Pemodelan dan Analisis Reduksi Respon Getaran Akibat Pengaruh Geometri pada Boring Bar saat Proses Permesinan (Lathe Machine)

Arkana, Daffa (2023) Pemodelan dan Analisis Reduksi Respon Getaran Akibat Pengaruh Geometri pada Boring Bar saat Proses Permesinan (Lathe Machine). Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111940000185-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 September 2025. Download (34MB) | Request a copy

Abstract

Pada proses boring digunakan alat pemotong bermata tunggal yang disebut dengan boring bar. Ketika proses boring berlangsung terdapat kontak antara benda kerja dengan boring bar menyebabkan adanya getaran atau yang biasa disebut chatter, hal ini terjadi karena kecilnya nilai kekakuan pada boring bar. Dalam upaya meredam chatter yang terjadi, maka dilakukan analisis bentuk-bentuk boring bar pada proses boring. Pada penelitian tugas akhir ini dilakukan simulasi dengan menggunakan software ANSYS mengenai rancangan mekanisme boring bar dengan bentuk body yang berbeda guna mengetahui bentuk yang lebih baik dalam mereduksi getaran pada proses boring. Simulasi dilakukan pada model yang sebelumnya didesain menggunakan software Solidworks. Pada boring bar dengan material AISI 1045 memiliki diameter 32 mm dengan panjang 224 dan 256 mm atau L/D 7 dan 8. Variasi bentuk body boring bar yaitu berbentuk regular dan berbentuk tapered dengan taper ratio 0,7 dan 0,8 Boring Bar Tapered dengan taper ratio 0,7 membesar menjauhi pahat dari 32 mm menjadi 45,52 mm, sedangkan untuk Boring Bar tapered dengan taper ratio 0,8 membesar dari 32 mm menjadi 40 mm. Diberikan pula geometry dalam boring bar dengan memberikan dua jenis geometry dalam yaitu pejal dan hollow untuk ketiga bentuk body boring bar dengan diameter 20 mm. Serta simulasi ini dilakukan dengan variasi cutting parameter yaitu kecepatan spindle 375, 450, dan 600 RPM, variasi feed rate 0,06; 0,08; 0,10 mm/rev, dan depth of cut 0,2; 0,3 mm. Berlandaskan hasil simulasi, semakin besar kekakuan boring bar semakin besar pula kemampuan mereduksi getaran. Semakin besar taper ratio, frekuensi natural akan semakin rendah. Semakin besar rasio L/D maka semakin besar respon getaran yang dihasilkan. Tapered boring bar menghasilkan reduksi getaran ke arah aksial, tangensial, dan radial dengan nilai prsentase reduksi getaran yang hampir sama pada tiap sumbu. Dari penelitian ini didapatkan bahwa tapered boring bar dengan taper ratio 0,7 L/D 8 pejal merupakan variasi dengan nilai reduksi respon getaran tertinggi yaitu 76,45% pada sumbu-x, 79,1% pada sumbu-y, dan 80,38% pada sumbu-z. Variasi geometri bagian dalam boring bar pejal menghasilkan nilai reduksi respon getaran yang lebih baik dibandingkan variasi hollow, tetapi nilai reduksi respon getaran untuk kedua variasi tidak berbeda jauh.
==================================================================================================================================

In the boring process, a single-edged cutting tool called a boring bar is used. During the boring process, there is contact between the workpiece and the boring bar, which causes vibration known as chatter. This occurs due to the low stiffness value of the boring bar. In an effort to dampen the occurring chatter, an analysis of the forms of the boring bar is conducted in the boring process. In this final project research, simulations were performed using ANSYS software to evaluate the design of a boring bar mechanism with different body shapes in order to determine the most effective form for reducing vibrations in the boring process. The simulations were conducted on a model previously designed using Solidworks software. The boring bar, made of AISI 1045 material, has a diameter of 32 mm and lengths of 224 mm and 256 mm, resulting in length-to-diameter ratios of 7 and 8, respectively. The variations in the body shape of the boring bar include regular and tapered shapes with taper ratios of 0.7 and 0.8. The tapered boring bar with a taper ratio of 0.7 increases from 32 mm to 45.52 mm, while the tapered boring bar with a taper ratio of 0.8 increases from 32 mm to 40 mm. Two types of geometries, solid and hollow, were also applied to the boring bar with a diameter of 20 mm for all three body shapes. The simulations were conducted with variations in cutting parameters, including spindle speeds of 375, 450, and 600 RPM, feed rates of 0.06, 0.08, and 0.10 mm/rev, and depths of cut of 0.2 and 0.3 mm. Based on the simulation results, the larger the stiffness of the boring bar, the greater its ability to reduce vibrations. The larger the taper ratio, the lower the natural frequency. The larger the L/D ratio, the greater the vibration response produced. Tapered boring bars result in reduced axial, tangential, and radial vibrations, with nearly the same percentage of vibration reduction along each axis. From this research, it is found that a tapered boring bar with a taper ratio of 0.7 and a solid L/D ratio of 8 is the variation with the highest reduction in vibration response, namely 76.45% along the x-axis, 79.1% along the y-axis, and 80.38% along the z-axis. Geometric variations in the solid boring bar produce better vibration reduction values compared to the hollow variation, although the vibration reduction values for both variations are not significantly different

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Boring Bar, Geometry, Respon Getaran; Boring Bar, Geometry, Vibration Responses
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Daffa Arkana
Date Deposited:	03 Aug 2023 03:22
Last Modified:	03 Aug 2023 03:22
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/101054

Actions (login required)

View Item