انجمن مهندسی ساخت و تولید ایران مهندسی ساخت و تولید ایران 2476-504X 12 12 2026 02 20 Investigation of the formability of aluminum 6061 hollow-shaft gears using a lead pressure-transmitting medium بررسی قابلیت شکل‌دهی چرخ‌دنده متصل به محور توخالی از جنس آلومینیوم 6061 به کمک ماده واسط فشارنده سربی 32 49 250892 10.22034/ijme.2026.583210.2180 FA محمدرضا طهماسبی گروه ساخت و تولید، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران 0000-0002-7578-2540 حسین جعفرزاده گروه ساخت و تولید، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران 0000-0002-7578-2540 Journal Article 2026 06 04 In the present research, the formability of an aluminum 6061 hollow-shaft gear produced by the radial extrusion process using a lead pressure-transmitting medium was investigated. In this method, a lead was placed inside the hollow shaft, and by applying a compressive load resulting in improved material flow and reduced stress concentration in critical regions. The required die set was designed and manufactured, and experimental tests were carried out using a hydraulic press. To achieve a more comprehensive investigation of the process, numerical simulation based on the finite element method was performed using DEFORM software, and the effects of key parameters including friction coefficient, gear height, and hollow shaft wall thickness on forming force, material flow pattern, die filling, and strain distribution were analyzed. The obtained results indicated that increasing the friction coefficient and decreasing the gear height led to an increase in the required forming force and a reduction in material flow velocity, whereas reducing the hollow shaft wall thickness decreased the forming force without having a significant effect on the material flow velocity. Furthermore, the good agreement between the numerical simulation results and the experimental data confirmed the reliability of the finite element method in predicting process behavior. Overall, the results of this study demonstrate that the use of a pressure-transmitting medium is an efficient approach for manufacturing aluminum 6061 hollow-shaft gears with desirable geometric quality and without major defects. در پژوهش حاضر، قابلیت شکل‌دهی چرخ‌دنده متصل به محور توخالی از جنس آلومینیوم 6061 با استفاده از فرایند اکستروژن شعاعی به کمک ماده واسط فشارنده از جنس سرب مورد بررسی قرار گرفت. در این روش، ماده واسط از جنس سرب درون محور توخالی قرار داده شده و با اعمال نیروی فشاری بر جداره داخلی قطعه منجر به بهبود سیلان ماده و کاهش تمرکز تنش در نواحی بحرانی گردید. مجموعه قالب‌های مورد نیاز طراحی و ساخته شده و آزمایش‌های عملی با استفاده از پرس هیدرولیکی انجام پذیرفته است. شبیه‌سازی عددی فرایند با استفاده از روش اجزای محدود و در بستر نرم‌افزار DEFORM انجام شد و اثر پارامترهای مؤثر شامل ضریب اصطکاک، ارتفاع چرخ‌دنده و ضخامت دیواره محور توخالی بر نیروی شکل‌دهی، الگوی سیلان ماده، پرشدگی قالب و توزیع کرنش مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصله نشان داد که با افزایش ضریب اصطکاک و کاهش ارتفاع چرخ‌دنده، نیروی لازم برای شکل‌دهی افزایش یافته و سرعت سیلان ماده کاهش می‌یابد، در حالی‌که کاهش ضخامت دیواره محور توخالی منجر به کاهش نیروی شکل‌دهی شده و تأثیر قابل توجهی بر سرعت سیلان ماده ندارد. همچنین تطابق مناسب بین نتایج شبیه‌سازی عددی و داده‌های تجربی، قابلیت اعتماد روش اجزای محدود در پیش‌بینی رفتار فرایند را تأیید می‌کند. به‌طور کلی، نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که استفاده از ماده واسط فشارنده، روشی کارآمد برای تولید چرخ‌دنده‌های متصل به محور توخالی از جنس آلومینیوم 6061 با کیفیت هندسی مطلوب و بدون بروز عیوب عمده می‌باشد. https://www.iranjme.ir/article_250892_74b121a972563f7c8eae732480898c1c.pdf