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 « Milling » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه « Milling » 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}
  • 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}
  • سعید امینی*، محمدعلی رحمانی فر

    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.

    کلید واژگان: ارتعاش التراسونیک, دقت هندسی, فرزکاری}
    Saeid Amini*, MohammadAli Rahmanifar

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

    امروزه به علت نیاز روزافزون صنایع مختلف نظامی، هوافضا، خودروسازی و... به مواد با نسبت استحکام به وزن بالا، استفاده از مواد کامپوزیت پایه فلزی، به خصوص کامپوزیت های پایه آلومینیومی به صورت چشمگیری افزایش یافته است. ماشین کاری جهت نیل به دقت ابعادی بالا جزء جدایی ناپذیر فرآیند تولید محصولات ساخته شده با کامپوزیت های پایه آلومینیومی می باشد. به دلیل وجود ماده تقویت کننده همچون کاربید سیلیسیوم و سایر ذرات ساینده با سختی بالا، ماشین کاری این دسته از مواد همواره با چالش های فراوانی روبه رو می گردد. لذا مطالعه پارامترهای موثر بر ماشین کاری کامپوزیت های پایه آلومینیومی امری ضروری است. در این مطالعه به اثر سرعت دوران اسپیندل، سرعت پیشروی، عمق برش و درصد ذرات تقویت کننده با استفاده از روش های آزمایش تجربی و آماری پرداخته شده است و پاسخ های زبری سطح و نرخ براده برداری مورد بررسی دقیق قرار گرفته است. در این مقاله با بهره گیری از یک مطالعه روشمند شامل مدلسازی آماری به روش سطح پاسخ و استخراج معادلات رگرسیون، روش تحلیل حساسیت آماری سوبل و بهینه سازی با استفاده از الگوریتم درینگر، رفتار متغبرهای  ورودی بر روی باسخ های خروجی به صورت کمی و کیفی مورد مطالعه قرار گرفته است.  مطابق با نتایج به دست آمده سرعت دوران اسپیندل بیشترین تاثیر را بر روی زبری سطح را دارد. همچنین پیشروی 33%، سرعت دوران اسپیندل 28%، عمق برش 26% و درصد ذرات تقویت کننده 13% بر روی نرخ براده برداری تاثیرگذار هستند.

    کلید واژگان: فرزی کاری, کامپوزیت پایه آلومینیومی, آنالیز حساسیت, نرخ براده برداری, زبری سطح}
    Vahid Tahmasbi*, Mohammad Hafez Baghi, Sepehr Aeinehbandy, Amin Sousanabadi Farahani

    Today, various military, aerospace, automotive, etc. industries need materials with a high strength-to-weight ratio. The use of metal-based composite materials, especially aluminum-based composites, has increased greatly. Machining is needed to achieve high dimensional accuracy in products made with aluminum-based composites. Due to the presence of reinforcing material such as silicon carbide, machining of this type of material is difficult. Therefore, it is important to study the parameters affecting the machining of aluminum-based composites. In this study, the effect of spindle speed, feed rate, depth of cut and percentage of reinforcing particles were discussed using experimental and statistical test methods. The responses of surface roughness and material removal rate were investigated. The behavior of the input parameters on the responses of the process has been carefully investigated quantitatively and qualitatively. Answers have also been optimized. According to the obtained results, the spindle speed has the greatest effect on the surface roughness. Also, feed rate 33%, spindle speed 28%, depth of cut 26% and the percentage of reinforcing particles 13% have an effect on the chipping rate.

    Keywords: Milling, Aluminium Matrix Composite, Sensitivity Analysys, Material Removal Rate, Surface Roghness}
  • ناصر ملبوبی، محمدرضا رازفر، رسول فشارکی فرد*

    در این مقاله به جبران خطای ناشی از خیز ابزار در جهت عمود بر پیشروی حین براده برداری در فرزکاری پرداخته شده است. هنگام فرزکاری، بدلیل وجود نیروی مزاحم عمود بر پیشروی در ابزار، انحرافی رخ می دهد که دقت ماشینکاری را کاهش می دهد. با نیروی جبران کننده در میانه ابزار این خیز کاهش می یابد و برای ایجاد این نیرو می توان عملگر هیدرولیکی تعبیه کرد. بنابراین همزمان با ماشینکاری، نیرویی متناسب اما بر خلاف نیروی مزاحم اعمال خواهد شد تا این خطا کاهش یابد. بدین منظور نیروهای مزاحم در طول ماشینکاری و خیز ناشی از آن باید بدست آید و سپس نیروی متناسب به ابزار اعمال شود. قدم اول در سالیدورک فرز انگشتی مدلسازی و بعد به روش عددی، عملیات ماشینکاری برای محاسبه نیروی ایجاد کننده خطا (پارامتر خروجی) شبیه سازی می شود که در آن تیغه فرز و قطعه کار هر دو بصورت انعطاف پذیر سه بعدی می باشد. با یافتن نتایج نیرویی ابزار تحت حالات مختلف ماشینکاری (با سرعت پیشروی، دور و عمق و تعداد لبه متفاوت بعنوان پارامتر های کنترلی) از آباکوس، مدل نیمه تحلیلی ماشینکاری در ماژول  Simscape Multibodyمتلب، ایجاد می شود. با مقایسه نتایج با آباکوس پارامتر های مدل توده ای متلب تنظیم می گردد. با استخراج نیرو بصورت جدولی از آباکوس و اعمال آن در متلب خیز سریع تر از مدل عددی بدست می آید. جهت یافتن نیروی جبران کننده(پارامتر خروجی)، از تیوری تیرها ضریب 3.2 برابر نیروی ماشینکاری برای اعمال به وسط ابزار حاصل می شود. این نیرو بصورت حلقه باز در مدل متلب وارد و نتیجه آن کاهش خطا درحدود 70 درصد در میزان خیز جانبی نوک ابزار می شود.

    کلید واژگان: جبران خطا, فرزکاری, خیز جانبی ابزار, شبیه سازی المان محدود, مدل نیمه تحلیلی}
    Nasser Malboubi, MohammadReza Razfar, Rasul Fesharakifard*

    In this paper, the error of tool deflection in perpendicular to a milling process feed direction is investigated and novel compensation method to this error is proposed. While the end mill tool is machining, due to the existence of perpendicular disturbing force on the feed path while the endmill tool is machining, a deflection which reduces machining accuracy. If a compensation force is exerted to the middle of tool, the deflection can be reduced. By using a hydraulic actuator, the compensation force would be proportional to the disturbing machining force, in the opposite direction so that this error can be reduced. It is necessary to estimate disturbing forces and tool deflection magnitude in lateral side of machining precisely before applying the proportional force to the endmill. The first step endmill is modeled on SolidWorks and in the next step The machining operation is simulated to calculate the error causing force in which both the milling tool and the workpiece are 3D flexible. By obtaining the force results of the tool under different machining modes from Abaqus, a semi -analytical model is established on Simscape Multibody module of matlab software. By comparing Abaqus results the parameters of the lumped model are adjusted. The output force is extracted from Abaqus and put in tabular form the tool deflection is extracted from MATLAB SimScape which calculation speed is faster than the numerical model in this method. To find the compensating force, the beam theory obtains a factor of 3.2 times the machining force applied to the middle of the tool. This force is applied in open loop to the MATLAB model and the result indicates almost 70 percent reduction in the tool tip lateral deflection.

    Keywords: Compensation error, Milling, Tool lateral deflection, Finite element simulation, semi-analytical model}
  • رضا انصاری، جعفر اسکندری جم*، محمدحسین علایی، محسن حیدری بنی، مجید اسکندری شهرکی

    امروزه کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با الیاف کربن در مقایسه با فلزات، با توجه به برخورداری از نسبت استحکام به وزن بالا، کاربرد گسترده ای در حوزه های مختلف پیدا نموده است. ماشین کاری این مواد با توجه به ساختار غیر همگن آنها از پیچیدگی خاصی برخوردار است. با توجه به ضریب انبساط حرارتی متفاوت بین الیاف و رزین در کامپوزیت های پلیمری، فرزکاری این مواد یک عملیات پیچیده برای ایجاد قطعات نهایی می باشد. تحلیل و پیش بینی دقیق شرایط بهینه ماشین کاری با حداکثر راندمان، از اهداف این فرآیند محسوب می گردد. با گسترش تکنولوژی ماشین کاری CNC، کاهش زمان ماشین کاری از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از راه حل های کاهش زمان، تکنولوژی ماشین کاری با سرعت بالا می باشد. صفحه کامپوزیتی از جنس کربن/ اپوکسی به ضخامت 10 میلی متر، که در بدنه سازه های هوافضایی و موشک ها کاربرد دارد، به روش لایه چینی دستی ساخته شده است. پارامترهای برش برای فرآیند فرزکاری صفحه کامپوزیتی از سرعت اسپیندل 1000 تا 7000 دور بر دقیقه، نرخ پیشروی 1000 تا 3000 میلی متر بر دقیقه و عمق برش 1 تا 3 میلی متر هر کدام در پنج سطح مختلف، در نظر گرفته شد. پس از طراحی آزمایش با روش سطح پاسخ، 20 نمونه مورد ماشین کاری قرار گرفت. در این فرآیند، فرزکاری با ابزاری از جنس الماس با پوشش تنگستن کارباید و دارای دو لبه، انجام و سپس زبری سطوح اندازه گیری و نرخ برداشت ماده برای هر آزمایش ثبت شده و تحلیل های لازم انجام گرفت. سرعت اسپیندل بیشترین تاثیر را در زبری سطح داشت. نتیجه گیری نهایی بدین صورت بود که زبری سطح پایین تحت تاثیر پارامترهای برش درنتیجه سرعت اسپیندل بالا، نرخ پیشروی پایین و عمق برش کم به دست آمد. حالت بهینه با حداقل زبری 9/1 میکرومتر، با سرعت اسپیندل 7000 دور بر دقیقه، نرخ پیشروی 1000 میلی متر بر دقیقه، عمق برشی 1 میلی متر به دست آمده است.

    کلید واژگان: فرزکاری, زبری سطح, کامپوزیت کربن, اپوکسی, سرعت اسپیندل, نرخ پیشروی}
    Reza Ansari, Jafar Eskandari Jam *, MohammadHossein Allaee, Mohsen Heydari Beni, Majid Eskandari

    Today, Carbon fiber-reinforced polymer composites (CFRP) have extensive use in different fields such as aerospace, automotive, oil, gas, and defense industries compared to metals, due to the high ratio of strength to weight. Machining of these materials regard to their non-homogeneity structure is complicated. Due to the different thermal expansion coefficients between the fibers and resin polymer composite milling materials difficult to create one of the final parts. Achieve optimal machining conditions, with high efficiency, which need proper analysis and careful investigation. Minimizing the machining time became important Due to developments in CNC technology. One of the time minimizing methods is high-speed machining technology. In this study, composite plates made of carbon/epoxy to a thickness of 10 millimeters, which are often used in the body of Aerospace structures and missiles, have been manufactured by hand layup. The cutting parameters used during the milling operation of the CFRP panel ranged from 1000 rpm to 7000 rpm for the spindle speed, feed rate from 1000 mm/min to 3000 mm/min, and lastly 1.0 mm to 3.0 mm range for depth of cut. the combination of spindle speed, feed rate, and depth of cut are studied at five different levels. 20 runs of experiments are performed based on Response Surface Methodology (RSM). the milling process with two-flute tungsten carbide - coated diamond insert with a 20 mm diameter was performed. their surface quality after milling process is measured. So after roughness, material removal rate and required analysis were performed. Spindle speed has a greatest effect on surface roughness. In conclusion, the influence of the cutting parameters is higher spindle speed, lower feed rate, and lower depth of cut resulting in low surface roughness. The optimized cutting parameters were spindle speed, feed rate, and depth of cut of 7000 rpm, 1000 mm/min and 1 mm respectively with the surface roughness of 1.9 um.

    Keywords: Milling, Surface roughness, carbon, epoxy Composite, Spindle Speed, feed rate}
  • غلامرضا جوزدانی، سید احسان میرمحمدصادقی*

    تعیین نیروهای ماشین کاری به منظور محاسبه توان و گشتاور لازم برای براده برداری و انتخاب مناسب ابزار، تجهیزات و پارامترهای برش (نرخ پیشروی، عمق برش، سرعت برش) برای ماشین کاری هندسه و جنس موردنظر پیش از انجام فرآیند از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. تحلیل نیروهای ماشین کاری برای تعیین مقادیر نیروها به دلیل کاهش هزینه های انجام آزمایش های متعدد تجربی ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش مولفه های نیروهای فرزکاری، و با فرز انگشتی با دو لبه برنده مورب تحت زاویه تنظیم اصلی به روش مدل سازی هندسی با محاسبه ضرایب نیرویی برش و لبه پیش بینی گردید. همچنین برای اولین بار طرح مقطع برش قطعه به گونه ای در نظر گرفته شد تا خطای محاسباتی گردی نوک اینسرت های برش حذف گردد. به منظور جلوگیری از تاثیر متقابل پارامترها از تغییر هم زمان سرعت برش با نرخ پیشروی اجتناب گردید و تعداد 8 آزمایش با نرخ های پیشروی متفاوت ولی با سرعت برش یکسان انجام شد. مقایسه منحنی نیروهای مدل شده با نتایج به دست آمده از دینامومتر تطابق قابل قبولی را نشان می دهد. با افزایش نرخ پیشروی به نسبت افزایش نیروها مقدار اختلاف نیروی پیش بینی و تجربی کاهش می یابد.

    کلید واژگان: نیروهای ماشین کاری, پارامترهای برش, فرزکاری, مدل سازی هندسی, ضرایب نیرویی برش و لبه}
    Gholamreza Juzdani, Sayed Ehsan Mirmohammadsadeghi *

    Determination of machining forces in order to calculate the required power and torque for cutting and select the right tools, equipment, and cutting parameters (feed rate, cutting depth, cutting speed) for machining the desired geometry and material prior to the process is significant. The analysis of machining forces is necessary to determine the forces to reduce the cost of performing multiple empirical experiments. In this study, the components of, , and  milling forces with two cutting edges with main adjustment angle were predicted by the mechanistic modeling method by calculating cutting and edge force coefficients. Also, for the first time, the cutting section of the workpiece was designed in order to eliminate the calculating error of the round corner of inserts.To avoid the interaction of the parameters, simultaneous change of cutting speed with feed rate was avoided and 8 experiments with different feed rates but with the same cutting speed were performed. A comparison of the modeled forces curve with the results obtained from the dynamometer shows acceptable agreement.As the feed rate increases, the difference between the predictive and experimental force decreases relative to the increase of force.

    Keywords: Machining Forces, Cutting Parameters, Milling, Mechanistic Modeling, Cutting, Edge Force Coefficients}
  • Hossein Jalali Asbforoshani, Hamid Soleimanimehr *, Shahram Etemadi Haghighi
    The increase in materials with high mechanical capabilities has increased the number of advanced production methods. One of these methods is the merging of ultrasonic vibrations with conventional machining methods. The milling process is flexible in making different geometric shapes of the workpiece. In this paper, the longitudinal vibrations assisted milling process is studied. The main problem with this process is the transmission of ultrasonic vibrations to the cutting area. Therefore, different transfer methods were studied and analyzed and the most efficient method was presented. Longitudinal vibration equations for the horn were analyzed and different types of horns were designed. The best horn was identified and fabricated in terms of increased vibration amplitude and less stress. It was shown that the 5-element horn is the best option for vibration transmission. In order to transfer electrical energy to the rotary ultrasonic converter, a new tool was designed and manufactured. By machining thin-walled parts, it was shown that the fabricated tool can create appropriate dimensional accuracy in the workpiece.
    Keywords: Longitudinal Vibrations, Ultrasonic, Milling}
  • مهران محبوب خواه*، محمدرضا موحدی، امیر جدیری فیضی

    فرآیند فرزکاری دیواره های جدار نازک به صورت گسترده در صنایع مختلف از جمله خودرو، هوافضا مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از مشکلات رایج در این فرآیند، بروز ارتعاشات خودتحریک لرزشی یا همان ناپایداری چتر می باشد که سبب کیفیت سطح نامطلوب، کاهش راندمان ماشین کاری، شکست ابزار و قطعه کار و غیره می شود. مطالعات فراوانی توسط محققان مختلف برای شناخت پدیده چتر و کنترل اثرات مخرب آن، انجام شده است. هدف اصلی این مقاله بررسی تاثیر پارامترهای هندسی سیستم فرزکاری بر پایداری لرزشی دیواره های جدار نازک می باشد. به این منظور ابتدا با به کارگیری تابع تبدیل نسبی، مدل دینامیکی قطعه کار و ابزار ارایه گردیده است؛ سپس با انجام تست های تجربی، ضرایب نیروی برشی استخراج و ناحیه پایداری سیستم، استخراج می شود. در نهایت تاثیر ابعاد قطعه کار و ابزار بر ناحیه پایدار سیستم، بررسی می شود. نتایج بررسی نشان داد با افزایش طول آزاد ابزار، ناحیه پایداری سیستم کاهش پیدا می کند.

    کلید واژگان: فرزکاری, دیوار ه های جدار نازک, تابع تبدیل نسبی, پدیده چتر, دینامیک ماشینکاری, پایداری لرزشی}
    Mehran Mahboubkhah *, MohamadReza Movahhedy, Amir Jodeiri Feizi

    Milling process of the thin-walled structures has broad applications in aerospace, automotive industries and etc. One of the main problems in their machining is unstable chatter vibrations, which causes not only the poor machined surface quality but also decreases the system life span and machining efficiency. So, lots of researchers are interested in investigating the dynamic behavior of the thin-walled structures during the machining processes and restrain its pernicious effects. In this regard, the main purpose of this paper is to l the effects of geometrical parameters of machining system including workpiece height, thickness, and tool overhang and its diameter on the chatter stability. To this end, first by utilizing relative transfer function concept, dynamic models of tool and workpiece were derived. Then experimental tests conducted to extract cutting force coefficients. Finally, stability lobe diagrams were constructed under impression of tool and workpiece dimensions. Results proved that by increasing tool overhang length, chatter stability decreases.

    Keywords: Milling, Thin-walled structures, Relative transfer function, Chatter, Machining dynamics, Stability}
  • Behrouz Mahdikhani, Mehrdad Javadi *
    Chatter is one of the most limitations that cause undesirable effect on improving productivity and part quality. In this paper, an experimental method has been used for analysing the effect of changing pitch in the indexable cutting tool in milling. For this purpose, the cutting forces of machining in three different directions were investigated and a comparison was made between tools with equal and unequal pitches. Milling of AISI 4140 has been performed with two different depths of cut (0.5&1mm) and the machining surface finish were examined. Furthermore, by using accelerometer sensors, the machining vibrations and machining forces by using dynamometer were measured. According to the findings, as well as the reduction of vibrations of machining about 50 %, machining forces reduction between 15% and 30% and surface finish improvement more than 200%were observed. In this regard, utilizing tools with different pitches leads to improvement in machining efficiency, reducing energy consumption, manufacture of high quality parts and it will ultimately reduce costs.
    Keywords: Machining Efficiency, Milling, Chatter Phenomenon, Tools with Different Pitch}
  • عباس پاک*، علی فراهانی
    امروزه با پیشرفت علم مواد و با تولید مواد با خواص ویژه از قبیل سوپر آلیاژها، کامپوزیتها و سرامیک های مورد کاربرد در صنایع پیشرفته استفاده از روش های سنتی براده برداری برای تولید این قطعات امکان پذیر نمی باشد. لذا استفاده از روش های نوین مورد توجه قرار گرفته است. یکی از این روش ها که قابلیت اضافه شدن به فرآیندهای براده-برداری سنتی را دارد، استفاده از ارتعاشات فراصوتی در حین فرآیند ماشینکاری است .در این مقاله روابط تحلیلی محاسبه نیروهای ماشینکاری مربوط به فرزکاری به کمک ارتعاشات فراصوتی بر اساس ضخامت براده تغییر شکل نیافته استخراج گردیده است. سپس شبیه سازی عددی فرآیند فرزکاری به کمک ارتعاشات فراصوتی با اعمال ارتعاشات به قطعه کار در جهت پیشروی توسط نرم افزار اجزای محدود آباکوس انجام و نیروهای ماشینکاری تعیین شده است. نتایج بدست آمده بصورت تحلیلی و عددی نشان می دهد که استفاده از ارتعاشات فراصوتی باعث تغییر مسیر حرکت ابزار و تغییر ضخامت براده تغییر شکل نیافته و در نتیجه کاهش نیروهای ماشینکاری در فرآیند فرزکاری می گردد. همچنین بر اساس نتایج بدست آمده مشاهده گردید که تطابق خوبی بین نتایج تحلیلی و شبیه سازی عددی بصورت سه بعدی در مقیاس ماکرو وجود دارد.
    کلید واژگان: فرزکاری, نوسان فراصوتی, شبیه سازی عددی, نیروی های ماشینکاری}
    Abbas Pak *, Ali Farahani
    Nowadays, with the advancement of materials science and the production of materials with special properties such as super alloys, composites and ceramics used in advanced industries, the use of traditional machining methods for the production of these parts is not possible. Therefore, the use of modern methods has been considered. One of these methods, which has the ability to add to traditional cutting processes, is the use of ultrasonic vibrations during the machining process. In this paper, analytical relations have been derived to calculate machining forces associated with ultrasonic vibration based on the undeformed chip thickness. Then numerical simulation of ultrasonic assisted milling process is performed by applying the vibrations to the workpiece in the feed direction by using the ABAQUS finite element software and the machining forces are determined. The results obtained by analytical and numerical data show that the use of ultrasonic vibrations can change the direction of movement of the tool and change the thickness of the undeformed chip and thus reduce the machining forces in the milling process. Also, based on the results, it was found that there is a good agreement between the results obtained from analytical analysis and 3D FEM modeling in macro scale.
    Keywords: Milling, Ultrasonic Vibration, FEM modeling, Machining Forces}
  • مسعود بیات، محمد مهدی ابوترابی*

    کاهش مصرف انرژی در تولید یک نیاز ضروری است. در فرآیندهای تولید به ویژه ماشین کاری، بیش از 90% اثرات زیست محیطی، ناشی از مصرف انرژی در ماشین های ابزار است. هدف مطالعه حاضر، تخمین و مقایسه انرژی مصرفی فرآیند فرزکاری فولاد AISI 316 در حالت های روانکاری معمولی (تر) و کمینه و همچنین اندازه گیری تجربی انرژی مصرفی در هر کدام از این دو حالت است. بنابر مطالعات انجام شده، انواع مدل سازی انرژی مصرفی در ماشین کاری پیشنهاد شده ولی در مورد کاربرد این مدل سازی ها مطالعات کمی صورت گرفته و روش روانکاری کمینه از نظر میزان مصرف انرژی با روش تر کمتر مقایسه شده است. به منظور تایید مدل سازی انجام شده برای پیش بینی انرژی مصرفی در فرآیند فرزکاری، از آزمایش های تجربی استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد روش ارایه شده برای پیش بینی میزان مصرف انرژی با توجه به خطای 5درصدی، کارآمد و عملی است. پس از تایید مدل سازی انجام شده، با استفاده از 2 سطح برای نرخ پیشروی و سرعت اسپیندل و به کارگیری روش طراحی آزمایش کامل، انرژی و توان مصرفی در حالت های برش کمینه و تر به صورت تجربی با استفاده از توان سنج متصل شده به کابل برق ورودی 3 فاز دستگاه ماشین فرز اندازه گیری شد. مصرف انرژی در روش روانکاری کمینه نسبت به حالت تر 16% کاهش یافته است. متوسط توان مصرفی در فرزکاری با روانکاری کمینه 33% کمتر از فرزکاری در حالت تر است.

    کلید واژگان: فرزکاری, انرژی مصرفی, روانکاری کمینه, توان, فولاد AISI 316}
    M. Bayat, M. Abootorabi*

    Reducing energy consumption in production is an urgent need. In manufacturing processes, especially machining, more than 90% of the environmental impacts are due to energy consumption in machine tools. The purpose of the present study is to estimate and compare the energy consumption of AISI 316 steel milling process in conventional (wet) and minimum quantity lubrication (MQL) modes as well as the experimental measurement of energy consumption in each of these two modes. Studies have suggested different types of energy consumption modeling in machining but few studies have been conducted on the use of these modeling techniques and the minimum quantity lubrication method has been rarely compared with the wet state in terms of energy consumption. Empirical experiments were used to confirm the modeling performed to predict energy consumption in the milling process. The results show that the proposed method is efficient and practical for predicting energy consumption with 5% error. After confirming the modeling, using two levels for feed rate and spindle speed and applying full factorial design of experiments, energy and power consumption in MQL and wet cutting modes using the power meter connected to the input 3-phase power cable of the milling machine were experimentally measured. Energy consumption in the minimum quantity lubrication method was decreased by 16% compared to the wet state. The average power consumption in MQL milling is 33% lower than in wet milling.

    Keywords: Milling, Energy Consumption, Minimum Quantity Lubrication, Power, AISI 316 Steel}
  • محمد قربانی، محمدرضا موحدی*
    در فرآیند فرزکاری قطعات با سطوح تندیس وار، انحناهای سطح به عنوان یکی از بارزترین ویژگی های هندسی آن می تواند بر نیروهای فرزکاری و در نتیجه بر دقت ابعادی قطعه نهایی تاثیرگذار باشد. در این مقاله با ارائه مدلی تحلیلی برای استخراج ناحیه درگیری ابزار فرز انگشتی سرکروی و سطح تندیس وار، به گونه ای که فرم صریح انحناهای سطح را در بر داشته باشد، به مطالعه اثر انحناها بر نیروهای فرزکاری پرداخته می شود. به این منظور، ابتدا نیروهای فرزکاری با استفاده از مدل مکانیستیک و با به کارگیری روش تبدیل از حالت متعامد به مایل برای محاسبه ضرایب برشی مدل سازی می شوند. سپس، با مقایسه نتایج حاصل از مدل با نتایج موجود در مراجع معتبر به صحه گذاری آن پرداخته می شود. در ادامه با انجام مطالعات پارامتریک، اثر انحناهای سطح و عمق درگیری بر نیروهای فرزکاری بررسی می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در عمق درگیری ثابت، انحناهای سطح در نواحی مقعر بیشترین تاثیر، در نواحی زینی شکل حالت میانی و در نواحی محدب کمترین تاثیر را بر نیروها دارند. همچنین، در مقادیر مشخص از انحناهای سطح، اثر انحناها بر نیروهای فرزکاری با کاهش عمق درگیری افزایش می یابد. به عبارت دیگر، با کاهش عمق درگیری، صرف نظرکردن از انحناهای سطح خطای نسبی بزرگتری را در نتایج وارد می کند. همچنین، نتایج به دست آمده نشان می دهند که انحنای سطح در صفحه عمود بر مسیر حرکت ابزار اثر بزرگتری بر نیروهای فرزکاری نسبت به انحنای سطح در امتداد مسیر دارد.
    کلید واژگان: سطح تندیس وار, فرز انگشتی سرکروی, انحناهای سطح, فرزکاری}
    Mohammad Ghorbani, Mohammad Reza Movahhedy *
    In the milling of sculptured surfaces, cutting forces and the final part accuracy can be affected by surfaces curvatures. In this paper, an analytical formulation containing the explicit form of the principal curvatures of the surface is developed for extracting the engagement boundaries between a ball-end mill and a sculptured surface, and the effect of surface curvatures on the milling forces is investigated. To this end, first, a mechanistic cutting force model is presented for calculating the milling forces acting on a ball-end tool. Orthogonal to oblique cutting technique is used to calculate the cutting force coefficients, and the model is verified by comparing the predicted milling forces with the existing ones in the literature. Then, parametric studies are performed to investigate the effects of cutting depth and surface curvatures on the milling forces. The results show that at a constant cutting depth, the milling forces are more influenced by the surface curvatures at the concave and saddle regions of the surface in comparison with the convex regions. Furthermore, for constant values of curvatures, the effect of surface curvatures on the milling forces increases as the cutting depth decreases. In other words, as the cutting depth decreases, neglecting the effect of surface curvatures results in more relative error in the calculated milling forces. Furthermore, the obtained results show that the surface curvature perpendicular to the feed direction has more influence on the milling forces than the curvature in the feed direction.
    Keywords: Sculptured Surface, Ball-end Mill, Surface Curvatures, Milling}
  • محسن امامی*
    در فرآیندهای ماشینکاری به منظور کاهش اصطکاک تماس ابزار و قطعه کار، کاهش حرارت ماشینکاری و بهبود کیفیت سطح قطعه کار معمولا از سیالات خنک کننده/روانکار استفاده می شود. با این وجود در سال های اخیر به منظور محافظت از سلامت انسان و محیط زیست، قوانین متعددی وضع شده و مصرف کنندگان را ملزم به کاهش مصرف سیالات برش و گسترش استفاده از سیالات کم خطر و تجدیدپذیر نموده است. به همین منظور اخیرا تکنیک جدید روانکاری کمینه برای فرآیندهای ماشینکاری توسعه پیدا کرده است. روغن های گیاهی از جمله روغن های پایه زیستی محسوب می شوند و به دلیل بی خطر بودن شیمیایی و تجدیدپذیری، از ظرفیت قابل ملاحظه ای در زمینه استفاده در روانکاری کمینه برخوردار هستند. فولادهای زنگ نزن جزء دسته مواد سخت ماشینکاری شونده محسوب می شوند و از این رو بهبود قابلیت ماشینکاری آن ها همواره در تحقیقات مطرح بوده است. در این پژوهش اثر روانکاری کمینه و نوع روانکار در فرآیند فرزکاری فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 1.4903 EN بررسی شده است. برای این منظور از یک نوع روغن گیاهی دانه کنجد در دو حالت بدون افزودنی (خالص) و با افزودنی آنتی اکسیدان و یک نوع روغن معدنی برش استفاده شده است و نیروهای فرزکاری، زبری سطح و بافت سطح ماشینکاری شده نمونه ها مورد ارزیابی قرار گرفته اند. همچنین به منظور مقایسه، آزمایش ها در دو شرایط ماشینکاری خشک و تر نیز انجام شده است. نتایج نشان می دهد که روش روانکاری کمینه در مقایسه با روش های متداول، با کاهش نیروها و بهبود کیفیت سطح، قابلیت ماشینکاری فولاد زنگ نزن را ارتقاء می بخشد. همچنین نوع روغن مصرفی تاثیر قابل ملاحظه ای بر خروجی های فرآیند دارد.
    کلید واژگان: فرزکاری, فولاد زنگ نزن مارتنزیتی EN 1, 4903, روانکاری کمینه, افزودنی آنتی اکسیدان}
    Mohsen Emami *
    Cooling/lubricant fluids are typically used in machining processes to reduce the tool-workpiece friction, decrease machining heat and improve surface quality. In recent years, however, several laws have been used in place to protect human health and environment, requiring industry to reduce coolants consumption and expand the use of low-risk and renewable ones. For this reason, a recent new lubrication technique called minimum quantity lubrication (MQL) has been developed for the machining processes. Vegetable oils are kinds of bio-based lubricants and have a significant capacity to be used in MQL due to their environmentally friendly and renewable properties. Stainless steels are considered to be difficult to machining materials and hence their machinability improvement has always been the subject of research. In this investigation, the effects of MQL and type of lubricant in the milling process of martensitic stainless steel EN 1.4903 have been studied. For this purpose, one type of vegetable oil derived from sesame seeds in two conditions including non-additive (pure) and with antioxidant additives, as well as one type of mineral oil have been applied in the experiments. Then, milling force, surface roughness and surface texture have been evaluated. Also, in order to compare the results with other lubrication methods, the tests have been performed under dry and wet conditions. The results show that the MQL compared to the conventional lubrication methods increases the machinability of stainless steel by reducing forces and improving surface quality. Moreover, the type of oil applied has a great influence on the process outputs.
    Keywords: Milling, Stainless steel EN 1.4903, Minimum quantity lubrication (MQL), Antioxidant additive}
  • Ali Mokhtari, MohammadMahdi Jalili, Abbas Mazidi *

    Experimental examination of the gyroscopic and rotary inertia effects on the chatter boundary in a milling operation is the chief aim of this article. The equations of motion of the tool vibration are derived based on Timoshenko beam theory and Hamilton principle by considering gyroscopic moment, rotary inertia, velocity-dependent process damping and radial immersion effect. For a range of depth of cuts and spindle velocities, the stability of the milling process is determined by using the method of multiple scales and creating a so-called stability lobe diagram (SLD) in which boundaries separate stable area and unstable or chatter area. Then the newly obtained SLD with the effects of rotary inertia and gyroscopic moments is verified experimentally. Indeed, the verification of the lobes at the speeds where the distinction is sound between the conventional lobes and the newly obtained lobes is presented. Here, the SLD obtained without the effects of rotary inertia and gyroscopic moments is so-called conventional SLD. For this purpose, some experiments are conducted to demonstrate the progressive move into the unstable zone at the locally optimum point of SLD. Finally, a parametric study is presented as a validation of the newly obtained lobes from the sense that the effects of different parameters on these limits are as expected.

    Keywords: Experimental Investigation, rotary inertia, gyroscopic moments, chatter, Milling, Timoshenko beam theory, Stability lobe diagram}
  • Mohammad Mahdi Abootorabi*
    The surface roughness is a widely used index of surface quality which depends entirely on the input parameters and cutting conditions. This paper presents an approach for determining the optimum cutting speed, feed rate, radial depth of cut and milling type leading to minimum surface roughness in milling process of AISI 420 stainless steel by integrating Arti9icial Neural Network (ANN) and Imperialist Competitive Algorithm (ICA). The combination of these two methods to optimize the cutting process is provided for the 9irst time in this article. 54 different cases were tested and surface roughness was measured in each experiment. The predicted results using ANN indicated good agreement between the predicted values and the experimental values. ICA was used to determine the optimal machining parameters leading to minimum surface roughness. The obtained results proved that the ANN-ICA approach is capable of predicting the optimum machining parameters to minimum surface roughness in milling process.
    Keywords: Artificial Neural Network, Imperialist Competitive Algorithm, Milling, Surface Roughness}
  • اسماعیل دماوندی، سلمان نوروزی، سیدمحمود ربیعی
    وجود تخلخل و حضور لایه های گازی در اطراف ذرات آلومینا از جمله مهمترین دلایل کاهش خواص مکانیکی کامپوزیت های زمینه آلومینیومی محسوب می شوند. در این پژوهش به منظور کاهش تخلخل، افزایش ترشوندگی و همچنین توزیع یکنواخت ذرات در زمینه از سه روش استفاده شد؛ استفاده از گاز خنثی به منظور تزریق ذرات با دبی 5 لیتر بر دقیقه، عملیات حرارتی ذرات در دمای 1100 درجه سانتی گراد به مدت 20 دقیقه و آسیاب ذرات آلومینا با ذرات کمکی آلومینیوم با نسبت 1 به 1. تاثیر هرکدام از این عوامل بر ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج ریزساختاری و خواص مکانیکی بالا بودن میزان تخلخل، تجمع ذرات و عدم توزیع یکنواخت ذرات در کامپوزیت زمینه آلومینیومی با تزریق دستی ذرات را نشان داد. درحالی که تزریق با گاز خنثی، استفاده از عملیات حرارتی و آسیاب ذرات آلومینا با ذرات کمکی آلومینیوم موجب بهبود ترشوندگی و توزیع ذرات آلومینا در مذاب آلومینیوم شد. همچنین نتایج نشان داد که بیشترین مقدار سختی، استحکام فشاری و انرژی ضربه ای به ترتیب با 78/7 برینل، 539/1 مگاپاسکال و 8/2 ژول در نمونه کامپوزیتی زمینه آلومینیومی تقویت شده با ذرات آسیاب شده آلومینا/آلومینیوم بدست آمد.
    کلید واژگان: تخلخل, عملیات حرارتی, آسیاب کردن, تزریق با گاز خنثی, خواص مکانیکی}
    Esmaeil Damavandi, Salman Nourouzi, Sayed Mahmood Rabiee
    Presence of porosity and gas layers around the Al2O3 particles are one of the most important reasons of decreasing in mechanical properties of aluminum metal matrix composites. In this research, for decreasing of porosity, increasing of wettability and uniformly distribution of particles in matrix three method were used; using inert gas for injection powder with 5 liter/ min flow rate, particles heat treatment in 1100 ̊C for 20 min and mill Al2O3 particles with Al particles in ratio of Al / Al2O3= 1. The effect of these parameters on microstructure and mechanical properties of composite were investigated. The results showed that amount of porosity and agglomeration of particles were high in metal matrix composite with handy injection of particles. While injection with inert gas, using heat treatment and Al / Al2O3 milled Cause improve wettability and uniformly distribution of particles in molten Al. the results showed the maximum value of hardness, compression strength and impact energy have obtained in metal matrix composite reinforced with Al / Al2O3 milled with value of 78.7 BHN, 539.1 MPa and 8.2 Joule, respectively.
    Keywords: Porosity, Heat Treatment, milling, injection with inert gas, Mechanical Properties}
  • حامد حسن پور، امیر راستی، محمدحسین صادقی *، محمدحسین سعادتبخش، احمدرضا امیددودمان

    فولاد سخت کاری شده 4340 به خاطر ویژگی های خاص خود، کاربرد زیادی در صنعت دارد. ماشینکاری این فولاد پس از انجام عملیات حرارتی سختکاری، میتواند باعث افزایش تولیدپذیری، کاهش هزینه تولید و بهبود خواص قطعه کار شود. زبری سطح نهایی در فرآیند ماشینکاری، نقش مهمی را بر عملکرد قطعه ایفا کرده و مهم ترین شاخصه سطح ماشینکاری شده می باشد. یکی از عوامل موثر بر سلامت سطح، استفاده از سیال برشی در ماشینکاری است که علاوه بر جنبه های مثبت آن، دارای مشکلات زیست محیطی بوده و برای سلامت اپراتور خطرناک است. درنتیجه استفاده از روان کاری با حداقل سیال برشی به عنوان یک روش جایگزین مورد توجه می باشد. در این پژوهش، رابطه بین پارامترهای فرزکاری و کیفیت سطح قطعه نهایی در فرزکاری فولاد سخت کاری شده 4340 و در حضور سیستم های مختلف روانکاری شامل حالت خشک، تر و حداقل روانکار بررسی گردیده است. پارامترهای سرعت برشی، نرخ پیشروی و عمق برش محوری و شعاعی، به عنوان پارامترهای اصلی فرآیند فرزکاری درنظرگرفته شده اند. روش طراحی آزمایش رویه پاسخ نیز برای بررسی اثر پارامتر ها بر روی زبری سطح، مورداستفاده قرارگرفت و در مجموع 90 آزمایش انجام شده است. نتایج نشان داد که از بین پارامترهای برشی، به ترتیب نرخ پیشروی و سرعت برشی بیشترین تاثیر را بر روی زبری سطح داشته و زبری سطح با افزایش سرعت برشی و کاهش پیشروی کمتر شد. همچنین روانکاری با حداقل سیال برشی در مقایسه با دیگر روش ها بهترین عملکرد را از خود نشان داد و اثر آن در سرعت های برشی و عمق برشی بالا مشهودتر است.

    کلید واژگان: فرزکاری, فولاد سخت کاری شده 4340, روش حداقل سیال برشی, زبری سطح}
    Hamed Hassanpour, Amir Rasti, Mohammad Hossein Sadeghi, Mohammad Hossein Saadatbakhsh, Ahmadreza Omiddodman

    AISI4340 hardened steel have a vast functionality in industries. Hard machining of this steel have several benefits such as, higher productivity, lower production cost and improved workpiece properties. In machining operation, ultimate surface roughness is the most important characteristic of machined surface and plays an important role in workpiece life. One of the effective factors on surface integrity is cutting fluid used in machining operation, which have health and environmental problems is spite of positive effects. As a result, using minimum quantity lubrication is considered as an alternative method. In present study, relations between milling parameters and final surface quality in milling of AISI4340 hardened steel, in the presence of lubrication systems including; dry, wet and minimum quantity lubrication have been investigated. Cutting speed, feed rate, axial and radial depth of cut have been considered as main parameters of milling operation. Totally, 90 experiments have been done using response surface method to analyze the effects of process parameters on surface roughness. Results revealed that feed rate and cutting speed have the most Influences on surface roughness. Also higher values of cutting speed and lower values of feed rate are necessary to reduce surface roughness. In addition, compared to other lubrication methods, minimum quantity lubrication have the best performance in surface quality, especially in high cutting speed and depth of cut.

    Keywords: Milling, 4340 Hardened Steel, Minimum Quantity Lubricant, surface roughness}
  • احد قلی پور، وحید ذاکری مهرآباد، عطا حجاوری
    در این مقاله، برای اجتناب از مشکلات استفاده از مایعات روانکاری مثل هزینه بالا، آلودگی محیط زیست و به خطر انداختن سلامتی ماشینکار در فرآیند فرزکاری و همچنین استفاده از مزایای آنها از قبیل افزایش عمر ابزار و کیفیت سطح ماشینکاری شده، روش ماشینکاری با حداقل استفاده از روانکار (MQL) یا روانکاری نیمه خشک معرفی شده و تاثیر آن بر توان مصرفی و زبری سطح ماشینکاری شده با روش های دیگر روانکاری از قبیل روانکاری با مایع و روانکاری خشک مقایسه شده است. همچنین از روش طراحی آزمایش تاگوچی برای اجرای یکسری آزمایش ها به منظور بررسی تاثیر پارامترهای مختلف فرآیند از قبیل سرعت دورانی ابزار، سرعت پیشروی، فشار گاز ورودی و نرخ جریان مایع بر توان مصرفی و زبری سطح ماشینکاری شده استفاده شده است و در ادامه با استفاده از آنالیز واریانس مهمترین فاکتورهای موثر بر توان مصرفی و زبری سطح ماشینکاری شده به دست آمدند. نتایج به دست آمده از آزمایش ها نشان می دهند که استفاده از روش روانکاری نیمه خشک به توان مصرفی کمتر و زبری سطح قابل مقایسه با سایر روش های روانکاری منجر می شود. آنالیز واریانس انجام شده نیز نشان می دهد که در بین پارامترهای بررسی شده در این پژوهش، سرعت پیشروی مهمترین پارامتر موثر بر توان مصرفی و نرخ جریان مایع مهمترین پارامتر موثر بر زبری سطح ماشینکاری شده است.
    کلید واژگان: فرزکاری, روانکاری نیمه خشک, روش تاگوچی, توان مصرفی, زبری سطح}
    Ahad Gholipoor, Vahid Zakeri Mehrabad, Ata Hejavari
    In this paper, in order to avoid the problems induced by cutting liquids like higher cost, environmental pollution and dangerous for operator health in milling process and also using the benefits of them such as increasing tool life and machined surface quality, machining by minimum quantity of lubrication (MQL) or near dry lubrication was introduced and that’s effects on main outputs (consumed power and surface roughness) was compared with other lubrication methods such as lubrication by cutting fluids and by air. In order to perform a series of experiments and investigate the effects of different process parameters such as tools rotational speed, feed rate, gas pressure and liquid flow rate on main outputs, the Taguchi method of design of experiments was employed and then the analysis of variance (ANOVA) was used to find the most important factors effecting main outputs. The results obtained by experiments showed that employing near dry lubrication leads to lower electrical power and comparable surface roughness as compared with other lubrication methods. The analysis of variance showed that feed rate is the most important factor affecting consumed power and liquid flow rate is the most important factor influencing surface roughness.
    Keywords: Milling, minimum quantity lubrication (MQL), Taguchi method, electrical power, 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