دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Experimental Study of Cutting Force and Temperature in the Machining Process of Waspaloy مطالعه تجربی نیروی برش و دما در فرآیند ماشینکاری سوپرآلیاژ پایه نیکل واسپالوی 1 6 11210 FA حمیدرضا اسرافیلی دانشگاه بیرجند حسین امیرآبادی دانشگاه نیشابور جواد اکبری دانشگاه صنعتی شریف 0000-0001-9888-4649 فرشید جعفریان مرکز آموزش عالی محلات Journal Article 1970 01 01 Waspaloy is a type of nickel-based superalloy that is mainly used in aircraft turbine parts, compressor disks, shafts, and turbine parts. Waspaloy, like many nickel-base superalloys, is difficult to a machine at room temperature (conventional machining). In this paperwork, the cutting force and temperature created in the cutting area of the workpiece by changing different cutting parameters: cutting speed, feed rate, and constant depth of cut, in the dry oblique turning process of Waspaloy investigated. The hardness of the tested workpiece was 382±3 Vickers. In order to investigate the cutting force and the temperature of the cutting area, a full factorial experiment design without repetition was used, and a regression model of the influencing factors was presented to estimate the cutting force. Specifically, by an increase in the feed rate from 14 to 42 (mm/min), the most cutting force change occurred when the cutting speed was 1200 (rpm) and the depth of cut was 0.3 (mm). Moreover, except in test 6, the machining temperature increased with the rise of cutting speed and feed rate in all experiments. سوپرآلیاژ واسپالوی یک نوع سوپرآلیاژ پایه نیکل است و عمدتاً برای قطعات توربین‌ هواپیما، دیسک‌های کمپرسور و شفت‌ها استفاده می‌شود. تراشکاری سوپرآلیاژ واسپالوی مانند بسیاری از سوپرآلیاژهای پایه نیکل در دمای محیط (تراشکاری مرسوم) دشوار است. در این پژوهش با تغییر در پارامترهای سرعت برشی و نرخ پیشروی، در عمق براده ثابت به بررسی نیروی برش و دمای ایجاد شده در ناحیه برش قطعه‌کار در فرآیند تراشکاری مورب سوپرآلیاژ واسپالوی بدون مواد خنک کاری (ماشینکاری سنتی) پرداخته شد. سختی قطعه‌کار مورد آزمایش 3±382 ویکرز و قطر آن 25 میلی‌متر بود. به منظور بررسی نیروی برش و دمای ناحیه برش از طراحی آزمایش عاملی کامل بدون تکرار استفاده شد و یک مدل رگرسیونی از عوامل تاثیر گذار برای تخمین نیروی برشی ارائه گردید. به طور خاص بیشترین تغییرات نیروی برشی در شرایطی که سرعت برشی 1200 (rpm) و عمق براده 3/0 (mm) بود با افزایش نرخ پیشروی از 14 به 42 (mm/min) اتفاق افتاد. همچنین با افزایش سرعت برشی و نرخ پیشروی در تمامی آزمایش‌ها دمای ماشینکاری افزایش یافت. https://mme.modares.ac.ir/article_11210_de1b8f4be941d637edb68ee6a298538c.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Statistical Modeling and Optimization of MRR And Surface Quality in Milling Aluminum Matrix Composite with Different Percentages of SIC مدلسازی آماری و بهینه سازی نرخ براده برداری و کیفیت سطح در ماشینکاری کامپوزیت آلومینیوم در درصدهای مختلف SIC 7 12 11211 FA وحید طهماسبی دانشگاه صنعتی اراک محمدحافظ باقی دانشگاه صنعتی اراک سپهر آئینه بندی دانشگاه صنعتی اراک Journal Article 1970 01 01 The use of aluminum with a reinforced coefficient to increase this material compared to aluminum is used in the automotive, aircraft, and locomotive industries. This article examines the parameters of the material removal rate (MRR) rate and surface quality in the machining process of composite aluminum in different percentages of SIC. It examines the machining characteristics of end milling operations to obtain minimum surface quality, cutting force, and chip removal rate with maximum material removal rate using gray relational analysis based on the response surface design method (RSM). Twenty-seven experimental runs were carried out based on the response surface design method (RSM) by changing the parameters of spindle speed, feed, and depth of cut in different weight percentages of reinforcements such as silicon carbide (SiC-5%, 10%, 15%). And alumina (5-5% Al2O3) in the aluminum metal base 7075. Gray relation analysis was used to solve the multi-response optimization problem by changing the weights for different responses based on quality or productivity process requirements. The results show that spindle speed and SiC weight percentage are the most important factors that affect the machining properties of hybrid composites. استفاده از آلومینیوم با ضریب تقویت شده جهت بالا بردن این ماده نسبت به آلومینیوم در صنایع صنایع خودروسازی، هواپیماسازی و لوکوموتیو کاربرد دارد، در این مقاله ضمن بررسی پارامتر های نرخ براده برداری و کیفیت سطح بر فرایند ماشین کاری آلومینیوم کامپوزیت در درصد های مختلف SIC به بررسی ویژگی‌های ماشین‌کاری عملیات فرز پایانی می پردازد تا حداقل کیفیت سطح، نیروی برش، نرخ براده برداری با حداکثر نرخ حذف مواد را با استفاده از تحلیل رابطه‌ای خاکستری مبتنی برروش طراحی سطح پاسخ (RSM) به دست آورد. . بیست و هفت اجرای آزمایشی بر اساس روش طراحی سطح پاسخ (RSM) با تغییر پارامترهای سرعت اسپیندل، تغذیه و عمق برش در درصد وزنی مختلف تقویت‌کننده‌ها مانند کاربید سیلیکون (SiC-۵٪، ۱۰٪، ۱۵%) انجام شد . و آلومینا (Al۲O۳-۵%) در زمینه فلزی آلومینیوم ۷۰۷۵. تجزیه و تحلیل رابطه خاکستری برای حل مسئله بهینه سازی چند پاسخ با تغییر وزن برای پاسخ های مختلف بر اساس الزامات فرآیند کیفیت یا بهره وری استفاده شد. نتایج نشان می‌دهد که سرعت اسپندل و درصد وزنی SiC مهم‌ترین عواملی هستند که بر ویژگی‌های ماشین‌کاری کامپوزیت‌های هیبریدی تأثیر می‌گذارند. https://mme.modares.ac.ir/article_11211_68dfff284e90ee47fcc6b4941047edad.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Study of The Thread Whirling Process in Manufacturing of Pedicle Screws مطالعه فرآیند رزوه تراشی گردابی در ساخت پیچ های ستون فقرات 13 17 11212 FA محمد ترشیزی دانشگاه تربیت مدرس دانیال جعفری دانشگاه تربیت مدرس امیر راستی دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 1970 01 01 Thread whirling has been used in manufacturing spine screws instead of normal threading. The main advantage of thread whirling is high-speed production along with high precision. In this method, a whirling module and tool holder with specialized inserts have been used. The mentioned module is adjusted and connected to the machine at different angles according to the geometry of the thread. In this research, the thread whirling method was conducted on four pedicle screws made of Ti6Al4V to investigate the effect of the main cutting parameters, including cutting speed and feed rate on the surface integrity and dimensional accuracy. Based on the results, the obtained tolerances of the threads were in the acceptable range. In addition, the increased cutting speed reduced the surface integrity of the threads by plowing. برای ساخت پیچ‌‌های ستون فقرات به جای رزوه تراشی معمولی می‌توان از رزوه تراشی گردابی ((Thread whirling استفاده کرد. از مهمترین مزایای استفاده از رزوه تراشی گردابی می‌توان به سرعت بالا در تولید انبوه با دقت بسیار بالا اشاره کرد. در این روش از یک ماژول رزوه‌تراشی گردابی ، یک هولدر وتعدادی اینسرت که روی هولدر مقید می‌شوند استفاده می‌‌شود. ماژول رزوه‌تراشی گردابی قابلیت این را دارد که تحت زوایای مختلف با توجه به هندسه رزوه تنظیم و به دستگاه وصل شود.با چرخش هولدر تحت زاویه و پیشروی قطعه‌کار به سمت جلو هندسه مد نظر ایجاد می‌‌شود. در این پژوهش، به‌منظور بررسی اثر پارامترهای برش اصلی فرایند شامل سرعت برشی و نرخ پیشروی بر دقت ابعادی و پارامترهای اصلی سلامت سطح پیچ ستون فقرات، 4 نمونه از جنس آلیاژ Ti6Al4V توسط فرایند رزوه تراشی گردابی تولید گردید. بر اساس نتایج بدست آمده زوایا و اندازه رزوه ها در این روش از دقت هندسی و ابعادی بالایی برخوردارند، افزایش سرعت برشی باعث کاهش سلامت سطح رزوه ها شده و در برخی موارد باعث شخم زنی و عدم براده برداری شده است. https://mme.modares.ac.ir/article_11212_82680bfec0fa08346c1b10d30a3e3d4a.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Numerical Analysis of Direct Aged 718 Inconel Alloy Turning Using Power Law Equation تحلیل عددی تراشکاری اینکونل 718 مستقیماً پیرسازی شده با استفاده از معادلهٔ ساختاری توانی 19 24 11213 FA امیرسجاد رحمانی دانشگاه تهران محمدجعفر حداد دانشگاه تهران سید محمد ابراهیمی دانشگاه تهران Journal Article 1970 01 01 Nowadays, Inconel superalloys are often used in various industries due to their extraordinary properties. Some unique properties of Inconel, such as maintaining its yield strength at elevated temperatures, very low thermal conductivity, and high abrasion resistance, provide very difficult to cut conditions for machining this superalloy. This paper presents a method for simulating the direct aged Inconel 718 superalloy turning by using the power law equation based on the finite element method. One of the main objectives of this research is the correct determination of material properties based on power law equation such as strain hardening coefficients, strain rate sensitivity coefficient, thermal softening coefficients, and other coefficients required to simulate direct aged Inconel 718. The simulation results, such as shear plane angle, machining forces, chip temperature, and tool and chip shape, have been validated by reference [1]. This study, similar to [1], has been studied at three different undeformed chip thicknesses to examine the deformed chip thicknesses and other machining outputs such as machining forces using the power law equation. Third wave Systems-AdvantEdge software has been used for the current study. The output of this study has been investigated with the results of experimental research [1] and shows the high efficiency and accuracy of the present analysis. امروزه سوپر آلیاژهای اینکونل به دلیل خواص خارق‌العادهٔ آن‌ها در صنایع مختلفی استفاده می‌شوند. برخی از خصوصیات ویژه اینکونل نظیر حفظ استحکام تسلیم در دماهای بالا، ضریب رسانش حرارتی بسیار پایین و مقاومت سایشی بالا، شرایط سختی را برای ماشین‌کاری این سوپر آلیاژ فراهم می‌کند. این مقاله، بر اساس روش اجزاء محدود، روشی را برای شبیه‌سازی تراشکاری سوپر آلیاژ اینکونل 718 مستقیماً پیرسازی شده به کمک معادله ساختاری توانی ارائه می‌کند. تعیین درست خواص مواد بر اساس معادلهٔ ساختاری توانی نظیر تعیین ضرایب سخت‌شوندگی کرنشی، ضریب نرخ حساسیت به کرنش و ضرایب نرم‌شوندگی حرارتی در کنار دیگر ضرایب موردنیاز برای شبیه‌سازی تراشکاری سوپر آلیاژ اینکونل 718 مستقیماً پیرسازی شده از اهداف اصلی این پژوهش است. نتایج خروجی شبیه‌سازی نظیر زاویهٔ صفحهٔ برشی، نیروهای ماشین‌کاری، دمای براده و ابزار و شکل ‌براده با خروجیِ نتایج مرجع [1] صحت‌سنجی شده است. این پژوهش، به‌صورت مشابه با مقاله [1] در سه ضخامت برادهٔ تغییر شکل نیافته متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است تا ضخامت شکل براده تغییر شکل یافته و دیگر خروجی‌های ماشین‌کاری نظیر نیروهای ماشین‌کاری با بهره از معادلهٔ ساختاری توانی مورد بررسی قرار بگیرد. برای شبیه‌سازی از نرم‌افزار Third wave Systems- AdvantEdge بهره برده شده است. خروجی این مطالعه، با نتایج تحقیق تجربی [1] بررسی شده است و نشان دهنده کارآیی و دقت بالای تحلیل حاضر می‌باشد. https://mme.modares.ac.ir/article_11213_267eb3281384a8c96197cc123d6e1cdc.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Experimental Aspects of Grinding Hardened Mo40 Steel Under Different Machining and Dressing Parameters Using Mounted Point Grinding Tool بررسی اثر پارامترهای درسینگ تک لبه بر عملکرد سنگ‌زنی فولاد سخت‌کاری شده Mo40 با استفاده از ابزار سنگ انگشتی 25 30 11214 FA جواد غلام‌پور درزی دانشگاه تهران محمدجعفر حداد دانشگاه تهران امیرسجاد رحمانی دانشگاه تهران Journal Article 1970 01 01 Mounted point grinding is a machining method to reduce surface roughness and improve surface finishing on workpiece walls and hard-to-reach areas. This process is usually used without preparing the grinding wheel before and during the grinding operation, which reduces the proper performance of the process. Environmental contamination, surface integrity, coolant-lubricant-related diseases that affect workers' health, and machining costs heavily depend on the appropriate dressing and proper coolant-lubricant usage. In this study, as a novel approach, the effects of dressing conditions (depth of dressing and dressing feed rate) and the feed rate of the workpiece during the grinding of a hardened Mo40 steel workpiece in two traditional cooling-lubricant minimum lubrication environments have been investigated. Surface roughness and wheel loading are two significant outputs in every grinding operation. The experimental result of this study reveals an improvement in enhancing the surface roughness in a soft dressing. Moreover, another aim of this study was to achieve proper surface roughness by implementing minimum quantity lubrication to significantly reduce total cutting fluid usage compared to traditional continuous coolant-lubricant. In this study, higher wheel loading in the Minimum Quantity Lubrication (M.Q.L.) technique was observed compared to the traditional continuous coolant-lubricant technique.<br> سنگ‌زنی انگشتی روشی مناسب برای بهبود زبری سطح در دیواره‌های قطعات و مناطق با دسترسی دشوار می‌باشد. معمولاً این فرایند بدون آماده‌سازی سنگ قبل و در هنگام انجام عملیات سنگ‌زنی مورد استفاده قرار می‌گیرد که باعث کاهش عملکرد مناسب فرایند می‌گردد. انجام درسینگ و استفاده از محیط خنک‌کار - روان‌کار مناسب اما تا حد زیادی بر خصوصیات سطحی، آلودگی‌های زیست‌محیطی، سلامت کارگران و هزینه‌های ماشین‌کاری اثرگذار است. در این پژوهش، برای اولین‌بار، اثر شرایط درسینگ (عمق درسینگ و سرعت پیشروی ابزار درسر) و نیز سرعت پیشروی قطعه‌کار در هنگام سنگ‌زنی قطعه‌کار فولاد سخت Mo40 در دو محیط خنک‌کار - روان‌کار سنتی و روان‌کاری کمینه مورد بررسی قرار گرفته است. زبری سطح و بارگذاری سنگ در شرایط گوناگون سنگ‌زنی از خروجی‌های حائز اهمیت می‌باشد. نتایج آزمایش‌های عملی نشان‌دهنده بهبود زبری سطح در شرایط درسینگ نرم می‌باشد. همچنین ایجاد یک زبری سطح مطلوب با استفاده از تکنیک روان‌کاری کمینه در مقابل روش سنتی استفاده پیوسته از خنک‌کار - روان‌کار همراه با کاهش چشمگیر مصرف سیال برشی از نتایج آزمایش‌های عملی می‌باشد. بارگذاری بیشتر چرخ سنگ در محیط روان‌کاری کمینه نسبت به روش سنتی خنک‌کار - روان‌کار از دیگر نتایج به‌دست‌آمده می‌باشد.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11214_52f4691a4de70b3c441bca6c546979d9.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Reducing Boring Bar Vibrations by Active Dynamic Absorber کاهش ارتعاشات ابزار داخل تراش به کمک جاذب دینامیکی فعال 31 36 11215 FA ناهید ذبیح حسینیان دانشگاه فردوسی مشهد مریم فاطمیان دانشگاه فردوسی مشهد بهنام معتکف ایمانی دانشگاه فردوسی مشهد Journal Article 1970 01 01 Boring is a process which the diameter of the internal hole of the workpiece usually increases from the initial size to the desired value in some stages. In this operation, undesired vibrations lead to decrease in the smoothness of the surface; thus, active dynamic absorbers have been used to dampen the vibrations. In this research, two analog and digital accelerometers are used with an active dynamic absorber installed on a 720 mm boring bar. The analog sensor is used as a validation of the economical digital accelerometer. Therefore, thanks to the velocity feedback method, the vibrations caused by any impact forces have been damped and compared with the state without the presence of an active dynamic absorber. Furthermore, in this research, by increasing the amount of input voltage to the amplifier, the damped results of the impact applied to the end of the cutting tool have been increased remarkably and the frequency spectrums have been presented and examined to predict the damping.<br> فرآیند تراشکاری داخلی فرآیندی است که در آن قطر سوراخ داخلی قطعه‌کار معمولا طی مراحلی از اندازه‌ی اولیه به مقدار دلخواه افزایش قطر پیدا می‌کند .از آنجاییکه هر گونه ارتعاشات ناخواسته در این عملیات منجر به کاهش صافی سطح شده، از جاذب‌های دینامیکی فعال به منظور میراشدن ارتعاشات در این پژوهش بهره گرفته شده است. در این پژوهش، از دو حسگر شتاب آنالوگ و دیجیتال به همراه جاذب دینامیکی فعال نصب شده بر روی ابزار داخل تراش به طول 720 میلی‌متر استفاده شده است. حسگر آنالوگ آن به عنوان صحت سنجی مقادیر شتاب در حسگر شتاب دیجیتال که بسیار مقرون به صرفه بوده، مورد استفاده قرار گرفته است. بنابراین به کمک روش پسخور سرعت، ارتعاشات ناشی ازهرگونه تحریک‌ ضربه میرا شده و با حالت بدون وجود جاذب دینامیکی فعال مقایسه شده است. همچنین در این پژوهش، با افزایش میزان ولتاژ ورودی به تقویت‌کننده نتایج میراشده‌ی ضربه اعمالی به انتهای ابزار داخل‌تراش ارائه و طیف فرکانسی برای پیش‌بینی کیفی میرایی‌ بررسی شده است. <br> https://mme.modares.ac.ir/article_11215_d81d658f7fb3fca03ea5e74f787f1f51.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 The Implementation of Ultra-Precision Dimond Machining to Fabricate Super-Polished Aluminium Mirrors کاربرد تراشکاری با ابزار الماس در ساخت آیینه‌های آلومینیومی 37 42 11216 FA حجت جعفری دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد صادق الهامی جوشقان دانشگاه فردوسی مشهد مسعود فرحناکیان دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد Journal Article 1970 01 01 Metal and especially aluminum mirrors have wide applications in the optical industry due to their desirable properties, hence requiring very high polished surfaces. One of the methods of preparing aluminum mirrors is single-point diamond turning. In this research, the manufacturing process of 6061-grade aluminum mirrors has been studied using diamond turning and consequent polishing process in order to reach surfaces with acceptable optical properties. In the first part, the effective range of turning parameters was determined. The results showed that the feed values less than 5 µm/rev, the cutting-edge radius between 0.2 and 0.8 mm, and the rotational speed of 2250 rpm have a greater effect on the surface roughness. In the second part of the research, initially, the turning process was performed with effective parameters and then the polishing process was applied as the final finishing process. Surface finish is evaluated by surface roughness and surface interferometry parameters. The results showed that the smaller surface roughness after the diamond tool turning process led to higher optical properties after the final polishing process. The lowest PV value equal to 0.293 µm was obtained by diamond turning with 3 µm/rev and a cutting-edge radius of 0.8 mm.<br> آیینه های فلزی و به ویژه آلومینیومی، بدلیل خواص مطلوب از جایگاه ویژه ای در صنایع اپتیک برخوردار می‌باشند که این موضوع مستلزم برخورداری از سطوحی با پرداخت بسیار بالا است. یکی از روش‌های آماده سازی آیینه‌های آلومینیومی، تراشکاری با ابزار الماس می‌باشد. در تحقیق حاضر، فرآیند ساخت آیینه‌های آلومینیومی گرید 6061 با استفاده از ابزار الماس و فرآیند تکمیلی پولیش به منظور رسیدن به سطوحی با خواص اپتیکی مطلوب مورد مطالعه قرار گرفته است. در قسمت اول، بازه موثر پارامترهای ماشینکاری مشخص شد. نتایج نشان داد که بازه پیشروی کمتر از 5 میکرومتر بر دور، شعاع لبه برش بین 0.2 تا 0.8 میلیمتر و سرعت دورانی 2250 دور بر دقیقه، تاثیر بیشتری بر پرداخت سطح دارند. در قسمت دوم آزمایش‌ها، ابتدا فرآیند تراشکاری با پارامترهای موثر انجام گردیده و در ادامه فرآیند پولیشینگ به عنوان پرداخت نهایی اعمال شد. پرداخت سطح با دو پارامتر زبری سطح و معیار تداخل‌سنجی سطح ارزیابی می‌گرزد. نتایج نشان داد که هر چه زبری سطح فرآیند تراشکاری با ابزار الماس پایین‌تر باشد، سطح حاصل از فرآیند تکمیلی پولیش خواص اپتیکی بالاتری خواهد داشت. کمترین مقدار پارامتر PV برابر 0.293 میکرومتر برای تراشکاری با پیشروی 3 میکرومتر بر دور و شعاع لبه برش 0.8 میلیمتر حاصل شد.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11216_f6e25176c96f7d7c8c7d74ff8babee5d.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Optimization of Parameters Affecting on Temperature and Heat Flux in the Location of Femoral Cortical and Trabecular Caused by Drilling Process Based on Inverse Heat Transfer Theory بهینه‌سازی پارامترهای مؤثر بر کاهش دما و شار حرارتی محل سوراخ‌کاری استخوان کورتیکال وترابکولار فمور بر اساس تئوری انتقال حرارت معکوس 43 51 11217 FA فاطمه نگهداری دانشگاه زنجان بهنام آخوندی دانشگاه صنعتی سیرجان Journal Article 1970 01 01 In orthopedic surgery, the drilling process is used to internally fix the fracture zone. During bone drilling, if the temperature exceeds the limit of 47 °C, it results in altered bone alkaline phosphatase nature, occurrence of thermal necrosis, non-fixation and inadequate bone fusion In order to investigate the effective parameters of the drilling process, after three-dimensional modeling of the femur bone in Mimics software and determination of bone coefficients based on the Johnson-Cook model, numerical simulation of the cortical and trabecular bone oblique drilling process have been performed. The drilling process was performed in both normal and high speed modes based on reverse heat transfer theory using DEFORM-3D software. The results of numerical simulation after validation with experimental results showed that this theory is capable of estimating the temperature and heat flux in this process and the occurrence of necrosis in both processes (normal and high speed) is imminent. The temperature in the drilling area of the trabecular bone is higher than the cortical bone at all speeds and feed rates and the axial force of the trabecular bone is less than the cortical bone at all speeds and feed rates. The optimum point leading to the minimum temperature in normal drilling of trabecular and cortical bone is the feed rate of 150 mm/min and the rotational speed of 2000 rpm. This optimum point is obtained in the high-speed drilling of trabecular and cortical bone at the feed rate of 150 mm/min and rotational speed of 4,000 rpm and 7,000 rpm. در جراحی‌های ارتوپدی فرآیند سوراخ­کاری به‌منظور ثابت سازی داخلی محل شکستگی به کار می‌رود. درنتیجه سوراخ­کاری استخوان اگر دما از حد مجاز 47 درجه سانتی گراد فراتر رود، منجر به تغییر ماهیت آلکالین فسفاتاز استخوان، وقوع پدیده‌ی نکروز حرارتی، عدم ثابت سازی و جوش­خوردگی نادرست استخوان می‌شود. به‌منظور بررسی پارامتر­های مؤثر بر این فرآیند در پژوهش حاضر پس از مدل‌سازی هندسی استخوان فمور در نرم‌افزار Mimics، به تخصیص جنس استخوان بر اساس مدل جانسون-کوک و شبیه‌سازی عددی فرآیند سوراخ‌کاری و براده برداری مایل استخوان کورتیکال و ترابکولار پرداخته شده است. فرآیند سوراخ‌کاری در دو حالت معمولی و سرعت‌بالا بر اساس تئوری انتقال حرارت معکوس به کمک نرم‌افزار DEFORM-3D انجام شد. نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی پس از صحت سنجی با نتایج تجربی نشان داد که ضمن توانمندی این تئوری در تخمین دما و شار حرارتی تولیدی، وقوع پدیده نکروز در هر دو فرآیند حتمی است. دمای محل سوراخ‌کاری استخوان ترابکولار نسبت به استخوان کورتیکال در تمامی بازه‌های سرعت و نرخ‌های پیشروی بیشتر است و همچنین نیروی محوری کمتری را متحمل می‌شود. نقطه بهینه که منجر به حصول حداقل دما در سوراخ‌کاری معمولی استخوان ترابکولار و کورتیکال می‌شود مربوط به نرخ پیشروی mm/min150 و سرعت دورانی rpm2000 است. این نقطه بهینه در سوراخ‌کاری سرعت‌بالای استخوان ترابکولار و کورتیکال در نرخ پیشروی mm/min150 و به ترتیب سرعت دورانی rpm4000 و rpm7000 به دست می‌آید. https://mme.modares.ac.ir/article_11217_445b6949ed8860ca6175e8c89464ba85.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Investigation on the Effect of Geometric Parameters on the Capability of Dimensional Measuring Tools for Machined Workpiece Using MSA Technique بررسی تاثیر پارامترهای هندسی بر قابلیت ابزار اندازه گیری ابعادی قطعات ماشینکاری شده با استفاده از روش تحلیل سیستم اندازه گیری 53 58 11218 FA نیما اسدی دانشگاه آزاد اسلامی حمید سلیمانی مهر دانشگاه آزاد اسلامی محمد رستگارفر شرکت صنعتی ایران خودرو Journal Article 1970 01 01 The non-reproducibility of the measured results of a piece by reference laboratories is a problem that often causes differences of opinion in production workshops and doubts about the adjustment of production devices with the results provided by laboratories. In this paper, the effect of geometric parameters created by machining on the ability to measure control tools through statistical techniques of quality engineering is investigated, so that first a piece was subjected to drilling and machining, after measurements The exact diameter of the hole with geometric deviation was determined to be cylindrical error to 0.01 mm. Then it was examined with two common measuring systems of air gauge and coordinate measuring machine (CMM) and the capability of the instruments was calculated as follows through the mini-tab software. Capability of air gauge (Cg) in measuring the diameter of hole was 0.27 and capability of CMM device in controlling the said diameter was 0.28. After removing the scattering caused by geometric parameters to calculate the ability of measuring instruments, The power of the instruments was improved to 1.20 in the wind gauge and 1.05 in the CMM and finally, by removing or reducing the geometrical error of the work piece, the repeatability (VARIATION) and the ability of both measurement systems are improved to many times. عدم تکرار پذیری نتایج اندازه گیری شده یک قطعه توسط آزمایشگاه‌های مرجع مشکلی است که اکثرا در کارگاههای تولیدی باعث ایجاد اختلاف نظر و شک و شبهه در تنظیم دستگاههای تولیدی با نتایج ارائه شده توسط آزمایشگاهها می گردد. در این مقاله به بررسی تاثیر پارامترهای هندسی ایجاد شده در اثر ماشینکاری بر توانایی اندازه گیری ابزارهای کنترلی از طریق تکنیک های آماری مهندسی کیفیت پرداخته می شود، بدین صورت که ابتدا قطعاتی تحت فرآیند سورخکاری و داخل تراشی قرار گرفتند، پس از اندازه گیری های دقیق قطر سوراخ دارای انحراف هندسی با عنوان استوانه ای بودن برابر 0.01 میلیمتر بدست آمد. سپس با دو سیستم اندازه گیری متداول گیج بادی (AIR GAUGE) و دستگاه اندازه گیری مختصات ((C.M.M تحت بررسی قرار گرفت و توانایی ابزارهای اندازه گیری از طریق نرم افزار مینی تب محاسبه شد. قابلیت گیج بادی (Cg) در کنترل قطر سوراخ ماشینکاری شده برابر 0.27 و قابلیت دستگاه C.M.M در کنترل قطر مذکور برابر 0.28 است. پس از حذف پراکندگی ناشی از پارامترهای هندسی جهت محاسبه توانایی ابزارهای اندازه گیری، میزان توانایی ابزارها تا 1.20 در گیج بادی و 1.05 در دستگاه C.M.M بهبود یافتند و در انتها با حذف یا کاهش خطای هندسی قطعه کار میزان تکرار پذیری (VARIATION) و قابلیت هر دو سیستم اندازه گیری تا حد چند برابر ارتقاء پیدا کرد. https://mme.modares.ac.ir/article_11218_568221292bd68ebdd821521ce60a8110.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Investigation of Cutting Force and Tool Wear in Aluminum Matrix Composite Milling at Different Percentages of SIC بررسی رفتار نیروی برشی و فرسایش ابزار در فرزکاری کامپوزیت آلومینیوم در درصدهای مختلف SIC 59 64 11219 FA وحید طهماسبی دانشگاه صنعتی اراک سپهر آئینه بندی دانشگاه صنعتی اراک محمدحافظ باقی دانشگاه صنعتی اراک Journal Article 1970 01 01 The use of aluminum with a reinforced coefficient to increase this material compared to aluminum is used in automotive, aircraft and locomotive industries, in this article, while examining the cutting force and erosion of tools on the machining process of composite aluminum in different percentages of SIC, the machining characteristics are investigated. The end milling operation is performed to obtain the minimum cutting force, tool wear with the maximum removal rate using gray relational analysis based on response surface design method (RSM). Twenty-seven experimental runs were carried out based on the response surface design method (RSM) by changing the parameters of spindle speed, feed and depth of cut in different weight percentages of reinforcements such as silicon carbide (SiC-5%, 10%, 15%). and alumina (5-5% Al2O3) in the aluminum metal base 7075. Gray relation analysis was used to solve the multi-response optimization problem by changing the weights for different responses based on quality or productivity process requirements. Proper selection of input parameters (spindle speed 1000 rpm, feed 0.03 mm/rev, depth of cut 1 mm and 5% SiC) produces high material removal rate with fine surface, less tool wear and low cutting force. استفاده از کامپوزیت آلومینیوم تقویت شده با ذرات سیلیسیم کارباید و بهبود برخی از خواص مکانیکی مهم نسبت به آلومینیوم در صنایع خودروسازی، هواپیماسازی و لوکوموتیو کاربرد دارد، در این مقاله ضمن بررسی نیروی برشی و فرسایش ابزار بر فرایند ماشین کاری آلومینیوم کامپوزیت در درصد های مختلف SIC به بررسی ویژگی‌های ماشین‌کاری عملیات فرز کاری انگشتی میپردازد تا حداقل نیروی برش، سایش ابزار با حداکثر نرخ براده برداری را با استفاده از تحلیل رابطه‌ای خاکستری مبتنی بر روش طراحی سطح پاسخ (RSM) به دست آورد. بیست و هفت اجرای آزمایشی بر اساس روش طراحی سطح پاسخ (RSM) با تغییر پارامترهای سرعت اسپیندل، پیشروی و عمق برش در درصد وزنی مختلف تقویت‌کننده‌ها مانند کاربید سیلیکون (SiC-5٪، 10٪، 15%) انجام شد. و آلومینا (Al2O3-5%) در زمینه فلزی آلومینیوم 7075. تجزیه و تحلیل رابطه خاکستری برای حل مسئله بهینه سازی چند پاسخ با تغییر وزن برای پاسخ های مختلف بر اساس الزامات فرآیند کیفیت یا بهره وری استفاده شد. انتخاب مناسب پارامترهای ورودی (سرعت اسپیندل 1000 دور در دقیقه، تغذیه 0.03 میلی‌متر بر دور، عمق برش 1 میلی‌متر و 5 درصد SiC) نرخ براده برداری بالای مواد همراه با سطح ریز، سایش ابزار کمتر و نیروی برش کم را ایجاد می‌کند. https://mme.modares.ac.ir/article_11219_d7012f5714b8a6a970f5bd34806267c6.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Manufacturing of Structured Surface by Grinding Technology تولید سطوح ساختاریافته با استفاده از تکنولوژی سنگ‌زنی 65 71 11220 FA سید حسن موسوی دانشگاه صنعتی امیر کبیر حامد ادیبی دانشگاه صنعتی امیر کبیر سید مهدی رضاعی دانشگاه صنعتی امیر کبیر Journal Article 1970 01 01 Given the current demand for surfaces with non-polished morphology like structured surface that enhance its tribological properties, providing a method with minimal production cost and high performance has attracted attention. The present study focuses on presenting a new method for producing structured surfaces with hydrophobic performance. In this method, using the grinding process with a special grinding wheel, an attempt has been made to produce these widely used surfaces. By modifying the topography of the wheel surface and changing the arrangement of abrasive particles from random to arranged distribution with the diamond particles in predefined locations, an attempt was made to design and manufacture a special grinding wheel for the production of structured surfaces. A segment with 1*1 cm2 including diamond particles with mesh size of 40/50 were manufactured during the electroplating process in a nickel bath medium and by installing the segment on the wheel hub and performing the grinding process with this developed wheel, surfaces containing continuous and discontinuous scratches with the same geometry were produced. Static contact angle test for the unstructured surface was about 37 degrees that improved to 141 degrees with the structured surface, which is an impressive improvement. با توجه به تقاضای فعلی برای تولید سطوحی با مورفولوژی غیرپرداخت مانند سطوح ساختاریافته که منجر به تقویت خواص تریبولوژیکی سطح می‌شود، ارائه روشی با حداقل هزینه و عملکرد بالا توجهات زیادی را به خود جلب کرده است. پژوهش حاضر با محوریت ارائه روشی جدید برای تولید سطوح ساختاریافته با عملکرد آب‌گریزی صورت پذیرفته است. در این روش با استفاده از فرآیند سنگ‌زنی به کمک چرخ‌سنگی خاص، سعی به تولید این سطوح پرکاربرد شده است. با اصلاح توپوگرافی سطح چرخ‌سنگ و تغییر در چینش ذرات ساینده از حالت تصادفی (چرخ‌سنگ تجاری) به حالت منظم با چینش ذرات ساینده الماس در محل‌هایی از پیش تعریف شده، تلاش شد تا چرخ‌سنگی مختص تولید سطوح ساختاریافته، طراحی و ساخته شود. المانی با ابعاد 1×1 سانتی‌متر مربع حاوی ذرات ساینده الماس با مش سایز 50/40 طی فرآیند الکتروپلیتینگ در محیط حمام نیکل ساخته شد و با اتصال سگمنت بر روی هاب چرخ‌سنگ و اجرای فرآیند سنگ‌زنی با این چرخ توسعه یافته، سطوحی حاوی خراش‌هایی با هندسه یکسان بصورت پیوسته و ناپیوسته تولید شد. زوایه تماس استاتیکی برای سطح بدون ساختار حدودا 37 درجه بوده که با ساختاریافته کردن سطح تا مقدار 141 درجه بهبود یافته است که مقدار چشمگیر است. https://mme.modares.ac.ir/article_11220_975a1c8b9aee1c48d32e13ec30be7905.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Development of an Analytical and Numerical Model of Torque Estimation in Drilling of Hard Steel توسعه مدل تحلیلی و عددی تخمین گشتاور در فرایند سوراخ‌کاری فولاد سخت 73 79 11221 FA محمد یزدانی خامنه دانشگاه تربیت مدرس امیر راستی دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 1970 01 01 In this article, the improved Oxley model, which is actually a combination of the Oxley and Johnson-Cook models, was introduced. The Oxley model does not take into account the effects of strain rate, hardness and heat increase, so by linking the Johnson-Cook model with this model, the Oxley model was developed. In this article, a program was written with Matlab software, which performed the analytical solution of the drilling process with the improved Oxley model, and according to the classical torque formula, the amount of this parameter was calculated according to the tangential force output from the Matlab code. Then the value of torque was compared with the value of this parameter in numerical modeling using AdvantEdge software, The difference between the numerical and analytical solutions is 12.5%, which indicates that the approximation in the presented analytical model is acceptable. در این مقاله مدل آکسلی بهبود یافته که در واقع ترکیب مدل آکسلی و جانسون-کوک می باشد معرفی شد. مدل آکسلی، اثرات نرخ کرنش، کارسختی و افزایش حرارت را در نظر نمی گیرد به همین دلیل با مرتبط کردن مدل جانسون-کوک با این مدل، مدل آکسلی توسعه داده شد. در این مقاله برنامه ای با نرم افزار Matlab نوشته شد که حل تحلیلی فرایند سوراخ کاری را با مدل آکسلی بهبود یافته انجام می داد و طبق فرمول کلاسیک گشتاور، میزان این پارامتر را با توجه به نیروی مماسی خروجی گرفته شده از کد Matlab محاسبه کرد . سپس مقدار گشتاور با مقدار این پارامتر در مدلسازی عددی با استفاده از نرم افزار AdvantEdge مقایسه شد که میزان اختلاف حل عددی و تحلیلی 12.5 درصد است که نشان دهنده تقریب قابل قبول در مدل تحلیلی ارائه شده است. https://mme.modares.ac.ir/article_11221_0e105949d99a32ca1751703e94ece601.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Implementation of PID Control Algorithm with Variable Setpoint on Arduino Board to Control the Polishing Force پیاده سازی الگوریتم کنترل PID با نقطه تنظیم متغیر بر روی برد آردوینو برای کنترل نیروی پولیش کاری 81 86 11222 FA احمد پرانیده دانشگاه فردوسی مشهد بهنام معتکف ایمانی دانشگاه فردوسی مشهد Journal Article 1970 01 01 In the polishing process, one of the factors affecting material removal is the contact force between the tool and the workpiece. The contact force parameter is important in the sense that in this process, the amount of this force is lower than other machining processes, as a result, the force contact is one of the important issues to be controlled. In this research, a force control system based on the implementation of proportional-integral-derivative (PID) control algorithm with regulatory strategy in Arduino board is presented. It is possible to apply command signals to the actuator by the Pulse Width Modulation (PWM) unit of the Arduino board. The polishing setup in this research includes solenoid, dynamometer, direct current (DC) motor and belt sander. PID control coefficients were estimated by system identification method and using MATLAB software tools. The results show that the control system designed on the Arduino board provides the desired stability to control the polishing force with an acceptable error. Among other advantages of the developed system, the need for additional equipment is reduced compared to other commercial systems and it is more economical. در فرآیند پولیش‌کاری، یکی از عوامل تأثیرگذار بر حذف مواد، نیروی تماسی بین ابزار و قطعه‌کار می‌باشد. پارامتر نیروی تماسی به این لحاظ حائز اهمیت است که در این فرآیند مقدار این نیرو نسبت به سایر فرآیندهای ماشین‌کاری کمتر است، در نتیجه نیروی تماسی یکی از موضوعات مهم است که باید کنترل شود. در این پژوهش یک سیستم کنترل نیرو مبتنی بر پیاده‌سازی الگوریتم کنترل <br> تناسبی-انتگرالی-مشتقی (PID) با قابلیت تنظیم در برد آردوینو ارائه می‌گردد. اعمال سیگنال‌های فرمان به عملگر، توسط واحد مدولاسیون عرض پالس (PWM) برد آردوینو امکان‌پذیر است. بستر آزمایشگاهی پولیش‌کاری در این پژوهش شامل سلونوئید، نیروسنج، موتور جریان مستقیم (DC) و سنباده نواری می‌باشد. ضرایب کنترل PID توسط روش شناسایی سیستم و با استفاده از ابزارهای نرم‌افزار متلب تخمین زده شدند. نتایج نشان می‌دهند که سیستم کنترلی طراحی شده بر روی برد آردوینو، پایداری موردنظر برای کنترل نیروی پولیش‌کاری را با خطای قابل قبول ارائه می‌دهد. از دیگر مزایای سیستم توسعه یافته، نیاز به تجهیزات اضافی نسبت به سایر <br> سیستم‌های تجاری کاهش یافته و صرفه اقتصادی بیشتر است. https://mme.modares.ac.ir/article_11222_480eb54452f63abfa7f2eb0ffb1c62fe.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 The Application of Intermediate Part to Improve the Accuracy of Electrochemical Discharg Drilling بهبود دقت سوراخکاری تخلیه الکتروشیمیایی با استفاده از قطعه واسط 87 92 11223 FA صادق الهامی جوشقان دانشگاه فردوسی مشهد پرگل رضوانی دانشگاه صنعتی امیرکبیر محمدرضا رازفر دانشگاه صنعتی امیرکبیر Journal Article 1970 01 01 Today, the application of materials such as glass has been widely developed in the manufacture of micronutrients, electronics and medical equipment because of its high hardness, chemical resistance and high abrasion. But due to high hardness and low toughness, mechanical machining cannot be applied. The Electrochemical discharge method is a new machining method that is capable of machining hard and non-conductive electrical materials such as glass. In the process of electrochemical discharge drilling, the dimensional accuracy of the hole and especially its inlet area is important. But almost, the inlet of the hole has a high slope, which leads to excessive hole overcut and tapering of the hole side wall. In this study, to remove the high slope entrance area, a thin intermediate part was used which will be separated from the main workpiece after the drilling process. The results showed that mentioned method reduced the entrance overcut of the hole by 50 to 76% depending on the diameter of the tool. Also, the hardness measuring of points on the hole inlet showed that using the intermediate part led to the smaller heat-affected zone (HAZ) around the hole entrance. امروزه استفاده از موادی مانند شیشه به دلیل خواصی مانند سختی بالا، مقاومت شیمیایی و سایش بالا، به‌طور گسترده در ساخت تجهیزات میکرونی، الکترونیکی و تجهیزات پزشکی توسعه یافته است، اما به دلیل سختی بالا و چقرمگی پایین، باربرداری مکانیکی و ایجاد ساختارهای میکرونی برروی آن با روش‌های سنتی دشوار است. روش تخلیه الکتروشیمیایی یک روش نوین ماشینکاری است که قابلیت ماشینکاری مواد سخت و نارسانای الکتریکی از جمله شیشه را دارد. در فرآیند سوراخکاری تخلیه الکتروشیمیایی، دقت ابعادی سوراخ و به ویژه ناحیه ورودی آن حائز اهمیت است اما در بیشتر موارد، ورودی سوراخ دارای شیب زیاد بوده که منجر به اضافه برش زیاد و مخروط‌شدگی دیواره سوراخ می‌گردد. در این تحقیق برای حذف ناحیه شیب‌دار ورودی سوراخ (عامل کاهش دقت سوراخکاری) از قطعه واسط با ضخامت کم استفاده شده است که پس از سوراخکاری از سطح قطعه اصلی جدا خواهد شد. نتایج نشان داد که این روش اضافه برش نواحی ورودی سوراخ را با توجه به قطر ابزار مورد استفاده، بین 50 تا 76% کاهش داده است. همچنین، نتایج سختی‌سنجی قطعه‌کار نشان داد با استفاده از قطعه واسط، سوراخ نهایی دارای ناحیه متاثر از حرارت کوچکتر در اطراف سوراخ است. https://mme.modares.ac.ir/article_11223_ea3ed20b6b101a09085ef09c97da1597.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Improvement of Electrochemical Discharge Machining Depth through Modification of Tool-Workpiece Engagement Area بهبود عمق ماشینکاری تخلیه الکتروشیمیایی با روش تغییر مساحت ناحیه درگیری ابزار-قطعه کار 99 103 11224 FA پرگل رضوانی همدانی دانشگاه صنعتی امیرکبیر صادق الهامی جوشقان دانشگاه فردوسی مشهد محمدرضا رازفر دانشگاه صنعتی امیرکبیر Journal Article 1970 01 01 Electrochemical discharge machining (ECDM) is a novel non-conventional micro-machining method that can be applied to machining hard, brittle and non-conductive materials such as glass and ceramic. Due to the hardness and brittleness of mentioned materials, the application of conventional machining is associated with serious technical problems. In this article, the machining process was performed in two steps, and hole depth is considered as the main machining output. The obtained results of the new method are compared to single pass micro-drilling (a common micro-drilling process). The achieved results indicated that depth improvements of 36% and 70% were obtained for voltages of 33 and 38V. Also, by increasing the diameter difference, a deeper hole can be achieved. ماشین کاری به روش تخلیه الکتروشیمیایی رویکردی نوین در ماشین کاری مواد سخت، شکننده و نارسانای الکتریکی (نظیر شیشه و سرامیک) می باشد. ماشین کاری این نوع مواد با روش های متداول ماشین کاری که عمدتاً بر مبنای برش مکانیکی قطعه استوار هستند، به دلیل سختی و تردی بالای این قطعات، بسیار مشکل است. لذا، اخیراً توجه به ماشین کاری تخلیه الکتروشیمیایی جهت ماشین کاری این مواد، به دلیل سهولت در اجرا، هزینه ی کم و نرخ براده برداری مناسب، مورد توجه قرار گرفته است. یکی از پارامترهای خروجی بسیار مهم در این فرآیند، عمق ماشینکاری شده می باشد. در این مقاله سوراخکاری دو مرحله انجام و مورد بررسی قرار می گیرد و نتایج آن با حالت سوراخ کاری معمولی در شرایط یکسان مقایسه می شود. نتایج نشان می دهد روش جدید باعث افزایش عمق سوراخ شده که به ترتیب در ولتاژهای ۳۳ و ۳۸ ولت افزایش عمق در حدود ۳۶% و ۷۰% حاصل شد. همچنین، اختلاف قطر بیشتر باعث افزایش عمق سوراخ گردیده است. https://mme.modares.ac.ir/article_11224_ee89223a2b625b5152132ed77abbcc79.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Investigating the Effect of Optimal Selection of Vibration and Cutting Parameters on Cutting Forces and Temprature in the Ultrasonic Vibration Assisted Machining Process بررسی تاثیر انتخاب بهینه پارامترهای ارتعاشی و برشی بر نیروهای برش در فرایند ماشین‌کاری به کمک ارتعاش التراسونیک 105 111 11225 FA سعید موحدیان دانشگاه تربیت مدرس محمدجواد ناطق دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 1970 01 01 In this article, the effect of optimal selection of vibration and cutting parameters on cutting forces in the machining process with ultrasonic vibration assistance has been investigated and the results have been compared in two modes of conventional machining and of ultrasonic vibration assisted machining. In the investigation of the effect of ultrasonic vibration assistance on the machining process, analyzes have been carried out in different cutting speeds, and the effect of changing the cutting speed in relation to the tool's oscillation speed has been investigated. Finite element modeling and simulation has been done with DEFORM finite element software. The results show that the application of ultrasonic vibration in the machining process leads to the reduction of tangential and axial cutting and the reduction of heat resulting from the cutting process. By examining the results, it was found that in the machining process with ultrasonic vibration assistance, when the cutting speed is at least 30% lower than the vibration speed of the tool tip, the process has a favorable efficiency, and the favorable effects of applying ultrasonic vibration on the process include reducing shear forces, reducing the heat generated From cutting, reducing the friction coefficient between the tool and the workpiece, helping to improve the chip flow, etc. در این مقاله به بررسی تاثیر انتخاب بهینه پارامتر های ارتعاشی و برشی بر نیروهای برش در فرایند ماشین‌کاری به کمک ارتعاش التراسونیک پرداخته شده است و نتایج حاصل در دو حالت ماشین‌کاری سنتی و ماشین‌کاری به کمک ارتعاش التراسونیک با هم مقایسه شده‌اند. در بررسی اثر اعمال ارتعاش التراسونیک بر فرایند ماشین‌کاری، تحلیل‌ها در شرایط مختلف پارامتر های ارتعاشی و برشی انجام شده اند و تاثیر تغییر سرعت نوسان ابزار نسبت به سرعت برشی، مورد بررسی قرار گرفته اند. مدل‌سازی و شبیه سازی المان محدود به کمک نرم افزار المان محدود دیفرم (DEFORM) انجام شده است. نتایج حاصل نشان دادند که اعمال ارتعاش التراسونیک در فرایند ماشین‌کاری، منجر به کاهش نیروهای برشی مماسی و محوری وارد بر ابزار برشی و قطعه کار و کاهش حرارت حاصل از فرایند برش می‌شود. با بررسی نتایج حاصل مشخص شد که در فرایند ماشین‌کاری به کمک ارتعاش التراسونیک وقتی که سرعت برشی حداقل 30 درصد کمتر از سرعت ارتعاش نوک ابزار باشد، فرایند بازدهی مطلوبی دارد و اثرات مطلوب اعمال ارتعاش التراسونیک بر فرایند شامل کاهش نیروهای برشی، کاهش حرارت ناشی از برش، کاهش ضریب اصطکاک بین ابزار و قطعه‌کار، کمک به بهبود جریان براده و غیره حاصل می‌شوند.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11225_0c3dd1f58f7ef11b0eb09971760dfdbd.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Investigating the Effect of Ultrasonic Vibrations on the Maximum Force of Tools in Drilling of Aluminum بررسی تاثیر ارتعاشات اولتراسونیک بر حداکثر نیروی ابزار سوراخ کاری در آلومینیوم 113 118 11226 FA مرتضی زندی پور دانشگاه آزاداسلامی، واحد علوم و تحقیقات حمید سلیمانی مهر دانشگاه آزاداسلامی، واحد علوم و تحقیقات سعید امینی دانشگاه آزاداسلامی، واحد علوم و تحقیقات Journal Article 1970 01 01 Ultrasonic machining is a new technique, and one of the new and promising processes for machining metals, especially metal alloys with low machinability. In this paper, a set of laboratory studies is used to investigate the effect of using ultrasonic vibrations on the force required for drilling of the thin aluminum workpieces. For this perpuse, three aluminum workpieces with different thicknesses are drilled under three different rotation speeds, and four different advance rates. The results showed that in two aluminum workpieces, 1 and 1.5 mm, the use of ultrasonic vibrations generally reduced the axial force, but in the 2 mm workpiece, it is not possible to understand a meaningfull effect of adding ultrasonic vibrations. In other words, it can be said that adding ultrasonic vibrations with constant amplitude and frequency does not have the same effect on drilling in different conditions, and to reach the most efficient drilling, the characteristics of optimal vibration should be studied. ماشینکاری به کمک اولتراسونیک یک تکنیک جدید و یکی از فرآیندهای نوین و نوید بخش، برای ماشینکاری فلزات به‌خصوص آلیاژهای فلزی با قابلیت ماشینکاری پایین می‌باشد. در این تحقیق، با استفاده از یک مجموعه مطالعات آزمایشگاهی، تاثیر استفاده از ارتعاشات اولتراسونیک روی نیروی لازم برای سوراخکاری قطعه‌کارهای نازک آلومینیوم با سه ضخامت متفاوت در سه سرعت دوران مختلف و چهار نرخ پیشروی متفاوت بررسی شده است. نتایج نشان داد که در دو قطعه‌کار آلومینیوم 1 و 5/1 میلیمتر، استفاده از ارتعاشات اولتراسونیک عموما باعث کاهش نیروی محوری شده است اما در قطعه‌کار 2 میلیمتری در مورد اثر اضافه کردن ارتعاشات اولتراسونیک نمی توان اظهار نظر قطعی نمود. به بیان دیگر می توان گفت که اضافه کردن ارتعاشات اولتراسونیک با دامنه و فرکانس ثابت اثر یکسانی بر سوراخکاری در شرایط متفاوت ندارد و برای رسیدن به مطلوب ترین حالت سوراخکاری باید مشخصات ارتعاش بهینه مورد مطالعه قرار گیرد. https://mme.modares.ac.ir/article_11226_e4d78a6b4d93e1d79241f7b282fa3413.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Experimental Study on Micro-Blasting Effect on Dynamic Response of an Ionic-polymer-metal Composite Beam under Transient Voltage مطالعه‌ تجربی تأثیر میکرو سندبلاست بر پاسخ دینامیکی تیری از جنس کامپوزیت پلیمر یونی- فلزی تحت ولتاژ گذرا 119 123 11227 FA درسا عرب دانشگاه آزاداسلامی، واحد علوم و تحقیقات حمید سلیمانی مهر دانشگاه آزاداسلامی، واحد علوم و تحقیقات امین نصراله دانشگاه علم و صنعت ایران Journal Article 1970 01 01 Ionic polymer-metal composites (IPMC) are such as smart materials which under applied voltage will be deformed and they have a broad application prospect. On the other hand, increase of surface area of this composite is directly related to bonding between electrode and polymer, as a result, polymer surface morphology is highly important, therefore, the effect of micro-blasting on the dynamic response of the composite beam is investigated. In this research, a membrane from ionic–polymer-metal composites are manufactured. Its main core is based on an electroactive core named Nafion and the electrodes are made of metals such as Platinum which is a noble metal. Then a transient voltage applied to the ionic–polymer-metal composite which was 1 volt and the displacements are measured experimentally. Finally, by the effect of micro-blasting as a surface treatment technique on the composite and comparing experimental results, a suitable equation is proposed for the behavior of this actuator under transient voltage.<br> کامپوزیت‌های پلیمر یونی - فلزی از جمله مواد هوشمندی هستند که در صورت اعمال ولتاژ پایین دچار تغییر شکل می‌شوند و به همین علت دارای چشم‌انداز کاربردی گسترده‌ای هستند. از طرفی دیگر باتوجه‌به این نکته که افزایش مساحت سطح این نوع کامپوزیت، رابطه مستقیم با برقراری پیوند یونی میان الکترود و پلیمر دارد، در نتیجه مورفولوژی سطح پلیمر، از اهمیت بالایی برخوردار است، به همین علت به برسی تأثیر میکرو سندبلاست بر پاسخ دینامیکی تیر کامپوزیتی می‌پردازیم. در تحقیق انجام شده، یک غشا از جنس کامپوزیت پلیمر یونی - فلزی با هستهٔ پلیمری از جنس نافیون و الکترود از جنس پلاتین که یک فلز نجیب است، ساخته شده است و پس از پرداخت سطح مناسب، تحت ولتاژ گذرا ۱ ولت قرار گرفته و مقادیر جا‌به‌جایی به‌صورت تجربی محاسبه می‌گردد. هدف این مقاله ارائه معادله‌ای مناسـب به‌منظور پیش‌بینی تأثیر پرداخت سطح هستهٔ پلیمری این کامپوزیت با میکرو سندبلاست بر رفتار این عملگر با استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده از فرایندهای حاکم و پاسخ دینامیکی تیری از این جنس با تکیه‌گاه ساده تحت ولتاژ گذرا است.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11227_fa78a16157fed00d7a80515818432169.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Feasibility Study of Creating Chrome and Copper Coatings on Stainless Steel Using Electric Discharge Coating Method مطالعه امکان سنجی ایجاد پوشش کروم و مس روی فولاد ضد زنگ با استفاده از روش پوشش دهی تخلیه الکتریکی 125 129 11228 FA سعید اسکوئیان دانشگاه سمنان علیرضا حاجی علی محمدی دانشگاه سمنان راشی تیاگی دانشگاه چاندیگار Journal Article 1970 01 01 electrical discharge coating (EDC) is the simplest way to deposit a thin or thick coating on the surface of a substrate to change the properties of this undesirable layer. In the EDC process, the molten pool produced due to sparking in electrical discharge is combined with material particles from the loosely bonded compacted electrode (green compacted) and then rapidly cooled to form a coated layer. Extensive methods for coating the surface of the substrate exist such as electroplating, electroless plating, vapor deposition methods, thermal spraying and many others. These processes have disadvantages such as high capital costs, complexity, higher setup complexity and space requirements that limit their implementation to some extent. Among all coating methods, EDC has advantages over other coating methods. For EDC, there is no need to set up any equipment to create a vacuum or isolation environment around the bed. Also, only by changing the different variables of the machine, the thickness can be changed and the characteristics of the coating layer can be controlled. This study focuses on chrome ceramic coatings formed in the EDC process on stainless steel substrates (ST37) with process parameters with 8 amp current and 100 µs on time. The results showed that the hardness of stainless steel coated with chromium and copper increased to 1284 (HV) in electrical discharge.<br> پوشش تخلیه الکتریکی (EDC) ساده‌ترین راه برای رسوب پوشش نازک یا ضخیم بر روی سطوح زیرلایه است تا خواص این لایه نامطلوب را تغییر دهد. در فرآیند پوشش دهی تخلیه الکتریکی، حوضچه مذاب تولید شده به دلیل جرقه زدن در تخلیه الکتریکی با ذرات ماده جدا شده از الکترود فشرده با پیوند سست (فشرده سبز) ترکیب می‌شود و سپس آنها به سرعت سرد می‌شوند تا یک لایه پوشش داده شده را تشکیل دهند. روش های مختلفی برای پوشش سطح زیرلایه وجود دارد مانند آبکاری الکتریکی، آبکاری الکترولس، روش های رسوب بخار، پاشش حرارتی و بسیاری موارد دیگر. این فرآیندها دارای معایبی مانند هزینه سرمایه بالا، پیچیدگی فرآیند، پیچیدگی راه اندازی، دمای بالاتر و نیاز به جایی هستند که اجرای آنها را تا حدی محدود می کند. در بین تمامی روش های پوشش دهی تخلیه الکتریکی نسبت به سایر روش های پوشش دهی مزایایی دارد. برای این فرایند، نیازی به هیچ نوع تنظیم خاصی از تجهیزات برای ایجاد خلاء یا محیط ایزوله در اطراف بستر نیست. همچنین تنها با تغییر پارامترهای متغیر ماشین می توان ضخامت را تغییر داد و خواص مختلف لایه پوشش را کنترل کرد. این تحقیق در مورد پوشش‌ های سرامیکی کروم تشکیل ‌شده در فرآیند EDC بر روی بسترهای فولادی ضد زنگ (St37) بر پارامترهای فرآیند با جریان 8 آمپر و روشنایی پالس 100 میکروثانیه متمرکز شده است. نتایج نشان داد سختی فولاد ضد زنگ با پوشش کروم و مس در تخلیه الکتریکی به 1284 ویکرز بالا رفته است.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11228_2c75cf2681788adaca63aa95ae028b22.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 A Study of Kerf Geometry in Abrasive Water Jet Cutting of Aluminum 7075 Alloy بررسی تجربی مشخصه‌های هندسی شکاف برش در برش‌کاری آلیاژ آلومینیوم 7075 با استفاده از برش جت آب همراه با ذرات ساینده 131 136 11229 FA زهرا کریمی شمس آبادی دانشگاه صنعتی بیرجند ابوالفضل فورگی نژاد دانشگاه صنعتی بیرجند سعید فرساد دانشگاه صنعتی بیرجند Journal Article 1970 01 01 abrasive water jet is one of the most popular cutting methods today due to its ability and unique features such as the ability to cut complex shapes as well as the wide range of materials and non - creation of thermal distortion at the cutting site. The accuracy of the process is mainly due to selecting the cutting parameters. The sheet used in this study is aluminum 7075 with a thickness of 25 mm. In this research, for water jet pressure, forward speed and nozzle distance to the surface of the workpiece, three surfaces and for the impingement angle of two surfaces were considered. In order to investigate the quality of the cut - off area, the effect of process parameters on the high and low width of the cut section and also the cut - surface slope is investigated. Finally, the cut gap created by this process has special geometrical features that in some cases is the limitation of the process. The results showed that the change in the direction of the water jet from the perpendicular to the surface of the work piece, although the width of the cutting crack cannot be changed, the surface quality decreases and the cutting surface slope increases.<br> فرآیند جت‌آب ساینده، امروزه به دلیل قابلیت ها و ویژگی های منحصر بفردی که دارد از جمله: توانایی برش اشکال پیچیده و همچنین برش طیف گسترده ای از مواد و عدم ایجاد اعوجاج حرارتی در محل برش، به یکی از روش های برش‌کاری محبوب تبدیل شده است..دقت قطعات ساخته شده توسط این فناوری عمدتا ًبه انتخاب پارامترهای برش بستگی دارد، پارامترهای فرآیند در نظر گرفته شده در این آزمایش شامل، فشار جت آب، سرعت پیشروی، فاصله نازل تا سطح قطعه کار و زاویه برخورد جت می‌باشد. ورق مورد استفاده در این مطالعه آلومینیم 7075 با ضخامت 25 میلی متر است. در این پژوهش برای فشار جت آب، سرعت پیشروی و فاصله نازل تا سطح قطعه کار هرکدام سه سطح و برای زاویه برخورد جت دو سطح در نظر گرفته شد. همچنین به منظور بررسی کیفیت سطح برش خورده ورق، به بررسی تاثیر پارامترهای فرآیند ، بر روی عرض بالا و پایین بخش برش خورده قطعه و همچنین شیب سطح برش خورده، پرداخته شده است. پس از انجام آزمایش‌ها در نهایت شکاف برش ایجاد شده با این فرآیند از ویژگی‌های هندسی خاصی برخوردار بوده که در برخی موارد از محدودیت‌های فرآیند محسوب می‌شود. نتایج نشان داد تغییر جهت جت آب از وضعیت عمود بر سطح قطعه کار، با وجود اینکه عرض بالای شکاف برش تغییر محسوسی نمی‌کند، کیفیت سطح برش خورده را کاهش داده و شیب سطح برش افزایش می‌یابد.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11229_411c451fa50ccb4a60206a83c8d5d8a4.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Investigating the Effect of Moving Platform Designation on the Work-Space and Efficiency of the C4 Four-Dof Parallel Robot بررسی تاثیر طراحی سکوی متحرک بر فضای کاری و کارآیی ربات موازی چهار درجه آزادی C4 137 144 11230 FA محمد علی‌اکبری دانشگاه تبریز مهران محبوب‌خواه دانشگاه تبریز قادر کریمیان خسروشاهی دانشگاه تبریز Journal Article 1970 01 01 Parallel robots, which have several advantages over serial robots, have been one of the important industrial developments to increase the efficiency of controllable devices. Parallel structures have more suitable features such as higher rigidity, higher movement speed, non-cumulative errors and flexibility of the end-effecter pose. However, the workspace of parallel robots, compared to serial robots, faces limitations due to the existence of multiple kinematic chains, as well as the complexities related to robot control. Small size of workspace is one of the main challenges of parallel robots. Designing moving platform of a parallel robot is of the factors affecting the workspace of the robot. C4 is a four-dof parallel robot that is developed based on the three-dof Delta robot. In current study, the influence of the moving platform design on the workspace and efficiency of the robot has been investigated. After the initial overall design of the robot, three proposed modes for the moving platform have been investigated by considering the robot's kinematic parameters and robot error analysis. According to the results of the workspace and the robot efficiency analyses, the most efficient design has been selected.<br> معرفی ربات‏های موازی، که نسبت به ربات‏های سری دارای مزایای متعددی می‏باشند، یکی از تحولات مهم صنعتی برای افزایش کارایی دستگاه‏های کنترل‏پذیر بوده است. ساختارهای موازی دارای ویژگی‏های مناسب‏تری چون صلبیت بالای سیستم، سرعت حرکت بالا، خطاهای غیرانباشه و انعطاف‏پذیری موقعیت عملگر نهایی می‏باشند. با این وجود، فضای کاری ربات‏های موازی، نسبت به ربات‏های سری، به دلیل وجود زنجیره‏های متعدد سینماتیکی و همچنین پیچیدگی‏های مربوط به کنترل ربات، با محدودیت‏هایی مواجه می‏باشد. کوچک بودن فضای کاری یکی از چالش‏های اصلی ربات‏های موازی می‏باشد. طراحی سکوی متحرک ربات موازی، یکی از عوامل موثر بر فضای کاری می‏باشد. ربات C4، یک ربات موازی چهار درجه آزادی می‏باشد که بر پایه ربات سه درجه آزادی دلتا طراحی شده است. در این مقاله، به بررسی تاثیر طراحی سکوی متحرک بر فضای کاری و کارآیی ربات C4 پرداخته شده است. پس از طراحی کلی اولیه ربات و سکوی متحرک، به بررسی چند حالت پیشنهادی برای سکوی متحرک با در نظر گرفتن پارامترهای سینماتیکی ربات و تحلیل خطای ربات پرداخته شده و با توجه به نتایج حاصل از بررسی پارامترهای سینماتیکی مربوط به فضای کاری و کارآیی ربات، یک طرح به عنوان طرح برتر انتخاب شده است.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11230_b4572f47b7c69e27b8e46646d9579e67.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Design and Manufacturing of Chewing Simulation Machine طراحی و ساخت دستگاه شبیه ساز جویدن 145 153 11231 FA احسان درویش دانشگاه تبریز مهران محبوب خواه دانشگاه تبریز Journal Article 1970 01 01 The chewing simulator is designed to perform fatigue tests and durability on a variety of dental specimens. This device, by considering the material (hard or soft) and the type of dental sample (human or animal or artificial) and by applying a specific cyclic and even static force, changes the shape of the sample microscopically and finally this periodic loading and shape change, uses the data to evaluate the fatigue and strength of the sample in the durability test. The testing process of this device will continue until the sample fails or the loading cycle is completed. At design of this device, two movement mechanisms are considered vertically and horizontally, which are responsible for chewing simulation operations, so that in both mechanisms, the movement is reciprocating, the amount and number of this movement is cyclical that is adjustable and controllable, and at the same time, considering the force measuring sensor in this device, the amount of applied force is specified and adjustable at each stage. Two specimens of teeth were placed in the machine for testing. The first priority of testing this device for the samples was their durability under the static force that was applied to the sample step by step. Also, to evaluate the function of the device in the fatigue test, dental specimens were loaded under a certain force and were affected by cyclic motion in both vertical and horizontal directions. According to studies, the refractive force of the specimens varies from 100 N to 800 N, the dental specimens, one artificial and the other natural, failed under the static force, which was in the range of 200 N, that the artificial sample was completely broken, but the natural sample was worn out and part of it was damaged. And this was a good comparison to show the strength and durability of natural teeth compared to artificial ones.<br> دستگاه شبیه ساز جویدن به این منظور طراحی شده است که بتواند آزمایش‌های مربوط به خستگی و آزمایش عمر و حد دوام را بر روی انواع نمونه‌های دندانی انجام دهد. این دستگاه با در نظر گرفتن جنس(سخت یا نرم) و نوع نمونه دندانی( انسانی یا حیوانی یا مصنوعی) و با اعمال نیروی چرخه ای و حتی استاتیک مشخص، باعث تغییر فرم نمونه به صورت میکروسکوپی شده که نهایتا این بارگذاری تناوبی و تغییر فرم، داده‌های مورد نظر را جهت بررسی خستگی و استحکام نمونه در آزمایش حد دوام، در دست عمل قرار می‌دهد. ادامه روند آزمایش در این دستگاه، تا شکست نمونه یا اتمام سیکل بارگذاری خواهد بود. در طراحی این دستگاه دو مکانیزم حرکتی به صورت عمودی و افقی در نظر گرفته شده است که عملیات شبیه سازی جویدن را بر عهده دارند. دو نمونه مورد آزمایش قرار گرفتند. اولویت اول آزمایش در این دستگاه برای نمونه‌ها، حد دوام آنها تحت نیروی استاتیک که مرحله به مرحله به نمونه وارد می‌شد، بود. همچنین برای بررسی کارکرد دستگاه در آزمایش خستگی، نمونه‌های دندانی تحت نیروی مشخص بارگذاری شده، تحت تاثیر حرکت چرخه ای در دو راستای عمودی و افقی قرار گرفتند. با توجه به مطالعات انجام شده، نیروی شکست در نمونه ها از 100 تا 800 نیوتن متغیر است، نمونه‌های دندانی که یکی از آنها مصنوعی و دیگری طبیعی بود، تحت نیروی استاتیک وارد شده که در محدوده ۲۰۰ نیوتن بود، دچار شکست شدند، که نمونه مصنوعی به طور کامل شکست ولی نمونه طبیعی دچار ساییدگی و بخشی از آن لبپر شد. این یک مقایسه خوبی برای نشان دادن استحکام و حد دوام دندان طبیعی نسبت به نمونه مصنوعی بود.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11231_87373df3f89fa9932a9c6c58cc75e309.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Calibration of the 4-Dof Milling Machine Based on Parallel Mechanism کالیبراسیون یک دستگاه فرز چهار درجه آزادی با ساز و کار موازی 155 159 11232 FA مهران محبوب ‌خواه دانشگاه تبریز مهدی طیاری کلجاهی دانشگاه تبریز سینا اخباری دانشگاه تبریز Journal Article 1970 01 01 The milling machines based parallel mechanisms with more than 3-dof. have high stiffnes and flexability in machining of the complicated workpieces. Accuracy and repeatability of these machines will be enhanced by applying calibration procedures. In this paper a 4-Dof milling machine based parallel mechanism was introduced. The required tests to find positioning errors have been done. After applying error compensation process on controller, the positioning errors of each of the rails were measured again. It was resulted the positioning errors of rails have been decreased and the accuracy of milling machine was enhanced.<br> ماشینهای فرز با سازو کار موازی و درجات بیش از سه محور، از سفتی و انعطاف‌پذیری بالایی در ماشینکاری قطعات پیچیده برخوردار می‌باشند. کالیبراسیون این نوع از دستگاهها افزایش دقت و تکرارپذیری قطعات تولیدی را امکان‌پذیر می‌سازد. در این مقاله یک دستگاه فرز چهار درجه آزادی با ساز و کار موازی معرفی و آزمایش‌های لازم برای تشخیص خطاهای حرکتی ریل‌های آن انجام شده است. پس از تعیین میزان خطاهای هر محور حرکتی و سپس اعمال ضرایب خطایی در کنترلر دستگاه، مجدداً خطاهای حرکتی دستگاه اندازه‌گیری شده است. اندازه‌گیری خطاها پس از انجام کالیبراسیون نشان داده که خطاهای دستگاه به میزان چشمگیری کاهش داده شده است. این فرآیند باعث افزایش دقت در محورهای حرکتی دستگاه فرز شده است.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11232_c291b01517f3e6797c774c306591cc32.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Optimal Electric Motor Selection for Tube Bending Machine within a Manufacturing Automation Cell انتخاب الکتروموتور بهینه برای دستگاه خم لوله در سلول تولید اتوماتیک 161 166 11233 FA فرنود نوروزی نیایی دانشگاه صنعتی امیرکبیر کامران طاهری سرتنگ دانشگاه صنعتی امیرکبیر محمدماهان تقوی فرهی دانشگاه صنعتی امیرکبیر رسول فشارکی فرد دانشگاه صنعتی امیرکبیر سیدمهدی رضاعی دانشگاه صنعتی امیرکبیر Journal Article 1970 01 01 Choosing the right equipment in terms of price, performance and reliability, is one of the main challenges in the automation industry. Among these equipments, electric motors are the most important elements which are widely used in the industries. Electro motors selection is made according to certain rules and principles, and it is very important to know the governing conditions. Using amotor with less power than required will lead to system failure and a motor with much more power will result in extra costs. In this article, scientific selection of an electric motor for the bending process in an automation system has been discussed. Using real conditions of a manufacturer and available data in articles and books, the necessary relationships were extracted. 28 number of motors (among the available ones) were nominated in the first stage of preliminary monitoring. Then, by applying other prevailing conditions and characteristics, 3 motors with different powers selected for final investigations. Eventually, after using Simscape simulations & exerting less energy consumption criteria, the 5RK90GE-CW2ML2 motor (manufactured by Oriental Motor Company) was selected and was approved after satisfying the power, quality and safety conditions.<br> امروزه یکی از چالش‌های صنعت، بخصوص صنعت اتوماسیون انتخاب تجهیزات مناسب ازلحاظ قیمت، عملکرد و قابلیت اطمینان می‌باشد. ازجمله این تجهیزات می‌توان به الکتروموتورها که از مهم‌ترین و پرکاربردترین ارکان صنعتی به شمارمی‌آیند، اشاره نمود. انتخاب الکتروموتورها طبق قواعد و اصول خاصی صورت می‌پذیرد و شناخت شرایط حاکم بر مسئله بسیار مهم می‌باشد؛ چراکه استفاده از موتوری با توان کمتر از نیاز موجب آسیب دیدن موتور و عدم کارایی و استفاده از موتور با توان بالاتر از نیاز موجب افزایش هزینه‌های مجموعه می‌شود. هدف این مقاله انتخاب علمی یک الکتروموتور برای فرآیند خم‌کاری لوله‌ها در یک سیستم اتوماسیون است. لذا با استفاده از شرایط واقعی یک تولیدکننده و بهره‌گیری از داده‌های موجود در مقالات و کتاب‌ها، روابط لازم استخراج گشته که پس از انجام محاسبات ابتدایی و اعمال شرایط کاری موتور، 28 موتور در مرحله اول پایش مقدماتی و انتخاب گردید. سپس با اعمال سایر شرایط و روابط حاکم، 3 موتور با توان متفاوت برای بررسی نهایی درنظرگرفته شدند. درنهایت پس از شبیه‌سازی در متلب سیم‌اسکیپ و اعمال شرایط انرژی موردنیاز، موتور 5RK90GE-CW2ML2 ساخت شرکت Oriental Motor توانست با ارضا‌‌ شرایط توانی، کیفی و ایمنی به‌عنوان گزینه نهایی انتخاب و تائید گردید.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11233_60e4ac6a656ef4b4fd82aaaf25f14736.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Mathematical Modeling of Setup Planning Rules in the Permutation-Based Setup Planning مدل‌سازی ریاضی قوانین تعیین ‌ستاپ‌ها در روش طرح‌ریزی ‌ستاپ برپایه جایگشت 167 171 11234 FA داود منافی دانشگاه تربیت مدرس محمدجواد ناطق دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 1970 01 01 Computer-aided process planning is one of the challenges for researchers to achieve computer-integrated manufacturing, and setup planning is the core of the CAPP system. Based on the literature survey, it has been observed that researchers use different methods for setup planning, and there is a lack of mathematical models in their methods. However, the mathematical model is necessary to implement and develop the setup planning method. Therefore, in this paper, the permutation-based setup planning was selected to determine the setups, and then the setup planning rules were cast into the mathematical model. Finally, the mathematical model is implemented and evaluated in MATLAB software to ensure the accuracy of this model.<br> طرح‌ریزی فرایند به‌کمک رایانه یکی از چالش‌های پیش روی محققین برای دستیابی به سامانه‌ای یکپارچه تولیدی است که هسته‌ی اصلی آن طرح‌ریزی ستاپ‌ها است. با بررسی پیشنه پژوهشی، مشاهده شد که محققین از روش‌های مختلفی برای طرح‌ریزی ستاپ استفاده و برای روش‌های پیشنهادی خود، کمتر مدل ریاضی بیان کرده‌اند. این در حالی است که برای پیاده‌سازی و توسعه روش طرح‌ریزی ستاپ، وجود مدل‌های ریاضی ضروری است. از این رو در این مقاله روش طرح‌ریزی ستاپ برپایه جایگشت برای تعیین ستاپ‌ها انتخاب و سپس قوانین لازم برای تعیین ستاپ‌ها بصورت مدل‌های ریاضی درآورده شده است. درنهایت مدل ریاضی در نرم‌افزار متلب پیاده‌سازی و مورد ارزیابی قرار گرفته است تا از صحت این مدل اطمینان به عمل آید.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11234_6f04f0d75f6870858bae14ac0b6d9f73.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Automatic Machining Features Extraction from Two-Dimensional Image of Mechanical Parts with the Help of Artificial Intelligence استخراج خودکار فیچرهای ماشین‌کاری از تصویر دو بعدی قطعات مکانیکی با کمک هوش مصنوعی 173 179 11235 FA محمدجواد ناطق دانشگاه تربیت مدرس ناصر محمدی دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 1970 01 01 Extracting the required information from the design file is one of the main steps in the computer aided process planning. In previous methods of extracting machining features, various methods such as graph-based method, volume analysis method, logic rules method and other methods have been used. In all the previous methods, whether traditional methods or methods based on artificial intelligence, the input data to the machine feature identification system is the output information of a computer-aided design system. Converting the output information of a computer-aided design system to input data of a machining feature identification system is faced with limitations such as the variety of format and type of data arrangement, deleting some data from the design file due to geometric interference of features, slow extraction of features due to extensive information in the design file and the limitation of identifying different types of machining features by a unity feature identification system. In the present study, using artificial intelligence techniques based on deep learning, machining features are extracted directly from the two-dimensional image of a workpiece. The image may be prepared by a computer-aided design file, or it can be taken by a camera.<br> استخراج اطلاعات مورد نیاز برای ماشین‌کاری، یکی از مراحل اصلی در طرح ریزی فرایند ماشین‌کاری قطعات به کمک کامپیوتر می‌باشد. استفاده از تکنیک‌های هوش مصنوعی برای شناسایی فیچرهای ماشین‌کاری از روش‌هایی است که بیش از دو دهه مورد توجه و تحقیق محققین در این حوزه بوده است. در کلیه روش‌های قبلی بکار گیری شده اعم از روش‌های سنتی و یا روش‌های مبتنی بر هوش مصنوعی، داده‌های ورودی به سامانه شناسایی فیچرهای ماشین‌کاری، اطلاعات خروجی یک سامانه طراحی به کمک کامپیوتر می‌باشد. شناسایی فیچرهای ماشین‌کاری از داده‌های فایل خروجی طراحی به کمک کامپیوتر با محدودیت‌هایی از قبیل تنوع فرمت و نوع چینش داده‌ها، حذف برخی داده‌ها از فایل طراحی بدلیل وجود تداخل‌های هندسی فیچرها، سرعت کم استخراج فیچرها بدلیل گستردگی اطلاعات موجود در فایل طراحی و همچنین محدودیت شناسایی انواع مختلف فیچرهای ماشین‌کاری توسط یک سامانه شناسایی فیچرها می‌باشد. در روش ارایه شده در این تحقیق با استفاده از تکنیک‌های هوش مصنوعی مبتنی بر یادگیری عمیق، فیچرهای‌ ماشین‌کاری مستقیما از تصویر دو بعدی یک قطعه استخراج و شناسایی می‌شود. تصویر قطعه‌ می‌تواند خروجی یک فایل طراحی به کمک کامپیوتر باشد و یا توسط هر ابزار دیگری تهیه شده باشد و یا توسط یک دوربین عکاسی معمولی از قطعه باشد. <br> https://mme.modares.ac.ir/article_11235_32e19424b63cc63077a4031b87fb1010.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Investigation of the Effect of Types of Aluminum Oxide Nanoparticles Lubricants on Surface Roughness in the Micromilling Process of Titanium Alloy Ti6Al4V بررسی اثر انواع روانکار حامل نانوذرات اکسید آلومینیوم بر زبری سطح در فرآیند میکروفرزکاری آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V 181 186 11236 FA سیف اله تنها دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل حمید باصری دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل Journal Article 1970 01 01 Micro-milling process as one of the most widely used methods of making parts due to the small size and their delicate properties in the process. In this study, micro-milling operations were performed on a titanium piece made of Ti6Al4V alloy using a tool with a diameter of 0.5 mm. The effect of nanoparticles used in lubricants on the surface roughness of the micro-milled workpiece is the most important characteristic studied in this research. In this research, experimental test methods and design and analysis of experiments by Taguchi method have been used to study the surface roughness during the process. Experimental tests to compare the role of lubrication in dry, wet and Minimum Quantity Lubrication (MQL) in different machining environments with lubricants containing nanoparticles and without nanoparticles and the effect of shear parameters on different characteristics of micro-milling of Ti6Al4V alloy is done. The results show that the use of Minimum Quantity Lubrication (MQL), especially with lubricants containing nanoparticles, increased the surface quality and had a more effective role in lubrication during micro-milling of Ti6Al4V alloy. Spindle speed and type of lubrication are the most effective parameters in Ti6Al4V alloy micro-milling.<br> فرآیند میکروفرزکاری به عنوان یکی از پرکاربردترین روشهای ساخت قطعات می باشد که با توجه به ابعاد کوچک و ویژگی های ظریف آنها مطرح است. در این مطالعه، عملیات میکروفرزکاری با استفاده از میکروابزاری به قطر 0.5 میلیمتر بر روی قطعه تیتانیومی از جنس آلیاژ Ti6Al4V صورت گرفته است. تاثیر نانو ذرات مورد استفاده در روانکار و زبری سطح قطعه کار میکروفرزکاری شده مهمترین مشخصه مورد بررسی در این تحقیق است. در این تحقیق از روشهای آزمون تجربی و طراحی و تحلیل آزمایشات به روش تاگوچی برای مطالعه زبری سطح حین فرآیند استفاده شده است. آزمایشات تجربی به منظور مقایسه نقش روانکاری در شرایط خشک، تر و حداقل مقدار روانکاری در محیط های مختلف ماشینکاری با روانکار حاوی نانو ذرات و بدون نانو ذرات و تاثیر پارامترهای برشی بر مشخصه های مختلف فرآیند میکروفرزکاری آلیاژ Ti6Al4V انجام گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که استفاده از حداقل مقدار روانکاری بویژه با روانکارهای حاوی نانو ذرات، با افزایش کیفیت سطح نقش موثرتری در روانکاری حین میکروفرزکاری آلیاژ Ti6Al4V داشته اند. سرعت اسپیندل و نوع روانکاری موثرترین پارامترها در میکروفرزکاری آلیاژ Ti6Al4V شناخته می شوند.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11236_5ddfed3d0746748d8c4add3547a80ac5.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Experimental and Artificial Neural Network Modeling of the Effects of the Input Parameters on Tool Wear and Surface Roughness in Vibration Assisted Turning of Ti6Al4V مطالعه تجربی و مدل‌سازی شبکه عصبی مصنوعی تاثیر پارامترهای ورودی بر روی سایش ابزار و زبری سطح در تراشکاری به کمک ارتعاشات التراسونیک آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V 187 193 11237 FA مجید مفضلی دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد رضا نصوحی دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد Journal Article 1970 01 01 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.<br> در فرآیندهای ماشینکاری به کمک التراسونیک، ارتعاشی با دامنه تقریبی 4 تا 20 میکرون و فرکانس تقریبی20 kHz به ابزار یا قطعه‌کار اضافه می‌شود که سبب جدایش متناوب آنها از یکدیگر شده و موجب بهبود فیزیک فرآیند می‌گردد. در این تحقیق به بررسی تجربی تراشکاری و تراشکاری التراسونیک بر روی آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4Vپرداخته شد. در ابتدا با بررسی پارامترهای مختلف، 4 پارامتر به عنوان پارمترهای ورودی انتخاب شدند (سرعت برش، پیشروی، عمق برش و شرایط تراشکاری التراسونیک) و اثر این چهار پارامتر با انجام آزمایش‌های تجربی بر دو پارامتر خروجی یعنی سایش ابزار و زبری سطح مشخص گردید. پس از انجام آزمایش‌های تجربی، بر روی نتایج به دست آمده تحلیل آماری انجام گرفت و مدل شبکه عصبی برای برای پیش‌بینی سایش ابزار و زبری سطح پیشنهاد شد. بررسی میزان خطای مدل شبکه عصبی نشان داد که نتایج پیش-بینی شده توسط شبکه‌های عصبی درصد خطای کمی دارند. در تمامی آزمایش‌های انجام شده با استفاده از ارتعاشات التراسونیک، میزان سایش ابزار و زبری سطح نسبت به تراشکاری معمولی کاهش یافته است. علت کاهش سایش ابزار و زبری سطح در حالت التراسونیک، کاهش میانگین نیروهای وارد به ابزار و جدایش متناوب ابزار-قطعه کار و افزایش پایداری دینامیکی فرآیند است. <br> https://mme.modares.ac.ir/article_11237_4ae61b10179243bbbd49128329ddc145.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Experimental Study of the Effect of Vertical Depth and Lateral Pass on Surface Roughness of in the Burnishing Process of Aluminum 7075-T6 Plate مطالعه تجربی تاثیر عمق بار و گام عرضی بر روی زبری سطح در فرآیند برنیشینگ صفحه آلومینیوم 7075-T6 195 199 11238 FA حسین روحی دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل حمید باصری دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل محمدجواد میرنیا دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل Journal Article 1970 01 01 The high costs and problems in finishing machining, especially aluminum alloys, have increased the importance of surface treatment processes without chipping, such as burnishing. In this paper, in the burnishing process of AA7075-T6 aluminum plate, the effect of vertical depth and lateral pass on the surface roughness was experimentally studied with a new approach of choosing the lateral pass as a variable depending on penetration radius of the burnishing. The results of interaction effects of the input parameters showed that, in general, the quality of the surface increases with the reduction of the lateral pass and vertical depth. At lower values of vertical depth, with the increase of lateral pass, the increase of surface roughness occurs with a slower slope which shows that in the lower vertical depths, a larger lateral pass can be used to achieve the desired surface quality in a shorter process time. The highest percentage of surface roughness improvement was about 96%. Simultaneous examination of the results of roughness and process time showed that burnishing with vertical depth and lateral pass of 0.04 and 0.33 mm, respectively, which improves the surface roughness by 86.63% in an effective time of 1.86 minutes, had the best performance index.<br> هزینه‌ها و مشکلات فراوان ماشینکاری پرداخت فلزات به‌خصوص آلیاژهای آلومینیوم، اهمیت فرآیندهای عملیات سطح بدون براده‌برداری مانند برنیشینگ را روزافزون نموده است. در این مقاله، اثر عمق‌بار عمودی و گام عرضی بر روی زبری سطح در فرآیند برنیشینگ صفحه آلومینیومی AA7075-T6، با رویکرد نوینی از انتخاب گام عرضی، به صورت متغیر وابسته به شعاع نفوذ برنیشینگ بر سطح، مورد مطالعه تجربی قرار گرفت. نتایج به دست آمده از اثرات برهم‌کنشی پارامترها نشان داد که به‌طور کلی، با کاهش گام عرضی و عمق‌بار عمودی، کیفیت سطح افزایش می‌یابد. در مقادیر کمتر عمق‌بار، در اثر افزایش گام عرضی، افزایش زبری سطح با شیب آهسته‌تری رخ می‌دهد که نشان می‌دهد در عمق‌بارهای کم می‌توان از گام عرضی بزرگ‌تری استفاده نمود تا در عین رسیدن به کیفیت سطح مطلوب، زمان فرآیند نیز کوتاه‌تر شود. ببیشترین درصد بهبود زبری سطح به ترتیب حدود 96 درصد بوده است. بررسی همزمان نتایج زبری و زمان فرآیند نشان داد که برنیشینگ با مقادیر عمق‌بار و گام عرضی به ترتیب 04/0 و 33/0میلی‌متر که بهبود زبری سطح 63/86 درصدی را در زمان موثر 86/1 دقیقه‌ ایجاد می‌کند، بهترین قابلیت عملکردی را داشته‌ است.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11238_abb451a12cf1a9d93292e81f0d4fdd7a.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 The Effect of the Machining Parameters of Magnetic Abrasive Finishing on the Concave Surface of Cold-Worked Steel تاثیر پارامتر‌های حرکتی پرداخت‌کاری به روش سایشی مغناطیسی بر روی سطح مقعر فولاد سردکار 201 207 11239 FA سید علیرضا رسولی دانشگاه ملایر مهرداد وحدتی دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران امیر احسان جابری دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران Journal Article 1970 01 01 Magnetic abrasive finishing process (MAF) is one of the latest advanced machining processes. After eight decades have passed since the registration of the magnetic abrasive polishing process, the applicability of this method has been proven in finishing all kinds of surfaces, including flat, cylindrical and free surfaces. In this research, the influence of MAF process movement parameters on the concave surface of cold-worked steel has been investigated experimentally using the response surface method. These parameters include rotational speed, linear speed, gap between abrasive brush and workpiece, magnetic flux density and curvature angle. For this purpose, a spherical head magnet is used and the powder used is prepared by mechanical alloying method. Cold-worked steel is used in the manufacture of roll forming molds, which is used in air engines to shape compressor and turbine blades, and also to investigate the feasibility of the MAF process on the workpiece surface with high hardness and yield stress, such as Cold work steel is selected. According to the results, the optimal value of the magnetic flux density is 0.55 tesla, and with the increase of the distance between the abrasive brush and the workpiece, the surface roughness changes initially increase and decrease after passing the optimal value.<br> فرآیند پرداخت‌کاری سایشی مغناطیسی (MAF) جزء جدیدترین فرآیندهای پیشرفته ماشین‌کاری می‌باشد. بعد از گذشت هشت دهه از ثبت فرآیند پرداختکاری سایشی مغناطیسی کاربردی بودن این روش در پرداخت انواع سطوح از جمله سطوح تخت، استوانه‌ای و آزاد به اثبات رسیده است. در این پژوهش، تاثیر پارامتر‌های حرکتی فرآیند MAF، بر سطح مقعر فولاد سردکار بصورت تجربی با استفاده از روش سطح پاسخ، بررسی شده است. این پارامتر‌ها شامل سرعت دورانی، سرعت خطی، فاصله برس ساینده تا قطعه‌کار، چگالی شار مغناطیسی و زاویه انحنا می‌باشد. برای این منظور از آهنربای سر کروی استفاده شده و پودر مورد استفاده از روش آلیاژ سازی مکانیکی تهیه شده است. فولاد سردکار به دلیل کاربرد در ساخت قالب‌های رول فرمینگ، که در موتورهای هوایی جهت شکل‌دهی پره‌های کمپرسور و توربین کاربرد دارد، و همچنین بررسی امکان‌پذیری فرآیند MAF بر سطح قطعه‌کاری با سختی و تنش تسلیم بالا مانند فولاد سرد کار، انتخاب شده است. بر اساس نتایج، مقدار بهینه چگالی شار مغناطیسی 55/0 تسلا بوده و با افزایش فاصله برس ساینده تا قطعه‌کار، تغییرات زبری سطح در ابتدا افزایش و پس از عبور از مقدار بهینه، کاهش می‌یابد.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11239_178930ab96f41d43179e4d2d1a3a16e7.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Analytical Study of the Effect of Tool Texture on Lubrication Performance in Turning Process مطالعه تحلیلی اثر بافت ابزار بر عملکرد روانکاری در فرایند تراشکاری 209 213 11240 FA محسن صدر دانشگاه تربیت مدرس امیر راستی دانشگاه تربیت مدرس محمد حسین صادقی دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 1970 01 01 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.<br> سایش، اصطکاک و روانکاری از مسایل مهم درتراشکاری است. به طور معمول جهت کاهش دمای ابزار و همچنین کاهش اصطکاک بین قطعه و ابزار از روانکار استفاده می شود. تا کنون مطالعات زیادی در خصوص بهینه سازی روانکار با تغییر در ساختار آن مثلاً با اضافه نمودن نانوذرات به روانکار انجام شده است. در این مقاله با رویکردی جدید بررسی تاثیرایجاد الگوی سطح بر روی ابراز تراش مورد مطالعه قرار گرفته شده است. به طور دقیق تر با مطالعه تحلیلی عددی تاثیر حفره های ایجاد شده بوسیله حکاکی با لیزر بر رفتار اصطکاکی و شکل گیری لایه روان کار در حالت های مختلف مورد بررسی قرار گرفتند. به طور کلی میزان بار و همچنین سرعت براده برداری پارامتر تاثیر گذاری بر روی مقدار اصطکاک ایجاد شده است. در اینجا با ثابت نگه داشتن این دو پارامتر تاثیر تعداد، عمق و اندازه الگوی سطحی مورد بررسی قرار گرفت.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11240_dc2ff5f1be7effb525b145bed225e336.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Experimental Analysis of Process Parameters Effects on Tensile Strength of Selective Laser Melting of Iron Powder بررسی تجربی اثر پارامترهای فرآیند روی استحکام کشش نهایی در فرآیند ذوب انتخابی لیزر 215 218 11241 FA میلاد همتی دانشگاه اراک مهدی مدبری فر دانشگاه اراک معین ظاهری دانشگاه اراک Journal Article 1970 01 01 In this study, the effect of selective laser melting parameters on the mechanical properties of iron has been experimentally investigated. The mechanical properties discussed in this article are ultimate tensile strength. The selected parameters include the laser power, the laser scanning speed, and the laser hatch distance, and the design of experiments was done by the Taguchi method. By examining the microstructure, the optimal range of the mentioned process parameters was determined to achieve the highest tensile strength. The results show that the optimum parameter levels for the tensile strength include the laser power of 200 watts, the laser scanning speed of 600 millimeters per minute, and the hatch distance of 70 micrometers.<br> در این پژوهش اثرات پارامترهای فرآیند ذوب انتخابی لیزر (SLM) را بر روی خواص مکانیکی قطعات ساخته شده از جنس آهن خالص بررسی شده است. خواص مکانیکی مورد بحث در این مقاله استحکام کشش نهایی می باشد. سطوح انتخابی به ترتیب شامل توان لیزر، سرعت اسکن و فاصله هاشوری می باشد و همچنین برای طراحی آزمایش ها از روش تاگوچی استفاده گردید. با بررسی ریز ساختار، محدوده بهینه پارامترهای فرآیند مورد اشاره برای دستیابی به بالاترین استحکام کششی تعیین شد. نتایج نشان داد که سطوح بهینه پارامترها به ترتیب توان 200 وات، سرعت اسکن 600 میلی متر بر ثانیه و فاصله هاشوری 70 میکرومتر برای بیشترین استحکام کشش نهایی است.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11241_4e316bf7cad703ffd97bd72c174b72c6.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Design and fabrication of a 3D printer based on the selective laser sintering (SLS) technology طراحی و ساخت دستگاه چاپ سه بعدی برپایه فناوری تف جوشی لیزر (SLS) 219 226 11242 FA مصطفی عبدالعلی‌زاده دانشگاه صنعتی شاهرود هادی پروز دانشگاه صنعتی شاهرود Journal Article 1970 01 01 With the development of additive manufacturing technology, the quantity of devices that can be used in small office with the commercial or educational purposes increases. In this research, the goal is to build a desktop 3D printer with selective laser sintering technology, which can be used for research purposes. The main concentration is focused on fabrication with parts that can be manufactured in the country or can be procured from the domestic market. It is also tried to make the 3D printer compatible with the common open-source additive manufacturing softwares. The fabricated 3D printer has the ability to work with all kinds of common polymer powders. In addition, it is easy to update the device's firmware according to the researcher's needs. The capabilities of the device was tested with Glucose powder, paraffin wax powder, and thermoplastic-ceramic material combinations. It is currently used for research on fabricating ceramic parts with indirect laser sintering.<br> با گسترش فناوری ساخت افزایشی، تنوع دستگاههایی که بتوان در محیط های کوچک اداری و تجاری و یا آموزشی مورد استفاده قرار داد بیشتر می‌شود. در این پژوهش هدف ساخت یک چاپگر سه بعدی رومیزی با فناوری تف جوشی انتخابی لیزر است که برای امور پژوهشی قابل استفاده بوده، قطعات آن ساخت داخل بوده و یا از بازار داخلی قابل تهیه باشد و همچنین با نرم افزارهای متن باز رایج چاپگرهای سه بعدی سازگار باشد. چاپگر سه بعدی ساخته شده توانایی کار با انواع پودرهای پلیمری رایج را دارد. علاوه براین به راحتی می‌توان میان افزار دستگاه را با توجه به نیاز پژوهشگر بروزرسانی کرد. این دستگاه با پودر گلوکز، پودر موم پارافین و ترکیبات مواد گرمانرم - سرامیک تست شده و در حال حاضر برای پژوهش‌های ساخت قطعات سرامیکی با تف جوشی انتخابی غیر مستقیم لیزر مورد استفاده قرار می‌گیرد. <br> https://mme.modares.ac.ir/article_11242_559b4c29ff85968364f90141f46616b9.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Evaluation of Selected Topology Optimization Methods for Manufacturing Industrial Parts Using Additive Manufacturing Method: A Case Study ارزیابی روش‌های انتخابی بهینه ‌سازی توپولوژی با هدف ساخت قطعه صنعتی به کمک روش ساخت افزودنی: مطالعه موردی 227 234 11243 FA پارمیدا رسولی دانشگاه صنعتی اصفهان محسن بدرسمای دانشگاه صنعتی اصفهان احسان فروزمهر دانشگاه صنعتی اصفهان Journal Article 1970 01 01 In recent years, topology optimization has been used as an innovative approach to design lightweight and high-performance components. Despite the high variety of developed topology optimization approaches, only a limited number of them can be used in commercially available software programs, and in particular, for complex geometries. Three different types of these methods have been utilized and investigated in this research. In the first step, an industrial part is redesigned for topology optimization. Then, the volume of this part is reduced by 60% by three different methods of Continuous Compliance Optimization (CCO) , Discrete Compliance Optimization (DCO) , and Stress-Constrained Optimization (SCO) . Then, a number of parameters, such as the maximum stress and displacement, safety factor, error of convergence, the final weight, and the computational cost of each approach are assessed. Finally, in a nutshell, it can be concluded that despite the differences in the performance and result of each method, all of them are applicable, but the SCO method could achieve the best result due to the minimum stress concentration and final weight. It is noteworthy that topology optimization configurations have many complexities and can only be produced by additive manufacturing technologies due to their potential and flexibility.<br> در سال‌های اخیر، بهینه سازی توپولوژی به عنوان رویکردی خلاقانه به منظور طراحی قطعات سبک و با کارایی بالا مورد استفاده قرار گرفته است. با وجود تنوع و گستردگی بالای این روش‌ها، تنها تعداد محدودی از آن‌ها را می‌توان در در نرم‌افزارهای تجاری و قابل استفاده برای هندسه‌های پیچیده یافت. در این پژوهش در گام اول قطعه‌ای صنعتی بازطراحی و سپس به سه روش مختلف بهینه سازی توپولوژی شامل کمینه سازی انرژی کرنشی با متغیرهای پیوسته، کمینه سازی انرژی کرنشی با متغیرهای گسسته و بهینه سازی مقید شده با تنش، تا حدود 60 درصد سبک سازی می‌گردد. سپس پارامترهایی نظیر بیشینه تنش و جابه‌جایی، ضریب ایمنی، میزان همگرایی و خطای ناشی از آن، وزن نهایی و هزینه محاسباتی در هر رویکرد مقایسه می‌شود. هدف اصلی از این مطالعه یافتن بهترین روش در دسترس به منظور سبک سازی این قطعه می‌باشد. در نهایت می‌توان نتیجه گیری نمود که با وجود تفاوت‌هایی در عملکرد و نتیجه هر رویکرد، تمامی روش‌ها قابل قبول هستند اما روش کمینه سازی انرژی کرنشی با متغیر پیوسته در عین رسیدن به وزن مناسب، تمرکز تنش کمتری خواهد داشت. لازم به ذکر است که عموما هندسه‌های بهینه سازی شده دارای پیچیدگی‌های فراوانی هستند و به دلیل پتانسیل و انعطاف پذیری بالای فناوری‌های ساخت افزودنی تنها به کمک این روش‌ها قابل تولید می‌باشند.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11243_e3c92f539bc17efbcc0c2e5229efa268.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Investigating the Effect of Process Parameters on the Tensile Strength of PLA Parts Produced by FDM Method Using the Response Surface Method بررسی نحوه تاثیر پارامترهای فرایند بر استحکام کششی قطعات PLA تولید شده به روش FDM به کمک روش سطح پاسخ 235 239 11244 FA سیدمحمدباقر میرافضلی دانشگاه بیرجند علی حسن‌آبادی دانشگاه بیرجند حسین افشاری دانشگاه بیرجند Journal Article 1970 01 01 Today, additive manufacturing methods have found wide applications in various industries due to their many advantages, including not needing tools and molds, as well as short production time. Among these methods, the FDM process is widely used due to its cheapness and ease of production. As a result, it is very important to discover the relationship between the mechanical properties of the product produced in this way and the parameters used in the process. In this research, the effects of layer lamination angle, infill extrusion width and layer thickness on the normal force and tensile strength of PLA printed samples are examined. In order to investigate the effects of the parameters, the design of experiment, using surface response and Box-Benken method was used with the help of Minitab software. The results of the tests show that the maximum tensile strength and normal tensile force of the printed samples were equal to 38.36 MPa and 1.50 kN, respectively, which is at zero-degree lamination angle, infill extrusion width of 150% and the thickness of the layer 0.3 mm.<br> امروزه روش‌های ساخت افزایشی به دلیل مزایای متعددی از جمله عدم نیاز به ابزار و قالب و همچنین زمان تولید کوتاه، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف پیدا کرده است. در بین این روش‌ها روش FDM به دلیل ارزانی و سهولت تولید، کاربرد وسیع دارد. در نتیجه کشف ارتباط بین خواص مکانیکی محصول تولید شده به این روش و پارامترهای مورد استفاده در فرایند، اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق تأثیرات زاویه لایه چینی، تراکم و فشردگی شبکه و ضخامت لایه بر نیروی نرمال و استحکام کششی نمونه‌های پرینت شده از جنس PLA مورد برسی قرار می‌گیرد. برای بررسی تأثیرات پارامترها از طراحی آزمایش به روش پاسخ سطح و روش باکس‌بنکن به کمک نرم افزار مینی‌تب استفاده شده است. نتایج آزمایشات نشان می‌دهد که که بیشترین میزان استحکام کششی و نیروی نرمال کشش نمونه‌های پرینت شده به‌ترتیب برابر با 36/38 مگاپاسکال و 50/1 کیلونیوتن بوده است، که در زاویه لایه‌چینی صفر درجه و تراکم و فشردگی شبکه 150 درصد و ضخامت لایه 3/0 میلیمتر رخ می‌دهد.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11244_cea3fc0955025479d7427ce6d368892a.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Effect of Nuzzle Diameter on Screw Torque and Operating Pressure in Pellet 3D Printing بررسی اثر قطر نازل استفاده شده در فرآیند پرینت سه‌بعدی گرانولی بر روی گشتاور ماردون و فشار کاری ماده خروجی 241 246 11245 FA محمدمهدی صالحی دانشگاه صنعتی شریف محمدرضا موحدی دانشگاه صنعتی شریف Journal Article 1970 01 01 Nowadays using 3D printing for prototyping is well known in industrial applications and there are efforts to make functional parts with this technology to reach low volume production markets. By using pellets rather than filaments, the limitations caused by lack of variety of materials can be conquered. Also, there will be no need to make a massive part as several divided parts and then glue them together. In this article pellets of ABS, that are well known and functional in industry, are analysed for an extruder to investigate the ability of pellet material extruding. Characteristic specifications of extruder such as operating pressure, screw rotational speed and required torque for rotating the screw are achieved for they are important factors to find out the mechanism for experimental tests and selecting suitable operating parts such as motor and gearbox.<br> امروزه استفاده از پرینت سه‌بعدی به منظور نمونه سازی به خوبی در صنعت شناخته شده است و تلاش ها در این جهت است که بتوان قطعات عملکردی را نیز در دایره قابلیت های این تکنولوژی وارد نمود تا وسعت عملکردی آن بیش از گذشته شود و جایگزین روش های ساخت دیگر در تولید کم تیراژ گردد. در این بین محدودیت در جنس مواد رایج که به صورت رشته ای(فیلامنتی) هستند و محدودیت در ساخت قطعات بزرگ، مانعی در این مسیر است. به منظور استفاده از مواد مختلف و جدا شدن از این محدودیت‌ها، استفاده از مواد اولیه گرانولی مورد توجه قرار دارد. در این مقاله مواد اولیه گرانولی با جنس ABS که دارای کاربرد فراوانی در صنعت می‌باشد انتخاب گردیده است و تحلیل سیستم اکسترودر با قابلیت استفاده از مواد اولیه گرانولی مورد توجه قرار گرفته است. در نهایت ویژگی های عملکردی اکسترودر شامل فشار کاری مجموعه، سرعت چرخش مورد نیاز ماردون و گشتاور لازم برای چرخش آن برای یک دبی ثابت واقعی استخراج شده است که می‌تواند پایه‌ای در شناخت بهتر این سیستم باشد تا مقدمه‌ای برای تست‌های آزمایشگاهی باشد.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11245_24bcb4d0caa4120575bb45c8a156b651.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Evaluating Effect of Laser Energy Density on Relative Density, Defects, And Hardness of Selective Laser Melted Hastelloy X Ni-Based Superalloy ارزیابی اثر چگالی انرژی لیزر در فرایند ذوب گزینشی با لیزر بر چگالی نسبی، عیوب و سختی سوپرآلیاژ پایه نیکل هستلوی ایکس 247 252 11246 FA عرفان ادیبی دانشگاه صنعتی اصفهان علی مالکی دانشگاه صنعتی اصفهان احمد کرمانپور دانشگاه صنعتی اصفهان احسان فروزمهر دانشگاه صنعتی اصفهان محسن بدرسمای دانشگاه صنعتی اصفهان Journal Article 1970 01 01 Nowadays, one of the most important problems in industry is the production of industrial parts from superalloys and metals with high hardness using traditional and modern machining methods, due to the waste of raw materials, wear of machining tools, and the inability to produce complex geometries. Selective Laser Melting is one of the sub-branch of additive manufacturing technology that provides the fabrication of complex geometries from widely-used metallic materials due to the layer-by-layer production of parts. Hastelloy X superalloy is among the important superalloys in the aerospace industry and gas turbines. This research aims to fabricate Hastelloy X parts by selective laser melting with minimal defects and high relative density. For this purpose, three samples were printed in the range of volumetric energy density of laser from 50 to 90 J/mm3. The structure and porosity of different specimens were evaluated by image analysis method. It was found that the sample fabricated with the volumetric energy density of 90 J/mm3 has the least defects, the highest hardness, and a relative density above 99 percent.<br> امروزه تولید قطعات صنعتی از جنس سوپرآلیاژها و فلزاتی که دارای سختی بالا و همچنین ماده اولیه گران‌قیمت هستند، به علت دورریز ماده اولیه، سایش ابزار و ناتوانی در تولید هندسه‌های پیچیده با روش‌های ماشین‌کاری سنتی و مدرن از جمله مسائل مهم در صنعت بشمار می‌رود. فرایند ذوب گزینشی با لیزر از زیرشاخه‌های فناوری ساخت افزودنی می‌باشد که با تولید لایه‌لایه قطعات، امکان ایجاد هندسه‌های پیچیده از مواد پرکاربرد در صنعت را فراهم می‌سازد. از جمله سوپرآلیاژ‌های مهم در صنعت هوافضا و توربین‌های گازی می‌توان به سوپرآلیاژ هستلوی ایکس اشاره کرد. هدف از انجام این پژوهش تولید قطعاتی از جنس سوپر‌آلیاژ هستلوی ایکس به روش ذوب گزینشی با لیزر با عیوب کمینه و چگالی نسبی بالا است. به همین منظور سه نمونه در محدوده چگالی انرژی لیزر 50 تا 90 ژول بر میلی‌متر مکعب ساخته شد. تصاویر نمونه‌های ساخته شده پس از آماده‌سازی سطوح جانبی یکپارچه‌سازی و چگالی نسبی هر نمونه به روش ‌آنالیز تصویر محاسبه گشت. بررسی نشان داد که نمونه با چگالی انرژی حجمی 90 ژول بر میلی‌متر مکعب دارای کمترین عیوب، بالاترین سختی و چگالی نسبی بالای 99 درصد است.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11246_c99e757a469e0631c1a61e97949885f1.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Design and Manufacturing of 5-Dof FDM Printer Based on Parallel Mechanism طراحی و ساخت پرینتر FDM پنج درجه آزادی با سازوکار موازی 253 257 11247 FA مهران محبوب‌خواه دانشگاه تبریز احمد دوملو دانشگاه ارزروم تکنیک فرهاد خبازی براب دانشگاه تبریز کاغان کورای آیتن دانشگاه ارزروم تکنیک Journal Article 1970 01 01 Fused deposition modeling (FDM) is one of the most common 3D printings technologies. Low cost and the ability to produce models using wide range of thermoplastic makes this process suitable for rapid prototyping and manufacturing some commercial parts. The mechanism of this printer is 4-DOF parallel machanism with one additional degree of freedom resulting from rotation of printer bed about z-axis. In order to generate tool path for 5-DOF printer, a CAM software was developed with python. For controling the printer, control software was designed based on open-source marlin framework. Since original framework only supports 3-axis printers, source code needed to be changed such as extending source code to support 5-axis and adding machanism inverse kinematics. By using this 5-Dof mechanism, the prints of complicated parts without using the support are possible. <br> فرآیند ساخت افزودنی (FDM) به دلیل هزینه پایین وهمچنین قابلیت تولید با محدوده وسیعی از مواد ترموپلاستیک، برای نمونه‌سازی سریع بسیار مناسب است. برای ساخت برخی قطعات پیچیده وافزایش کیفیت، می‌توان با افزایش درجات آزادی پرینتر امکان چاپ مدل پیچیده در جهات مختلف را بوجود آورد. برای این منظور در این مقاله یک پرینتر سه‌بعدی پنج درجه آزادی معرفی و طراحی و ساخت آن مورد بررسی قرار گرفته و قابلیت‌هایی که این پرینتر نسبت به سایر پرینترهای سنتی دارد مورد بحث قرار گرفته است. پرینتر معرفی شده در مقاله یک مکانیزم موازی چهار درجه آزادی است که با اضافه شدن یک درجه آزادی دورانی به سکوی متحرک مجموعاً دارای پنج درجه آزادی حرکتی می‌باشد. به منظور ایجاد مسیر حرکت پرینتر سه‌بعدی با پنج درجه آزادی، نرم افزار CAM با زبان برنامه نویسی پایتون توسعه داده شده است که برنامه حرکتی مسیر مورد نیاز برای پرینت قطعه را تولید می‌کند. برای کنترل حرکتی پرینتر، از یک میکروکنترلر آردینو با قابلیت کنترل حداقل شش موتور حرکتی بهره گرفته شده و نرم افزاری بر پایه مارلین نوشته شده است که با استفاده از این نرم افزار امکان پرینت قطعه با استفاده از پنج محور حرکتی وجود دارد.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11247_6696f5e016581a2b2827e18e5cbea95c.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 22 10 2022 09 23 Investigating the Effect of Polyester UV Absorber on the Quality of Printed Polymer Parts in Digital Light Processing Method بررسی تاثیر جاذب نوری پلی استری بر کیفیت قطعات پلیمری چاپ شده در روش پردازش دیجیتال نوری 259 263 11248 FA سیاوش مویدی دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران محمد صالحی دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران جمال زمانی اَشنی دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران Journal Article 1970 01 01 Using optical absorbers is one approach to manage and decrease the intensity of any light source. The digital light processing (DLP) additive manufacturing system created and implemented by the authors of this article was utilized in this study to examine the impact of ultraviolet light absorber on the quality of manufacturing 3D items. The article's major objectives are to enhance part appearance quality, maximize printing control, and reduce excess light, but in order to do so, it is crucial to measure the height of separation, the degree of part damage and the Separation Force. Undoubtedly, one of the factors having the most impact on the aforementioned scenarios will be the optical absorber. Therefore, in this system, acrylic sheets are coated with polyester films that have an absorption percentage of 45% at specific distances from the light source. Then, using the DLP method, three-dimensional models were created and assessed by measuring the intensity of the transmitted light. According to the study's findings, using absorbers decreased the time it took to separate each layer by 3.5 times, cut the time it took to print a part by 43%, and increased the success of printing, while also increasing the product's aesthetic quality.<br> یکی از راهکارهای کنترل و کاهش شدت نور هر منبع نوری استفاده از جاذب‌های نوری است. در این پژوهش به‌منظور بررسی تاثیر جاذب نور فرابنفش بر کیفیت ساخت قطعات سه‌بعدی، از سامانه ساخت افزایشی به روش پردازش دیجیتال نوری (DLP) که توسط محققین همین مقاله طراحی و ساخته شده است، استفاده گردید. هدف اصلی مقاله بهبود کیفیت ظاهری قطعات، افزایش کنترل در چاپ و حذف نورهای اضافی است، اما برای دستیابی به این مهم، بررسی میزان ارتفاع جدایش، میزان خرابی قطعه و میزان نیروی چسبندگی بسیار حائز اهمیت است. قطعاً جاذب نوری بعنوان یکی از مهمترین پارامترهای تاثیرگذار بر موارد مذکور خواهد بود. فلذا در این سیستم، فیلم‌های پلی‌استری با درصد جذب 45% در فاصله‌های معین از منبع نوری برروی ورق آکریلیک شفاف پوشش‌دهی شده است. سپس با اندازه‌گیری میزان شدت نور فرابنفش عبور داده شده، مدل-های سه‌بعدی، با روش پردازش دیجیتال نوری ساخته و مورد ارزیابی قرار گرفت. برطبق یافته‌های این پژوهش استفاده از جاذب‌های نوری علاوه بر بهبود کیفیت ظاهری قطعه منجر به کاهش 3/5 برابر زمان جدایش هر لایه، کاهش 43% زمان چاپ و افزایش موفقیت در چاپ قطعات گردید.<br> https://mme.modares.ac.ir/article_11248_178fde6398864e33aaefae5d2d855f20.pdf