراشکاری و در دماهای پیشگرم مختلف اندازه گیری شد و مکانیزم سایش ابزار بررسی شد. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که کمترین سایش در سطح آزاد ابزار با انجام تراشکاری داغ در دمای ºC 300 حاصل شده است. بطوریکه تراشکاری داغ در این دما سبب کاهش 33 درصدی در سایش سطح آزاد ابزار شد. مشاهده سطح ساییده شده ابزارها نشان داد که مکانیسم سایش ابزار در تراشکاری داغ و تراشکاری معمولی این فولاد از نوع سایش خراشان و سایش چسبنده است. نتایج زبری سنجی از سطح قطعه کار نیز نشان داد که در هر سرعت برشی و پیشروی، با افزایش دمای اولیه قطعه کار تا ºC 400، زبری سطح کاهش می یابد.

    کلید واژگان: فولاد AISI630, تراشکاری داغ, سایش ابزار, زبری سطح}
    Seyed Mohammad Ebrahimi, Mohammadjafar Hadad *, Alireza Araee, Seyed Hamid Ebrahimi

    AISI630 is a stainless steel that is strengthened by precipitation-hardening mechanism. This steel has high hardness and low thermal conductivity, has made it one of the difficult-to-cut materials. These two factors have its machining is associated with high tool wear and poor workpiece surface quality. In this study, the conventional and hot turning of AISI630 hardened stainless steel have been investigated. To determine the effect of machining parameters on tool wear, a hot turning process up to a preheating temperature of 400°C was performed. Turning was conducted at three feed rates and three levels of cutting speed using PVD-(Ti,Al)N/(Al,Cr)2O3 coated carbide tools. Tool flank wear and wear mechanisms have been studied in different cutting conditions as well as different preheating temperatures using SEM microscope. Experimental results showed that the lowest wear on the free surface of the tool was obtained by hot turning at 300 °C. Hot turning at this temperature reduced the flank wear by 33%. Observation of the worn surface of the tools showed that the tool wear mechanism in hot turning and conventional turning is of the type of abrasive wear and adhesive wear.Moreover, at each cutting speed and feed, with increasing the workpiece initial temperature up to 400°C, the surface roughness decreases. The optimal values of temperature, cutting speed and feed rate were obtained using Minitab software with the aim of reducing tool wear and surface roughness.

    Keywords: AISI630 steel, hot turning, Tool Wear, Surface roughness}
  • ابراهیم مظفری، سعید امینی*

    مقدار بالای نیتروژن در ترکیب فولاد زنگ نزن مارتنزیتی AISI 440C گرچه منجر به بهبود مقاومت به خوردگی می شود، ولی به دلیل افزایش سختی، قابلیت ماشینکاری این نوع فولاد را کاهش داده و باعث تولید حرارت زیاد در لبه برنده و منطقه تماس براده و ابزار هنگام براده برداری می شود. استفاده از فن آوری های نوین خنک کاری مانند ماشینکاری برودتی با استفاده از نیتروژن مایع LN2، منجر به افزایش طول عمر ابزار، بهبود سرعت برشی و نرخ برداشت مواد نسبت به سایر روش های متداول خنک کاری همچون سیال برشی و MQL می شود. در این تحقیق تاثیر فرایند ماشینکاری برودتی فولاد زنگ نزن AISI 440C بر زبری سطح، سختی سطحی و پروفیل سختی در عمق، شکل شناسی براده و الگوی سایش ابزار در مقایسه با ماشینکاری خشک مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان داد با استفاده از ماشینکاری برودتی زبری سطح فولاد زنگ نزن AISI 440C حتی در سرعت پیشروی بالا به میزان قابل توجهی کاهش و صافی سطح بهبود یافته است. در مبحث شکل شناسی براده مشخص شد با تسهیل شرایط ماشینکاری در فرایند برودتی در یک سرعت برشی و سرعت پیشروی یکسان، میزان سوختگی سطحی براده و میزان چروکیدگی و انباشت مواد در سطح داخلی براده به طور قابل توجهی کاهش یافته است. در این تحقیق مشخص شد الگوی سایش ابزار در ماشینکاری برودتی، گودال فرسایش در سطح براده بوده و باعث افزایش 400 درصدی طول عمر ابزار در شرایط یکسان ماشینکاری نسبت به روش خشک شده است.

    کلید واژگان: ماشینکاری برودتی, نیتروژن مایع, فولاد زنگ نزن AISI 440C, زبری سطح, میکروسختی سنجی, سایش ابزار}
    I. Mozaffari, Saeid Amini *

    The high amount of nitrogen in the composition of AISI 440C stainless steel reduces the machinability of this steel due to the increase in hardness and generates high heat at the cutting edge and the chip-tool contact area. The use of new cooling technologies such as cryogenic machining using liquid nitrogen LN2, leads to increase the life of the tool and improve the cutting speed compared to other common methods. In this research, the effect of cryogenic machining is investigated on roughness and hardness of AISI 440C stainless steel. The results showed that using cryogenic machining, the surface roughness of AISI 440C stainless steel was significantly reduced even at high feed rate. The morphology of the chips showed that with the use of cryogenic machining, the surface burn and the accumulation of materials on the inner surface of the chips has been significantly reduced. In this study, it was found that in cryogenic machining, the tool wear pattern is the erosion pit on the chip surface and has increased the tool life by 400% compared to the dry machining.

    Keywords: Cryogenic Machining, Liquid Nitrogen, AISI 440C Stainless Steel, Roughness, Hardness, Tool Wear}
  • محمد مهدی ابوترابی*، عارف سلیمی نیا

    زبری سطح قطعه کار به عنوان یکی از مهمترین پارامترهای خروجی فرایند ماشینکاری، تاثیر بسزایی بر هزینه نهایی تولید دارد. پارامترهایی مانند تیزی لبه برنده، ارتعاش و سایش ابزار برشی تاثیر زیادی بر زبری سطح قطعه کار می گذارند. در این مقاله، اثر عملیات تبریدی روی ابزار برشی بر سایش ابزار و کیفیت سطح قطعه کار در پارامترهای مختلف ماشینکاری (سرعت برشی، نرخ پیشروی و عمق برش) بررسی و با تراشکاری خشک و معمولی (تر) فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 AISI مقایسه شده است. برای طراحی آزمایش ها از روش تاگوچی و از روش نسبت سیگنال به نویز جهت تجزیه و تحلیل نتایج استفاده شده است. طبق نتایج به دست آمده، سایش در ابزار عملیات تبریدی شده نسبت به ابزار برشی در حالت های ماشینکاری خشک و معمولی کاهش یافته است. زبری سطح قطعه کار در حالت ماشینکاری با ابزار عملیات تبریدی شده به دلیل کاهش سایش ابزار و حفظ تیزی لبه برنده ابزار برشی کمتر از دو حالت ماشینکاری خشک و معمولی است.

    کلید واژگان: تراشکاری, عملیات تبریدی, ابزار برشی, سایش ابزار, زبری سطح}
    MohammadMahdi Abootorabi *, Aref Saliminia

    Work piece surface roughness as one of the most important output parameters of the machining process has a significant impact on the final cost of production. Parameters such as cutting edge sharpness, vibration and cutting tool wear have a great effect on the surface roughness of the work piece. In this paper, the effect of cutting tool cryogenic treatment on tool wear and work piece surface quality in different machining parameters (cutting speed, feed rate and depth of cut) was investigated and compared with dry and conventional (wet) turning of AISI 304 austenitic stainless steel. The Taguchi method for design of experiments and the signal-to-noise ratio method for analysis of results were used. According to the obtained results, the wear of the cryogenic treated tool was reduced compared to the cutting tool in dry and conventional machining modes. The surface roughness of the work piece in machining with the cryogenic treated tool is less than in the dry and conventional machining modes due to reduced tool wear and preserving the sharpness of the cutting edge of the tool.

    Keywords: Turning, Cryogenic Treatment, Cutting Tool, Tool Wear, Surface Roughness}
  • مهدی دانش*، علی رحیمی
    ارتعاشات بین ابزار و قطعه کار و همچنین سایش ابزار، به سبب تاثیر مخرب آنها بر بافت و کیفیت سطح، پدیده هایی نامطلوب در فرآیند ماشین کاری محسوب می شوند. در ماشین کاری آلیاژهای تیتانیوم به سبب واکنش پذیری بالا، ضریب هدایت حرارتی پایین و مدول الاستیسیته نسبتا پایین این ماده، مشکل تخریب بافت سطح حادتر است. در این تحقیق، تاثیر ارتعاشات و سایش ابزار بر توپوگرافی سطح قطعه کار آلیاژ تیتانیومTi6Al4V در فرآیند تراشکاری خشک، مورد بررسی قرار گرفته است. در انجام آزمایش-های براده برداری، با تغییر سطح ارتعاشات ابزار در دو راستای مماسی و پیشروی، تاثیر ارتعاشات بر توپوگرافی سطح مورد بررسی قرار گرفته است. تغییر ارتعاشات ابزار در راستای مماسی با استفاده از افزایش طول تعلیق ابزار و تغییر سطح ارتعاشات در راستای پیشروی توسط روتراشی قطعه طویل انجام شده است. اندازه گیری ارتعاشات توسط سنسورهای شتاب سنج نصب شده بر روی بدنه ابزارگیر صورت گرفته است. نتایج حاصل از آزمایش تاثیر ارتعاشات مماسی بر توپوگرافی سطح قطعه کار نشان داد افزایش ارتعاشات مماسی ابزار موجب افزایش تخریب توپوگرافی سطح می شود. نتایج حاصل از بررسی تاثیر سایش ابزار بر ارتعاشات و بافت سطح نشان داد افزایش ارتعاشات ناشی از سایش سطح آزاد موجب بی نظمی بافت سطح وکاهش کیفیت آن می شود. استفاده از فن آوری رویه نگاری لیزری سه بعدی در ارزیابی بافت سطح ماشین کاری، اطلاعات جامع-تری در مقایسه با روش های اندازه گیری دوبعدی متداول ارایه می دهد.
    کلید واژگان: توپوگرافی, سایش ابزار, آلیاژ Ti6Al4V, ارتعاشات, رویه نگاری لیزری}
    Mahdi Danesh *, Ali Rahimi
    Some undesirable phenomena in the machining process include vibrations between the cutting tool and the workpiece as well as tool wear due to the destructive effect of vibrations on the surface quality. In machining of titanium alloys, the deterioration of the surface is more critical due to such properties as low modulus of elasticity, low thermal conductivity, and high chemical reactivity. This study has investigated the effect of vibration and flank wear on the surface topography of Ti6Al4V titanium alloy in the process of dry turning. Variation of induced tangential vibration is conducted by increasing tool overhang and the induced feed vibration is conducted by longitudinal turning of a slender part. The results of the investigation of the effect of vibrations on the surface topography of the workpiece show that the increasing of tangential vibration increases the deterioration of surface topography. In addition, study on the effect of tool wear indicates that vibrations resulting from tool wear increase the irregularities on the topography of the surface. Application of laser profilometry for the evaluation of machined surface textures provides more comprehensive information than the traditional two-dimensional measurement.
    Keywords: Topography, Tool Wear, Ti6Al4V Alloy, vibration, Laser profilometry}
  • حامد اسماعیلی، حامد ادیبی*، سید مهدی رضاعی

    کامپوزیت های پایه سرامیکی برای غلبه بر مشکلات اصلی سرامیک های معمولی به خصوص شکنندگی آنها برای کاربردهای با حساسیت بالا در عملکرد و امنیت طراحی شده اند. به دلیل ویژگی های ذاتی این مواد شامل ساختار غیریکنواخت، خصوصیات مکانیکی و حرارتی ناهمگون و سختی بالای الیاف یا ماتریس، ماشین کاری این کامپوزیت ها با چالش های فراوانی همراه است که باعث می شوند سطوح ماشین کاری شده از کیفیت لازم برخوردار نباشند. با توجه به سختی بالای ماتریس سرامیکی، سنگ زنی با چرخ سنگ الماس تنها روش موفق برای ماشین کاری این مواد است. هدف این پژوهش، بررسی تاثیر پارامترهای سنگ زنی (سرعت برش، سرعت پیشروی و عمق برش) و شرایط خنک کاری و روانکاری (سنگ زنی خشک، نیمه خشک و تر) بر کیفیت سطح، کارآیی فرآیند و سایش ابزار بود. براساس نتایج آزمایشات، سنگ زنی نیمه خشک بهترین کیفیت سطح و کارآیی فرآیند را داشت. همچنین با افزایش سرعت برش و پیشروی، زبری سطح به ترتیب کاهش و افزایش یافت و عمق برش تاثیر چندانی بر زبری سطح نداشت. با توجه به نتایج به دست آمده چهار استراتژی ماشین کاری با در نظرگرفتن کیفیت، کارآیی و بهره وری طراحی شدند. با بررسی مکانیزم برداشت ماده و شکست کامپوزیت ها با توجه به عکس های میکروسکوپ الکترونی از سطح قطعه، شکست ترد، غالب ترین فرآیند شکست در این کامپوزیت هاست.

    کلید واژگان: سنگ زنی, زبری سطح, کامپوزیت پایه سرامیکی, سایش ابزار}
    H. Esmaeili, H. Adibi*, S.M. Rezaei

    Ceramic Matrix Composites (CMCs) are designed to overcome the main drawbacks of monolithic ceramics, especially their brittleness, in high-performance and safety-critical applications. Owing to the inherent properties of CMCs, especially heterogeneous structure, anisotropic thermal and mechanical behavior, and the hard nature of fibers or matrix, the machining process becomes extremely challenging as the generated surface suffers from undesirable quality. Taking the high hardness of ceramic matrix into account, grinding with diamond abrasives is the only efficient way for machining of CMC materials. The aim of this paper was to study the influence of grinding parameters (cutting speed, feed speed, and depth of cut) and different cooling-lubrication conditions (i.e. dry, fluid, and minimum quantity lubrication) on surface roughness, process efficiency, and tool wear. The results indicated that MQL leads to the best results in terms of surface quality and process performance. Furthermore, increasing of cutting speed and feed speed decreased and increased surface roughness, respectively, while depth of cut had an insignificant effect on the roughness value. Regarding the experimental results, four machining strategies considering quality, productivity, and efficiency criteria were developed. Eventually, the material removal mechanism was evaluated using SEM photos, indicating that brittle fracture is the dominant removal behavior of CMC materials.

    Keywords: Grinding, Surface Roughness, Ceramic Matrix Composite, Tool Wear}
  • دانیال دیندار، بهزاد جباری پور*

    فرآیند تف جوشی انتخابی با کمک لیزر به دلیل قابلیت تولید قطعات با هندسه پیچیده همراه با عدم نیاز به ساپورت گذاری بین روش های ساخت افزودنی از استقبال بسیاری برخوردار است. با وجود تحقیقات فراوان در این فرآیند هنوز پژوهش ها در زمینه تاثیر تاریخچه حرارتی بر بهبود خواص نهایی قطعات ساخته شده ادامه دارد. در این مطالعه تاثیر روش های متفاوت سردکردن قطعات پس از اتمام فرآیند تف جوشی انتخابی با کمک لیزر، بر خواص مکانیکی شامل استحکام و ازدیاد طول قبل از شکست قطعات از جنس پلی آمید 12 بررسی شده است. برای این منظور پس از اتمام فرآیند قطعات به سه روش با نرخ های متفاوت سرد شده و تغییرات دمای قطعات حین سردشدن توسط ترموکوپل های تعبیه شده درون پودر ثبت شده است. به منظور تفسیر بهتر نتایج نرخ تشکیل کریستال در پلیمر توسط مدل تشکیل کریستال غیرهم دما بررسی و در حالت های مختلف با یکیدیگر مقایسه شده است. برای بررسی وضعیت شبکه کریستالی، از آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی و تفرق اشعه ایکس نیز بهره گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که مقدار استحکام مکانیکی در حالت سردشدن آرام حدود 5% و مقدار شبکه کریستالی نیز به میزان 10% نسبت به دو حالت دیگر افزایش داشته است. بررسی نرخ تشکیل کریستال با استفاده از مدل تشکیل کریستال غیرهم دمای ناکامورا نیز نشان می دهد که هرچه نرخ سردکردن آرام تر باشد مدت زمان بیشتری برای تشکیل شبکه کریستالی لازم خواهد بود. نرخ تشکیل کریستال آرام تر منجر به افزایش میزان درصد شبکه کریستالی در قطعات شد که استحکام بیشتر این نمونه ها را توجیه می نماید. نتایج آزمون تفرق اشعه ایکس نیز حاکی از تشکیل یک نوع کریستال از نوع گاما در ساختار تمامی نمونه ها بود.

    کلید واژگان: تراشکاری, فولاد ضدزنگ 304L, خنک کاری کرایوژنیک CO2, سایش ابزار, زبری سطح}
    D. Dindar, B. Jabbaripour*

    Increasing workpiece surface quality and reducing tool wear are always the most important ones in machining purposes. There are basic challenges to achieve optimum conditions for workpiece surface and tool life in different machining operations of austenitic stainless steel 304L due to low thermal conductivity and creating high temperatures at the cutting zone. Applying conventional cooling methods such as flood techniques does not usually provide desirable control of machining temperature. Also, their use often creates environmental problems. Recently, the cryogenic cooling process has been considered by researchers to reduce these problems in various machining methods. In this research, turning of 304L stainless steel using cryogenic cooling of CO2 have been studied to investigate the effect of flow rate and fluid spraying method on workpiece surface roughness and tool wear. For this purpose, the tool-workpiece contact zone has been cooled in five different methods of CO2 fluid spraying according to the number and position of the spraying nozzles (Up1, Up2, Down, Up1-Down, Up2-Down) and three different flow rates (12, 18 and 24 l/min). The minimum main flank wear of the tool was achieved in the Up1 cooling method and 18 l/min flow rate and the minimum workpiece surface roughness was achieved in the Up1 cooling method and 12 l/min flow rate. Regarding economic considerations to reduce the consumption of spraying flow of CO2 fluid and achieving the minimum main flank wear of the tool, built-up edge and workpiece surface roughness, the optimum spraying method and flow rate were obtained as Up1 and 12 l/min, respectively.

    Keywords: Turning, 304L Stainless Steel, CO2 Cryogenic Cooling, Tool Wear, Surface Roughness}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال