فرآیندهای اسپینینگ کاربرد وسیعی در صنایع حساسی مانند هوا فضا، نفت و گاز برای تولید کلاهک های راکت، انواع ونتوریها و عدسی های مخازن دارد. بنابراین شناخت دقیق پارامترهای فرآیندی بطوریکه که بتوان با تنظیم و کنترل آنها به مشخصه های مورد نظر از قطعه کار دست یافت، از جمله عوامل مهم و تعیین کننده می باشد. برگشت فنری از جمله مشخصه های نامطلوبی است که می تواند دقت ابعادی قطعه کار نهایی را تحت تاثیر قرار دهد. برای بررسی این پدیده، این رساله شامل دو قسمت موضوعی کلی می باشد. در بخش اول به طراحی و ساخت ابزار، قالب، فرآیند و سیستم کنترل محورهای ماشین ابزار برای فرآیند شکل دهی چرخشی یا اسپینینگ پرداخته شده است. در قسمت دوم برای اولین بار، مدل ریاضی مشخصه برگشت فنری در فرآیندهای اسپینینگ برشی با استفاده از نتایج آزمایشهای عملی و تحلیل آماری رگرسیون تعیین شده است. سپس بر اساس تحلیل پاسخ سطوح، بر روی نتایج بدست آمده بحث شده است. متغیرهای فرآیندی در طی آزمایشها، متغیرهای سرعتی(سرعت دوران ماندرل یا بلانک و سرعت پیشروی ابزار رولر) و فاصله بین رولر و ماندرل می باشد. در قسمت آخر، امکان سنجی کنترل نیرو در فرآیندهای اسپینینگ برای کنترل توزیع ضخامت نیرو بررسی شده است. نتایج بیانگر این امر می باشد که با افزایش نرخ پیشروی و کاهش دوران اسپیندل درشرایط کاهش ضخامت بیشتر از مقدار مجاز، مقادیر افزایش مقدار برگشت فنری در دیواره قطعه کار افزایش می یابد. همچنین درشرایط کاهش ضخامت کمتر از مقدار مجاز، مقادیر افزایش مقدار برگشت فنری در دیواره قطعه کار کاهش می یابد. در قسمت سوم و نهایی این تحقیق، مشاهده شد که در اسپینینگ با کنترل موقعیت بدلیل خیز های ناشی از نیرو های فرآیندی، و همچنین بدلیل رفتار مواد حین فرم دهی، توزیع ضخامت غیر یکنواختی بدست می آید. برای جلوگیری از این پدیده، کنترل همزمان موقعیت-نیرو در فرآیند های اسپینینگ پیشنهاد شده است.

امروزه فرآیندهای ماشینکاری، یکی از پرکاربردترین روش ها ی تولید قطعات و ماشین آلات صنعتی می باشند. در صنایع امروز کمتر قطعه ای را می توان یافت که در طی فرآیند تولید، تحت عملیات ماشینکاری قرار نگرفته باشد. فرزکاری کف تراش یکی از فرآیندهای ماشینکاری است که به دلیل نرخ براده برداری بالا، در تولید محدوده وسیعی از قطعات با هندسه ساده یا پیچیده کاربرد فراوانی دارد. معمولا در فرآیند فرزکاری کف تراش، تمرکز بر روی افزایش نرخ براده برداری و کمتر کردن زمان ماشینکاری است، بنابراین برای دستیابی به صافی سطح و دقت ابعادی مورد نظر، باید پس از انجام فرآیند فرزکاری کف تراش، عملیات پرداخت کاری قطعه کار انجام شود. برای بالا بردن نرخ براده برداری در این فرآیند می توان نرخ پیشروی و عمق برش محوری و شعاعی را بالا برد، اما باید توجه داشت که میزان بالا بردن این پارامترها، تابع محدودیت های دینامیکی سیستم برش است، زیرا با افزایش این پارامترها، دامنه نیروها و به دنبال آن دامنه ارتعاشات سیستم افزایش یافته و منجر به بروز ارتعاشات خود برانگیخته ابزار می شود. این ارتعاشات به نوبه خود می تواند منجر به شکستن ابزار و یا آسیب رسیدن به سازه ماشین ابزار شود. از آنجایی که هر گونه تحلیل استاتیکی و دینامیکی فرآیندهای ماشینکاری مستلزم تحلیل دقیق نیروها در حین فرآیند می باشد، در این تحقیق مدل جدیدی ارائه شده است که می تواند نیروهای استاتیکی و دینامیکی ماشینکاری در فرآیندهای فرزکاری کف تراش با اینسرت دایروی را پیش بینی نماید. از نتایج این مدل می توان برای تحلیل ارتعاشات اجباری و ارتعاشات خود برانگیخته ی سیستم استفاده نمود. به همین منظور، ابتدا ابعاد ابزار فرز کف تراش مورد آزمایش توسط دستگاه دیجیتایزر استخراج و سپس در محیط نرم افزار solidworks شبیه سازی شده است. با داشتن مدل سه بعدی ابزار، روابط حاکم بر فرآیند، برحسب پارامترهای مختلف برش استخراج و در محیط نرم افزار matlab شبیه سازی شده اند. این مدل قادر است سیستم نیرویی حاکم بر فرزکاری کف تراش را برای ابزار با اینسرت های دایروی، در محدوده ی شرایط مختلف برشی (از قبیل سرعت اسپیندل، نرخ پیشروی و عمق برش)، هندسه ی ابزار (زوایای براده محوری و شعاعی و زاویه ی راهنمای متغیر(، هندسه ی قطعه کار و همچنین هندسه ی فرآیند(که خود شامل موقعیت نسبی ابزار و قطعه کار و لنگی می باشد) پیش بینی نماید. از نتایج حاصل از این شبیه سازی می توان برای پیش بینی پدیده ی ارتعاشات خود برانگیخته، صافی سطح و یا بهینه سازی فرآیند برش استفاده نمود. در پایان، نتایج حاصل از شبیه سازی این مدل با نتایج آزمایشات تجربی مقایسه شده اند.

معمولاً رزوه ها بر روی قطعه کارها به روش های گوناگونی تولید می شوند. این روش ها از دو اصل اساسی پیروی می کنند.( تغییر شکل جامد و برش فلزات). یکی از روش های پرکاربرد ماشین کاری ، فرزکاری رزوه می باشد. از جمله مزایای این روش موارد زیر را می توان نام برد: قطر ابزار بستگی به قطر سوراخ ندارد، کیفیت سطح رزوه و دقت ابعادی و زاویه ای رزوه بسیار برتر از روش های دیگر است، تخلیه براده به راحتی صورت می گیرد و این امر از شکست ابزار بر اثر اصطکاک و سایش ابزار جلوگیری می کند. تحقیقات گذشته ضرایب برشی را از روش تبدیل قائم به مایل محاسبه نموده اند ، همچنین مدل نیرویی آن ها هندسه فرآیند را به خوبی تعریف نمی کند ، از این جهت نتوانسته اند شرایط مختلف ماشین کاری را شبیه سازی کنند. در این تحقیق مدلی برای پیش بینی نیروها برای ابزار نوع اینسرتی در این فرآیند ارائه خواهد شد. ابتدا ضرایب برشی به روش معکوس و با استفاده از الگوریتم تبرید تدریجی محاسبه می شوند. همچنین ضرایب دینامیکی سیستم توسط آنالیز مدال تعیین خواهند شد. سپس با استفاده از روش های عددی مسیر حرکت ابزار با در نظر گرفتن تأثیر پیشروی مدل شده و سطح مقطع براده و ضخامت براده نیز با در نظر گرفتن پدیده regeneration در هر لحظه محاسبه می شوند. ضرایب برشی برای آلومینیوم 7075 محاسبه شده ، سپس نتایج شبیه سازی شده با تست های عملی که به وسیله دینامومتر kistler اندازه گیری شده مقایسه خواهند شد.