در این رساله ابتدا به بررسی تنش های برشی و نرمال بوجود آمده در سطح تماس ابزار- براده و روشهای اندازه گیری آنها پرداخته و سپس مدل های اصطکاک موجود در سطح تماس ابزار- براده که بر اساس تنش های برشی و نرمال است، ارائه شده است. در این پایان نامه از دو نرم افزار المان محدود abaqus/explicit و msc.superfom برای شبیه سازی فرآیند شکل گیری براده پیوسته استفاده شده است. و با ارائه یک فرمولاسیون جدید بر اساس لاگرانژ خالص با شمای ale، فرآیند ماشینکاری در نرم افزار abaqus شبیه سازی شده است، این روش نسبت به سایر روشهای مشابه ازدقت بالاتری برخورداراست. همچنین در نرم افزارmsc.superform از فرمولاسیون مش بندی تطبیقی برای شبیه سازی استفاده شده است. برای شبیه سازیها مقدار زاویه براده، زاویه آزاد، مقدار پیشروی، عمق برش، شعاع لبه ابزار ثابت فرض شده و در هر مدل اصطکاکی، مقادیر ضرایب اصطکاک و فاکتور اصطکاک(m) مختلف در نظر گرفته شده است. سپس مقدار متغیرهای نیروی برشی، نیروی فشاری، درجه حرارت، زاویه صفحه برشی، ضخامت براده توسط نرم افزار استخراج شد. با توجه به ضرایب اصطکاک و فاکتور اصطکاک مختلف مقدار متغیرهای پیش بینی شده در مدل های اصطکاکی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته و با نتایج بدست آمده از کار تجربی موجود مورد مقایسه قرار گرفته است و در نهایت مدل چسبنده- لغزنده که بیشترین سازگاری را با نتایج تجربی دارد به عنوان بهترین مدل اصطکاکی انتخاب شده است. همچنین با توجه به نتایج شبیه سازی ها تأثیر مدل های اصطکاکی بر روی شبیه سازی المان محدود مشاهده می شود.

امروزه بسیاری از واحدهای تولیدی به ویژه کارخانجات مرتبط با فرآیند ماشینکاری فلزات، بدلیل پیشرفت سریع در صنایع تولیدی و افزایش رقابت در تولید قطعات با کیفیت بالاتر و هزینه کمتر، جهت باقی ماندن در بازار رقابت از روش های بهینه سازی در فرآیند ماشینکاری استفاده می کنند. روش-های بهینه سازی یک ابزار حیاتی برای بهبود پیوسته کیفیت محصولات خروجی با در نظر گرفتن محدودیت های محیطی از قبیل میزان مصرف انرژی و یا توان مصرفی مورد نیاز برای تولید قطعه، نیروهای ماشینکاری و ... می باشد. این موضوع بدون ایجاد رابطه بین متغیرهای ورودی و خروجی در حین فرآیند میسر نمی باشد. بنابراین مدلسازی و یا به عبارتی ساده تر ایجاد رابطه بین پارمترهای ورودی و متغییرهای خروجی به عنوان امری ضروری قبل از یافتن شرایط بهینه برای تولید قطعات با کیفیت و هزینه ی بهینه، تلقی می شود. قطعه ی tube sheet یکی از اجزای سازنده ی مبدل های حرارتی بوده که با توجه به نوع ساختار خاص خود (تعداد سوراخ ، قطر و عمق سوراخکاری زیاد)، نیاز به بهینه سازی در فرآیند تولید دارد. لزوم دست یافتن به صافی سطح و تلرانس های ابعادی و هندسی مطلوب، مراحل تولید این قطعه را به لحاظ اقتصادی با مشکل مواجه نموده است. بنابراین لازم است که کل فرآیند به صورت بهینه درآمده، تا ضمن افزایش کیفیت، زمان و هزینه ی سوراخکاری نیز کمینه شود. به عبارت دیگر فرآیند باید به گونه ای طراحی و یا اصلاح شود تا بیشترین بازده در فرآیند فراهم شود و تولید قطعه از لحاظ اقتصادی، مقرون به صرفه باشد؛ و گر نه تولید آن جز اینکه هزینه ی سرباری را به واحد تولیدی تحمیل کند، سود دیگری ندارد. بهینه سازی فرآیند سوراخکاری در دو مرحله انجام گردیده است؛ در مرحله ی اول با تعریف دو تابع ناهمواری سطح و هزینه ، به عنوان دو تابع هدف، پارامترهای سوراخکاری (سرعت برشی، نرخ پیشروی و زاویه ی راس ابزار) توسط الگوریتم ژنتیک بهینه گردیده است. مقایسه ی نتایج بدست آمده توسط الگوریتم ژنتیک با نتایج عملی مطابقت کامل داشته و این امر بر صحت نتایج نهایی دلالت می کند. در این مرحله محدوده ی بهینه ی زاویه ی راس مته، با اندازه گیری نیروی عمودی سوراخکاری بدست آمد. در مرحله ی دوم با طراحی و ساخت یک ابزار مخصوص و بهینه که تمامی مراحل سوراخکاری، از مته مرغک زنی تا برقوکاری را به صورت یکپارچه انجام می دهد، فرآیند بهینه سازی تکمیل می شود. البته در طراحی این ابزار شرایط بهینه مرحله ی قبل نیز تا حد امکان، اعمال شده است. در نهایت نیز به مقایسه ی هزینه ی تمام شده ی ایجاد یک سوراخ در دو روش قدیمی و روش بهینه شده پرداخته می-شود.در روش بهینه، کارایی بالای ابزار طراحی شده در کاهش زمان و هزینه ی سوراخکاری، مشهود است. زمان غیر ماشینکاری حدود 40 و هزینه سوراخکاری هر سوراخ تا 25 درصد کاهش داشته است.

این پروژه در راستای فراهم آوردن نرم افزار casp جهت طراحی فرایند ساخت برای قطعات فرزکاری 5/2 بعدی بود. در ضمن می بایستی قبودی از برنامه ریزی تولید را در نظر بگیریم. مرور کارهای قبلی نشان می دهد که گرجه طراحی فرآیند ساخت و برنامه ریزی تولید هر یک به تنهایی پیشرفت زیادی داشته اند ولی در حالتی که هر دو می بایست همزمان انجام شود کمبود مشاهده می شود. این کمبود مخصوصا در ناحیه برنامه ریزی تولید احساس می شود. هدف این پروژه این بوده است که ضمن فراهم آوردن نرم افزاری برای طراحی فرآیند ساخت که سنگ بنای کارها بعدی است کارهای بیشتری در زمینه برنامه ریزی تولید انجام دهد. فصل اول شامل سیستم یکپارچه تولید به کمک کامپیوتر فصل دوم فرآیند فرزکاری فصل سوم برنامه ریزی تولید فصل چهارم هوش مصنوعی فصل ششم نحوه انتخاب ابزار و پارامترها در سیستم casp فصل هفتم عملکرد سیستم و فصل هشتم بحث و مثالها و فصل نهم جمع بندی و پیشنهادات