شماره راهنما :
1697 دكتري
پديد آورنده :
شاهرخ اصفهاني، رسول
عنوان :
اكستروژن سرد ريز چرخدنده به كمك ارتعاشات فراصوتي
گرايش تحصيلي :
ساخت و توليد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
پانزده، [125] ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد مشاور :
محمود فرزين
توصيفگر ها :
آزمون فشار ميكروحلقه , فرايند ميكرواكستروژن , ريز چرخدنده , ارتعاشات فراصوتي , اصطكاك
استاد داور :
محمدرضا فروزان، محمود كدخدايي، محسن بدرسماي، مهرداد پورسينا
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/12/17
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/12/17
چكيده فارسي :
چكيده كوچكسازي محصول روند همه جانبه جهاني در بسياري از شاخههاي صنعتي مانند دستگاههاي پزشكي لوازم الكترونيك ارتباطاات هوافضا خودرو و نظامي است ميكروساخت معطوف به توليد قطعات سهبعدي با دقت باال با اساتفاده از ماواد متناوع و داشاتن ابعاادي از دهها ميكرومتر تا چند ميليمتر ميباشد شرايط تريبولوژيكي بين ابزار و قطعه كار بيشترين اهميت را باراي امكانپاذيري فرايناد و كيفيات فرايند دارند هنگامي كه فرايند از ابعاد ماكرو به ابعاد ميكروني كوچكساازي شاود ايان امار برجساتهتر نياز ميگاردد اماروزه گساتره استفاده از ارتعاشات فراصوتي در فرايندهاي شكلدهي رو به افزايش است علتهاي عمده اين گسترش قابليتهاا و ويژگيهااي ايجااد شده در فرايند و مادهي در حين ارتعاشات فراصوتي ميباشد در اين تحقيق به منظور غلبه بار چالشهااي ميكروشاكلدهي پيادا كاردن روانكار مناسب و پارامترهاي بهينه نوسانات فراصوتي مجموعهاي باراي انجاام آزماون فشاار ميكروحلقاه MRCT هماراه باا نوساانات فراصوتي طراحي و ساخته شد در اين راستا نمونههايي با اندازه متفاوت تحت آزمون فشار حلقاه هماراه باا فراصاوتي قارار گرفتناد ايان فرايند در سه سطح آزمايش و به منظور مطالعه اثر روانكار سرعت و دامنه نوسانات بر روي اصطكاك طراحي گرديد مشااهده شاد كاه با افزودن ارتعاشات فراصوتي به اين فرايند نيروها كاهش مييابد كه علت آن با كاهش نيروي اصطكاك و تنش تساليم در مااده ارتبااط دارد در اين تحقيق با تكنيك جديدي ميزان مشاركت اين دو كميت در كاهش نيروي فرايند محاسبه گرديد همچنين در كليه نمونهها با كاااهش اناادازه نمونااه ضااريب اصااطكاك در نمونااه افاازايش يافاات و فساافات روي بااه عنااوان روانكااار مناسااب جهاات انجااام فراينااد ميكرواكستروژن مشخص شد با استفاده از روانكار گريس 2 MoS و با دامنه 12 ميكرون در فرايند آزمون فشار حلقه ضريب اصاطكاك به ميزان 1 73 درصد نسبت به حالتي كه روانكار استفاده نشد كاهش يافت در اين پايان نامه هام چناين ارتعاشاات فراصاوتي باه فرايناد ميكرواكستروژن اعمال شده و اثرات آن بر روي صافي سطح نمونه پارامتر پرشدگي گوشهي قالب CF ريزساختار و هم چنين نياروي مورد نياز فرايند مورد بررسي قرار گرفته است به اين منظور براي ساخت يك ريزچرخدنده يك سيستم شاامل قالاب ميكرواكساتروژن و تمركزدهندهي ارتعاشات فراصوتي با فركانس تشديد 12 كيلوهرتز طراحي و ساخته شد در دو حالات هماراه باا ارتعاشاات فراصاوتي و بدون حضور ارتعاشات فراصوت نمونههايي از جنس فاوالد 5101 AISI آلومينياويم 0011 و 5 99 Cu از قالاب عباور داده شاده و سپس پارامترهاي ذكر شده مورد بررسي قرار گرفتند مشخص شد كاه ميازان بهباودي زباري ساطح ريزچرخدنادهها باا اعماال نوساانات فراصوتي بين 6 7 تا 1 42 درصد متغير است ميزان پرشدگي گوشه قالب بعاد از حضاور ارتعاشاات فراصاوتي نسابت باه شارايط عاادي افزايش پيدا كرده و اين مقدار در ريزچرخدندهها از جنس آلومينيوم تا 3 32 درصد افزايش يافت نشان داده شد كه ارتعاشات فراصاوتي نيروي مورد نياز فرايند را كاهش داده و بيشترين ميزان كاهش به اندازه 91 درصد براي ريزچرخدنده آلومينيومي مشخص گرديد كقمات كقيدي آزمون فشار ميكروحلقه فرايند ميكرواكستروژن ريز چرخدنده ارتعاشات فراصوتي اصطكاك
چكيده انگليسي :
115 Cold Extrusion of Micro Gear using Ultrasonic Vibrations Rasoul Shahrokh Esfahani r shahrokh@me iut ac ir Date of Submission June 1 2020 Department of Mechanical EngineeringIsfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranSupervisor Abbas Ghaei ghaei@cc iut ac irAdvisor Mahmoud Farzin farzin@cc iut ac irDepartment Graduate Program Coordinator Mechanical Engineering Department Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan IranAbstractProduct minimization is a global trend in many industries including medical devices electronics automotive and the military Utilization of ultrasonic vibrations in metal forming processes has alsoattracted attentions of several researchers In this research in order to study the effect of ultrasonicvibrations in microforming a series of micro ring compression tests with ultrasonic oscillations wasperformed with different lubricants and materials It was observed that by adding ultrasonic vibrations theforming forces reduced due to reduction of friction and the phenomenon of acoustic softening of thematerial In addition with decreasing the sample sizes the coefficient of friction increased In thisdissertation ultrasonic vibrations were also applied to the micro extrusion process and its effects on thesurface roughness corner filling microstructure and forming force were investigated In two cases of withand without ultrasonic vibrations samples of AISI 1015 steel 1100 aluminum and 99 5 Cu wereextruded It was found that the surface roughness of the micro gears by applying ultrasonic vibrationsvaried between 7 6 to 24 1 It was shown that using ultrasonic vibrations reduced the extrusion force andthe maximum reduction of 19 was determined for aluminum micro gears Key words Micro ring compression test Micro extrusion process Micro gear Ultrasonic vibrations Friction1 IntroductionMicroforming processes are used for a wide range of engineering materials Microforming is a sub millimeter metal manufacturing technology that is used in massproduction and is required in many industrial products 1 The main purpose of thisresearch is to apply ultrasonic vibrations UV to the micro extrusion process in order touse the benefits of superimposition of UV to the metal forming processes and also toinvestigate the effect of vibrations on frictional behavior In the extrusion process the UVcan be generally applied either to the die or to the punch In this work according to theprevious studies the UV were applied to the extrusion die Therefore by designing andmanufacturing a micro extrusion process and a suitable horn and using a power supplyand piezoelectric converter UV were generated and applied to the process The effects ofvibrations on the extrusion force surface roughness grain size and the die corner fillingwere investigated The effect of UV on the frictional behavior in micro dimensions was another goal of thiswork Therefore micro ring compression tests MRCT with UV were performed in orderto achieve a better understanding of the frictional behavior in the submillimeter range Finite element simulation of the test was also run to calculate the coefficient of friction
استاد مشاور :
محمود فرزين
استاد داور :
محمدرضا فروزان، محمود كدخدايي، محسن بدرسماي، مهرداد پورسينا
