Pemodelan Dan Analisa Respon Getaran Boring Bar Pada Internal Turning Akibat Pengaruh Variasi Jumlah Dan Jenis Karet Dva Pada Gaya Pemotongan Tipikal Finishing

MERDEKAWAN, NUGRAHA (2020) Pemodelan Dan Analisa Respon Getaran Boring Bar Pada Internal Turning Akibat Pengaruh Variasi Jumlah Dan Jenis Karet Dva Pada Gaya Pemotongan Tipikal Finishing. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
02111540000145-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only

Download (33MB) | Request a copy

Abstract

Proses permesinan pada mesin bubut merupakan salah satu bagian terpenting dalam dunia industri. Terdapat berbagai proses salah satunya adalah proses boring. Pada proses boring terdapat berbagai hal yang mempengaruhi hasil pengerjaan salah satunya getaran berlebih dan kecilnya nilai kekakuan pahat. Guna mengurangi hal tersebut digunakan metode prediksi chatter vibration dan mekanisme Dynamic Vibration Absorber (DVA). Penelitian tugas akhir ini mengenai simulasi pada software ANSYS dan analisa respon getaran pada boring bar yang diberi DVA dengan variabel kekakuan absorber diberbagai kondisi pemotongan tipikal finishing. DVA terletak pada bagian tepi overhang boring bar, massa absorber didesain berbentuk tube berbahan brass dan kekakuan absorber dari karet dengan variasi jumlah 2,3,4,5,6,7, dan 8 berbahan neoprene rubber dan natural rubber. Komponen sistem utama yang dianalisa pada penelitian ini adalah boring bar dengan pengurangan diameter dibagian depan sebagai tempat karet dipasang yakni customized boring bar, memiliki frekuensi natural 438 hz. Selain itu juga akan disimulasikan regular boring bar tanpa pengurangan diameter dengan diameter 25 mm dan panjang overhang 8 x D, memiliki frekuensi natural 407 hz. Frekuensi natural absorber didesain bervariasi dari 166 Hz – 408 Hz, yang mana memiliki nilai yang relatif sama dengan chatter frequency sebagai frekuensi eksitasi. Terapat 45 cutting parameter dengan variasi putaran spindle (N) = 920 rpm, 1250 rpm, 2000 rpm, depth of cut (d) = 0,1 mm, 0,2 mm, 0,3 mm, 0,4 mm, 0,5 mm dan feed rate (f) = 0,05 mm/rev, 0,1 mm/rev, dan 0,15 mm/rev yakni 166 Hz – 601 Hz. Benda kerja yang digunakan merupakan AISI 4340 dengan pemotongan diameter dalam 40 mm, sedangkan boring bar menggunakan material AISI 4140. Dari simulasi yang telah dilakukan, desain boring bar tanpa DVA memiliki daerah operasi stabil paling kecil dimana hanya mampu melakukan pengeboran stabil pada 6 cutting parameter (13%) dengan material removal rate 0,6 cm2/min – 2,5 cm2/min dan respon gerak boring bar terendah yakni 0,002 mm arah sumbu-x, 0,020 mm arah sumbu-y, dan 0,014 mm arah sumbu-z. Sedangkan desain boring bar dengan DVA dapat mampu melakukan pengeboran stabil pada 27 cutting parameter (60%) dengan material removal rate 0,6 cm2/min – 18,8 cm2/min dan respon gerak boring bar terendah yakni 0,000 mm arah sumbu-x, 0,006 mm arah sumbu-y, 0,003 mm arah sumbu-z, dan 0,082 mm pada mass ring arah sumbu-y. Boring bar dengan 8 natural rubber DVA merupakan desain dengan daerah operasi stabil paling besar. ========================================================= Machining process is one of important thing in industry. Boring process in lathe is one of them. In boring process many things affect result, few of them are excessive vibration and lack of stiffness in cutting tool. To minimize it, chatter prediction method and Dynamic Vibration Absorber (DVA) mechanism is carried in this final project. This final project is about simulation at software ANSYS and vibration responses analysis to boring bar attached DVA with number and types of rubber variation in finishing cut condition. DVA is on the tip of the boring bar’s overhang before tool insert, absorber mass designed as tubular ring called mass ring made out of brass and absorber stiffness made out of neoprene rubber and natural rubber with number variation 2,3,4,5,6,7, and 8. The main system in this project is boring bar with diameter cutback at the tip for DVA’s rubber to be placed called customized boring bar, it has natural frequency of 438 Hz. Beside that, regular boring bar that has 25 mm diameter and overhang length equal to 8 times diameter that has 407 hz natural frequency is also carried in this project. DVA’s natural frequencies are designed among 166 Hz – 408 Hz which has relatively the same value as chatter frequency. There is 45 cutting parameter carried in this project which has spindle rotation (N) = 920 rpm, 1250 rpm, 2000 rpm, depth of cut (d) = 0,1 mm, 0,2 mm, 0,3 mm, 0,4 mm, 0,5 mm and feed rate (f) = 0,05 mm/rev, 0,1 mm/rev, dan 0,15 mm/s that leads to 166 Hz – 601 Hz chatter frequency. The specimen used is AISI 4340 Steel with inner diameter 40 mm, while boring bar is made out of AISI 4140 Steel. From simulation, we get that boring bar’s design without DVA can do stable boring process at 6 cutting parameter (13%) with material removal rate only 0.6 cm2/min – 2.5 cm2/min, the smallest responses are 0.002 mm at X-Axis, 0.020 mm at Y-Axis, and 0.014 mm at Z-Axis. While boring bar’s design with DVA can do stable boring process at 27 cutting parameter (60%) with material removal rate 0.6 cm2/min – 18,8 cm2/min and smallest response 0.000 mm at X-Axis, 0.006 mm at Y-Axis, 0.003 mm at Z-Axis, and 0.082 mm at mass ring Y-Axis. Boring bar with 8 natural rubber DVA has the largest stable zone.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Boring Bar, Dynamic Vibration Absorber, Respon Getaran, Vibration Responses
Subjects: T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ1186 Metal-cutting tools.
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Nugraha Merdekawan
Date Deposited: 21 Aug 2020 03:01
Last Modified: 21 Aug 2020 03:01
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/79292

Actions (login required)

View Item View Item