Pemodelan dan Analisis Reduksi Respon Getaran Boring Bar Akibat Pengaruh Penambahan Metal Dynamic Vibration Absorber pada Proses Permesinan (Lathe Machine)

Mukadar, Talita Azalia (2023) Pemodelan dan Analisis Reduksi Respon Getaran Boring Bar Akibat Pengaruh Penambahan Metal Dynamic Vibration Absorber pada Proses Permesinan (Lathe Machine). Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111940000046_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (9MB) | Request a copy

Abstract

Proses pengeboran merupakan proses memperbesar lubang pada suatu benda kerja dengan dimensi tertentu kearah radial (arah luar) dengan alat potong bermata tunggal yang biasa disebut dengan boring bar. Boring bar memiliki rasio perbandingan panjang terhadap diameter yang besar, hal tersebut dapat menimbulkan getaran yang seringkali berdampak buruk pada kinerja permesinan dan kualitas hasil pemakanan serta dalam jangka waktu tertentu dapat mengakibatkan kerusakan komponen pada mesin bubut. Maka dari itu, diperlukan penambahan komponen sebagai pereduksi getaran pada proses pengeboran yang disebut dengan Dynamic Vibration Absorber (DVA). Pada penelitian tugas akhir ini dilakukan simulasi menggunakan software ANSYS mengenai rancangan mekanisme boring bar dengan penambahan metal DVA sejumlah dua atau customized boring bar yang mampu mereduksi getaran pada proses boring. Simulasi dilakukan pada model yang sebelumnya didesain menggunakan software Solidworks. Pada boring bar dengan material AISI 4140 memiliki diameter 25 mm dan panjang 310 mm. DVA yang ditambahkan terdiri dari kepala yang memiliki bentuk seperti tabung pendek berdiameter 20 mm dan tebal 9 mm dengan modifikasi dibagian bawahnya serta batang DVA yang diletakkan di dalam boring bar dengan diameter 8 mm dan panjang 15 mm. Pada penambahan DVA, digunakan variasi posisi yakni 44 mm, 94 mm, dan 144 mm dari ujung insert dan material yakni brass, copper dan kombinasi. Serta simulasi dilakukan dengan variasi cutting parameter diantaranya adalah kecepatan spindle yakni 920, 1250, dan 2000 RPM, variasi depth of cut yakni 0,1 dan 0,3 mm serta variasi feed rate yakni 0,05, 0,1, dan 0,15 mm/rev.
Berdasarkan simulasi yang telah dilakukan, didapatkan semakin tinggi kekakuan DVA maka semakin efektif DVA dalam mereduksi respon getaran pada boring bar. Semakin besar massa jenis DVA maka semakin kecil respon getaran yang dihasilkan dan semakin jauh posisi DVA dari free end, maka kekakuan boring bar akan meningkat. Selain itu, depth of cut dan feedrate yang lebih besar menyebabkan peningkatan respon getaran. Namun, peningkatan putaran spindle cenderung mengurangi respon getaran pada boring bar. Pada penelitian ini didapatkan bahwa Customized boring bar dengan DVA copper posisi 3 dan cutting parameter 4 merupakan variasi dengan nilai reduksi respon getaran paling baik yaitu 73,52% pada x-axis, 70,40% pada y-axis, dan 74,27% pada z-axis. Dan semua variasi customized boring bar mampu mereduksi getaran pada 12 variasi cutting parameter dan tidak dapat mereduksi getaran pada frekuensi chatter diatas 425 Hz atau dengan variasi feedrate 0,15 mm/rev.
================================================================================================================================
Boring process is the process of enlarging a hole in a workpiece with certain dimensions in a radial direction or pointing outward utilizing single-edged cutting tool commonly called a boring bar. Boring bars have large of length-to-diameter ratio which can cause vibrations and often create a negative impact on machining performance and the quality of the feed product and within a certain period can cause component damage to the lathe. Therefore, it is necessary to add a component as a vibration reducer in the boring process called the Dynamic Vibration Absorber (DVA).
In this final project, a simulation was carried out using ANSYS software regarding the design of a boring bar mechanism with the addition of double metal DVA or customized boring bars which are able to reduce vibrations in the boring process. The simulation was carried out on a model that was previously designed using Solidworks software. The boring bar with AISI 4140 material has a diameter of 25 mm and a length of 310 mm. The added DVA consists of a head that has shape like a short tube with a diameter of 20 mm and a thickness of 9 mm with a modification at the bottom and a DVA rod placed in a boring bar with a diameter of 8 mm and a length of 15 mm. In the addition of DVA, position variations, namely 44 mm, 94 mm, and 144 mm from the end of the insert and materials, namely brass and copper. Simulations is carried out with variations in cutting parameters including spindle speed of 920, 1250, and 2000 RPM, depth of cut of 0,1 and 0,3 mm and feedrate of 0,05, 0,1, and 0,15 mm/rev.
Based on the simulations that have been carried out, it is found that the higher the stiffness of the DVA, the more effective the DVA is in reducing the vibration response of the boring bar. The greater the density of the DVA, the smaller the resulting vibration response and the further the position of the DVA from the free end, the stiffness of the boring bar will increase. In addition, greater depth of cut and feedrate cause an increase in vibration response. However, increasing spindle speed tends to reduce the vibration response of the boring bar. In this study, it was found that Customized boring bar with DVA copper position 3 and cutting parameter 4 is a variation with the best vibration response reduction value of 73.52% in x-axis, 70.40% in y-axis, and 74.27% in z-axis. And all customized boring bar variations are able to reduce vibrations at 12 cutting parameter variations and cannot reduce vibrations at chatter frequencies above 425 Hz or with a feedrate variation of 0.15 mm/rev.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Boring Bar, Dynamic Vibration Absorber, Respon Getaran, Vibration Responses
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Talita Azalia Mukadar
Date Deposited:	31 Jul 2023 08:36
Last Modified:	31 Jul 2023 08:36
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/100124

Actions (login required)

View Item