Purnomo, Anzelmus (2021) Analisis Gaya Potong Pada Pembubutan Baja AISI 1018 Dengan Metode Elemen Hingga. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
02111640000139-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Download (3MB) | Preview |
Abstract
Proses pembubutan merupakan pemakanan benda kerja yang berputar oleh pahat yang bergerak secara translasi atau sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja . Terdapat beberapa parameter dalam proses pembubutan yang akan mempengaruhi hasil akhir dari benda kerja. Salah satu indikator untuk menganalisa hasil pemotongan adalah besar gaya potong yang dihasilkan. Penulis berinovasi untuk melakukan uji simulasi numerik dengan metode elemen hingga sebagai perbandingan hasil dari hubungan parameter – parameter pemotongan terhadap hasil gaya potong yang dihasilkan. Rumusan masalah penilitian yaitu: bagaimana pengaruh parameter – parameter dalam proses pemotongan terhadap besar gaya potong yang akan dihasilkan, dan bagaimana distribusi gaya potong untuk tiap sumbu aksial, tangensial, dan juga radial.
Dalam penelitian ini simulasi pemotongan benda kerja oleh pahat ini dirancang dengan melihat komponen-komponen penting dalam proses pemotongan dalam sistem bubut. Perancangan tersebut menggunakan SOLIDWORKS 2019. Kemudian, hasil perancangan disimulasikan menggunakan metode elemen hingga dengan software ANSYS 18.0: Explicit Dynamic. Metode meshing yang dilakukan yaitu dengan uniform sebesar 1 mm. Penentuan geometri benda kerja adalah silinder berdiameter 24 mm dan tinggi 20 mm dengan menggunakan material AISI 1018 dan penentuan geometri pahat menggunakan single point cutting tool dengan menggunakan material High Speed Steel. Tahapan pada penelitian ini adalah proses pemodelan 3D benda kerja dan pahat, simulasi menggunakan explicit dynamic pada software elemen hingga, meshing, set up, dan analisa hasil. Hasil yang akan dianalisa pada penelitian ini adalah hasil besar gaya potong yang akan dihasilkan. Dari gaya yang didapat melalui simulasi maka pengaruh parameter pembubutan seperti rake angle dan feed rate terhadap gaya potong yang dihasilkan dapat dibandingkan dan dianalisa.
Dari penelitian kali ini didapatkan bahwa rake angle dan feed rate memengaruhi gaya potong yang dilakukan selama proses turning. Semakin besar rake angle yang digunakan maka gaya potong yang terjadi dalam proses turning akan semakin kecil. Sebaliknya, semakin besar feed rate yang digunakan maka gaya potong yang terjadi dalam proses turning akan semakin besar. Selain itu didapatkan juga besar gaya potong pada sumbu aksial adalah yang terbesar, diikuti dengan gaya tangensial, dan gaya potong terkecil terjadi pada sumbu radial. Error yang didapat dari perbandingan sesuai hasil simulasi dengan hasil eksperimen kurang dari 20%. Besar error ini dapat diakibatkan oleh beberapa factor, antara lain yaitu : perbedaan penentuan titik gaya potong yang diamati, mechanical properties dari pahat yang berbeda, dan bias juga karena penggunaan meshing yang kurang tepat.
=====================================================================================================
The turning process is the infusion of a rotating workpiece by a tool that moves in translation or is parallel to the rotating axis of the workpiece. There are several parameters in the turning process that will affect the final result of the workpiece. One of the indicators to analyze the cutting results is the amount of cutting force generated. The author innovates to perform numerical simulation tests with the finite element method as a comparison of the results of the relationship between cutting parameters and the resulting cutting force. The formulation of the research problem is: how the parameters in the cutting process affect the amount of cutting force to be generated, and how is the distribution of the cutting forces for each axial, tangential, and radial axis.
In this study, the simulation of cutting the workpiece by the chisel is designed by looking at the important components in the cutting process in the lathe system. The design uses SOLIDWORKS 2019. Then, the design results are simulated using the finite element method with ANSYS 18.0: Explicit Dynamic software. The meshing method used is a uniform of 1 mm. The determination of the workpiece geometry is a cylinder with a diameter of 24 mm and a height of 20 mm using AISI 1018 material and the determination of the geometry of the tool using a single point cutting tool using High Speed Steel material. The stages in this study are the 3D modeling process of workpieces and chisels, simulation using explicit dynamic in finite element software, meshing, set up, and analysis of results. The results to be analyzed in this study are the results of the large cutting force that will be generated. From the force obtained through the simulation, the effect of turning parameters such as rake angle and feed rate on the resulting cutting force can be compared and analyzed.
From this research, it was found that the rake angle and feed rate affect the cutting force during the turning process. The greater the rake angle used, the smaller the cutting force that occurs in the turning process. Conversely, the greater the feed rate used, the greater the cutting force that occurs in the turning process. In addition, it is also found that the cutting force on the axial axis is the largest, followed by the tangential force, and the smallest cutting force occurs on the radial axis. The error obtained from the comparison according to the simulation results with experimental results is less than 20%. The magnitude of this error can be caused by several factors, including: differences in the determination of the observed cutting force points, the mechanical properties of different tools, and the bias is also due to the use of inaccurate meshing.
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Uncontrolled Keywords: | Orthogonal Turning, Rake Angle, Feed Rate, Finite Element |
| Subjects: | T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA347 Finite Element Method T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ1186.B5 Metal-cutting tools--Design and construction. |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | Anzelmus Marcellius Hartanto Purnomo |
| Date Deposited: | 12 Mar 2021 02:06 |
| Last Modified: | 22 Apr 2024 04:23 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/84136 |
Actions (login required)
 |
View Item |