Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Forouzan,Jawad Zarkoob
محمدرضا فروزان (استاد مشاور) جواد زرکوب (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamed Haghighi
حامد حقیقی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Simulation and Optimization of drilling Opration Using DEFORM Software
:Drilling is a machining operation which creates cylindrical holes on a work piece. Other than creating simple deep and shallow holes, operations such as rimming, boring, tapping and other hole finishing techniques are known as drilling operations. All the above processes have one thing in common, and that is the combination of linear and rotary movements during the operation. Drilling is one of the most common operations used in the manufacturing world on micro or macro scale, such as military equipment, automotive, machine production, and even modern technologies such as biotech and aerospace frequently use this operation during production process. Although the operation of drilling is used daily all over the industry and is one of the most common operations during manufacturing, because of its geometrical complexities and special conditions, no complete computer simulation of it has been given. Even so, there has always been a need for precise simulation of drilling operations for special purposes such as mass production of sensitive parts (Computer and medical products) or products with special use and high precision, for example parts for building a space shuttle and etc. Because of high price and expense for practical experiments of drilling operations on high value material or human organs such as bone and teeth, computer simulation has been a better option. Because of the importance of drilling operation and the study of the parameters affecting it, in this research, the process of drilling has been simulated. And also the theory of finite element affecting this project has been given in detail. The validation of the simulation of drilling operation has been verified by comparing to practical experiments and experimental relations found in machining reference books. For finding the relations applying to the simulation process, 32 experiments using the Taguchi approach for 4 variables of feed rate, rotation speed, diameter and drill tip angle has been designed. Afterwards, by using simulation experiments results and neural network approach, a relation giving the torque and axial force of the drilling operation on the material of CK45 has been given. Using the given equations, a relation for computing the power consumption of the operation has been calculated. The power consumption equation has been optimized according to the genetic algorithm, via MATLAB software using the “gatool”. The optimization results show the effect of tool tip angle on power consumption. The magnitude of this effect depends on the feed rate and drill diameter of the operation. Keywords: Drilling, DEFORM, Drilling Torque, Drilling Force, Drilling Power, Drilling Simulation, Optimization.
:سوراخ کاری عنوانی است که کلیه روش های براده برداری به منظور ایجاد سوراخ های استوانه ای روی قطعات را شامل می شود. امروزه روشهای متعددی برای سوراخ کاری به وجود آمده اند ولی با توجه به آنکه اکثر سوراخ ها در صنعت دارای قطری بین 10 الی 20 میلی متر می باشند پرکابردترین عملیات سوراخ کاری "مته کاری" می باشد. همان گونه که مشهود است عملیات مته کاری در تمامی صنایع اعم از میکرو تا ماکرو، صنایع نظامی، خودرو سازی، صنایع ماشین سازی و حتی در زمینه های نوین تکنولوژی مثل بیوتکنولوژی و هوا فضا یکی از پر کاربردترین عملیات ماشین کاری می باشد. اما با تمام عمومیت کاربرد مته کاری هنوز شبیه سازی کامپیوتری کاملی از این فرآیند به دلیل پیچیدگی هندسی و شرایط خاص آن ارائه نشده است. با این وجود ضرورت شبیه سازی به خصوص برای موارد ویژه مثل تولید انبوه یک قطعه حساس (قطعات کامپیوتری و یا ابزارهای پزشکی) و یا قطعات با کاربرد ویژه و با دقت بالا مثل سوراخ کاری قطعات شاتل به دلیل هزینه های بالای انجام آزمایشات و یا سوراخ کاری اعضای استخوانی بدن انسان مثل لثه ها و دیگر استخوانها بمنظور بررسی احتمال تخریب بستر همیشه احسـاس می شده است. با توجه به اهمیت فرآیند سوراخ کاری و بررسی عوامل موثر در آن، در این تحقیق اقدام به شبیه سازی فرآیند سوراخ کاری شده است. نکات تئوری المان محدود موثر در فرآیند شبیه سازی به تفصیل برشمرده شده است. فرآیند شبیه سازی بکمک آزمایشات عملی و همچنین روابط تجربی مندرج در کتاب مرجع ماشین کاری تحت بررسی قرار گرفته و صحت آن تأیید شده است. به منظور دستیابی به معادله حاکم بر رفتار فرآیند شبیه سازی، از روش تاگوچی 32 آزمایش برای 4 متغیر سرعت تغذیه، سرعت دورانی، قطر و زاویه سر مته طراحی گردید. سپس بکمک نتایج آزمایشات شبیه سازی بر اساس روش شبکه عصبی معادله حاکم بر گشتاور و نیروی محوری فرآیند سوراخ کاری در ماده CK45 محاسبه گردید. براساس معادلات مذکور معادله حاکم بر توان مصرفی نیز محاسبه شده است. فرآیند بهینه یابی بر اساس الگوریتم ژنتیک و نوار ابزار gatool نرم افزار MATLAB روی تابع توان صورت گرفته است. نتیجه بهینه سازی بیانگر تأثیر زاویه سر مته بر توان مصرفی می باشد. تأثیر زاویه وابسته به مقادیر سرعت تغذیه و قطر مته می باشد. کلمات کلیدی : مته کاری، تابع گشتاور، تابع نیروی محوری، تابع توان، بهینه سازی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی