Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Ghaei,Mohsen Badrosamay
عباس قائی (استاد راهنما) محسن بدرسمای (استاد مشاور)
 
STUDENT
Amin Ahadirad
امین احدی راد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Design and Manufacturing of a Mechanism for Fabrication of Sub Millimeter Dimples on Surface Using Forming Process
About 40 percent of total engine energy dissipates due to friction and abrasion. So, the energy consumption decreases if the friction is somehow reduced. During the past years, it is reported that creating small-size dimples and slots, i.e. with the dimensions of less than one millimeter, on the surface of contact bodies can have a lot of benefits. Friction decrease, better lubrication, service life increase and better cooling are among the benefits of creating small-size dimples and slots. Decrease in friction coefficient depends on the texture geometry which is created on the surface. The effect of surface texture on the friction decrease considerably depends on such factors as shape, size, density, and the pattern on the surface. In general, several approaches have been proposed to create small-size cavities on the surface. Mechanical methods, e.g. grinding, shot blasting, indenter, lithography methods, e.g. chemical and electrochemical, and high energy radiation, e.g. laser beam, electronic beam and electric discharge machining are being used. Each method has its own advantages and disadvantages. This project aims to design and manufacture a suitable mechanism to create small-size dimples on the surface of metals through the indentation process as this method is cheap and requires simpler equipments. A suitable tool as an indenter was designed using ABAQUS finite element commercial package. The tool was then manufactured and was mounted on a suitable seat. The mechanism was mounted on a milling machine to bring the part in the required position and small-size dimples were created on the surface of discs. The coefficient of friction for three different dimple densities, i.e. 5%, 9.5% and 15%, at three different normal force magnitudes, i.e. 10 N, 15 N and 20 N, was measured using a pin-on-disc machine. The results of this study show that the proposed method is able to generate dimples as small as 400 ?m on the metals surfaces. Furthermore, the coefficient of friction can be reduced up to 18% when the dimples are created on the surface. Keyword: Metal Forming, Tribology, Friction, Submillimeter dimple
حدود 40 درصد کل انرژی تولیدی موتور در اثر اصطکاک و سایش از بین می رود. بنابراین در صورتی که بتوان اصطکاک را کاهش داد، می توان صرفه جویی قابل توجهی در انرژی مصرفی انجام داد. انتخاب ماده ای که کمترین اصطکاک وسایش را دارا باشد هنوز نیازمند تحقیقات گسترده ای است، علاوه بر این شرایط عملکردی همانند سرعت ومقدار نیروی موتور نقش زیادی در میزان کارایی موتور ایفا می کند. طی سالهای گذشته مشخص شده است ایجاد حفره ها و یا شیارهایی با ابعاد زیر یک میلی متر می تواند مزایای بسیار زیادی داشته باشد. از جمله این مزایا می توان به کاهش اصطکاک، روانکاری بهتر، افزایش عمر قطعات وخنک کاری بهتر اشاره نمود. تأثیر بافت سطح روی کاهش اصطکاک وسایش به طور قابل توجهی وابسته به شکل، اندازه ، چگالی و الگوی قرار گرفتن سوراخ ها روی سطح می باشد. کاهش یا افزایش ضریب اصطکاک به هندسه ی بافت سطحی که ایجاد کرده اند وابسته است. در میان این هندسه ها (شیار، خراش، انواع سوراخ های استوانه ای و سایر اشکال) بیشترین تأثیر مثبت را سوراخ های استوانه ای از خود نشان می دهند. می توان این نتیجه را گرفت که در نوع سوراخ استوانه ای میزان جدایش بین صفحات از انواع شکل های دیگر بیشتر خواهد بود. تاکنون روش های متعددی برای ایجاد ریزحفره روی سطح توسعه یافته اند. روش های مکانیکی (سنگ زنی، شات بلاست و فرورونده)، روش های لیتوگرافی (شیمیایی و الکترو شیمیایی) و روش های پرتو پر انرژی (اشعه لیزر، اشعه الکترونی و تخلیه الکتریکی) استفاده می شود که هرکدام یک سری مزایا و معایب دارند. با توجه به اینکه روش شکل دهی از روش های ارزان و مناسب برای تولید ریز حفره است ونسبت به روشهای دیگر نیاز به امکانات کمتری دارد، این پروژه قصد داشت تا با استفاده از این روش یک مکانیزم مناسب برای ایجاد ریز حفره طراحی نموده و اقدام به ساخت آن نماید. لذا ابتدا با استفاده از نرم افزار آباکوس ابزار مناسب طراحی گردید، سپس این ابزار ساخته وبر روی پایه ای مناسب نصب شد. جهت اعمال نیرو با روش های مختلف می توان عمل نمود. هرکدام از سیستم های اعمال نیرو مزایا و محدودیت هایی دارند، مکانیزم نیازمند عملگری می باشد که قابلیت کنترل حرکت های در محدوده زیر میلی متر را دارا باشد و از طرفی نیازمند سیستم های پیچیده کنترلی نباشد، لذا با توجه به این مسائل و امکاناتی که در دسترس بوده نوع عملگر پنوماتیکی انتخاب شده است. مکانیزم ایجاد شده از یک ابزار که روی ماشین فرز بسته شده است استفاده کرده است. سپس با استفاده از مکانیزم ساخته شده حفره های ریز روی سطح ایجاد شد. در پایان به کمک دستگاه آزمایش سایش تأثیر ریز حفره های ایجاد شده بر میزان اصطکاک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تا 18 درصد کاهش در ضریب اصطکاک را با این روش می توان ایجاد نمود. کلیدواژگان : شکل دهی، تریبولوژی، اصطکاک، ریز حفره

ارتقاء امنیت وب با وف بومی