فصلنامه علمی کارافن

فصلنامه علمی کارافن

شبیه ‌سازی تأثیر نانوسیالات بر انتقال حرارت داخلی ابزار فرزکاری برای ماشین‌کاری قطعات خودرو

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (کاربردی)

نویسندگان
1 استادیار گروه مکانیک،دانشکده فنی و مهندسی،واحد تیران،داتشگاه آزاد اسلامی،تیران،ایران
2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت،تهران،ایران
3 گروه فیزیک، واحد نجف آباد دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
10.48301/kssa.2026.481098.3013
چکیده
ماشین‌کاری با سرعت بالا به عنوان یک روش پیشرفته در تولید قطعات خودرو مطرح است. استفاده از خنک‌کاری داخلی با نانوسیالات در فرآیند فرزکاری با سرعت بالا، به عنوان روشی نوآورانه، می‌تواند منجر به بهبود کیفیت سطح ماشین‌کاری و افزایش عمر ابزار شود. در این پژوهش، با بهره‌گیری از شبیه‌سازی در نرم‌افزار کامسول، تأثیر استفاده از نانوسیالات بر پایه نانو الماس، آب/اتیلن گلیکول و آب/پروپیلن گلیکول در سیستم خنک‌کاری ابزارهای فرزکاری قطعات خودرو بررسی شده است. نتایج نشان داد که افزودن ۵ درصد نانوسیال موجب افزایش بیش از ۱۳ درصدی ضریب انتقال حرارت می‌شود. با افزایش درصد نانوسیال، به دلیل ارتقاء ضریب انتقال حرارت، دمای سیال خنک‌کننده سریع‌تر بالا می‌رود. شبیه‌سازی‌ها مشخص کردند نانوسیالات بر پایه نانو الماس توانایی افزایش انتقال حرارت به میزان ۲ درصد را دارند، در حالی که استفاده از نانوسیالات آب/اتیلن گلیکول و آب/پروپیلن گلیکول میزان انتقال حرارت را حدود ۸ درصد افزایش می‌دهد. از میان گزینه‌های بررسی‌شده، سیال پایه پروپیلن گلیکول به عنوان مناسب‌ترین انتخاب برای خنک‌کاری ابزارهای برشی شناخته شد، زیرا با کاهش چشمگیر دمای منطقه ماشین‌کاری می‌تواند عمر ابزار را به طور قابل توجهی افزایش دهد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Effect of Nanofluids on Internal Cooling of Milling Tools for Vehicle Part Machining

نویسندگان English

Mehrdad Honarmand 1
Hadi Moshrefzadeh-Sani 2
Alireza Hajian 3
Mehdi Hajian 2
1 Department of Mechanical Engineering, Tiran Branch, Islamic Azad University, Tiran, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, National University of Skills(NUS), Tehran, Iran
3 Department of Physics, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
چکیده English

High-speed machining has emerged as a contemporary technique for manufacturing automotive parts. Accelerating the production process through milling with nano-fluid cooling via an inter-tool channel introduces a novel method to enhance both the durability and the quality of milling operations. This study examines the application of nano-fluids based on nano-diamonds, water-ethylene glycol, and water-propylene glycol in the intercooling systems of milling tools for automotive part production, Through COMSOL simulation, the results reveal that adding 5% nanofluid enhances the heat transfer coefficient by over 13%. Enhancing the concentration of nanofluid improves heat transfer efficiency, leading to a more rapid reduction in fluid temperature. Specifically, nanodiamond-based nano-fluids yield a 2% increase in the heat transfer coefficient, while ethylene glycol-based and water-propylene glycol-based nano-fluids achieve an 8% improvement. Among the tested options, propylene glycol-based fluids emerge as the optimal choice for tool cooling. By reducing the temperature in the machining zone significantly, these fluids effectively enhance the service life of cutting tools.

کلیدواژه‌ها English

Nanofluid
Internal cooling
Milling tool
COMSOL simulation
Heat transfer enhancement

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 27 اردیبهشت 1405

  • تاریخ دریافت 30 مهر 1403
  • تاریخ بازنگری 18 تیر 1404
  • تاریخ پذیرش 27 اردیبهشت 1405