Simulasi Pemodelan Dan Analisa Respon Getaran Boring Bar Akibat Pengaruh Massa Dva Berbentuk Bola Pada Proses Boring

Pratama, Ricky (2022) Simulasi Pemodelan Dan Analisa Respon Getaran Boring Bar Akibat Pengaruh Massa Dva Berbentuk Bola Pada Proses Boring. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
02111740000143-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 1 April 2024.

Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Mesin bubut adalah salah satu mesin yang sering digunakan untuk pengerjaan logam pada suatu proses permesinan dalam dunia industri. Terdapat berbagai proses pada mesin bubut salah satunya adalah proses boring. Pada proses boring memiliki gangguan yang sering terjadi dan mempengaruhi proses hasil pengerjaan dengan getaran berlebih yang sering disebut chatter. Untuk mengatasi hal tersebut digunakan metode prediksi chatter vibration dan mekanisme Dynamic Vibration Absorber (DVA). Penelitian tugas akhir ini menggunakan simulasi pada software ANSYS harmonic response dan analisa respon getaran pada boring bar yang diberi Dynamic Vibration Absorber (DVA) dengan variabel besar massa bola pada kondisi pemotongan tipikal finishing. DVA terletak pada bagian depan boring bar yang dilubangi sebagai tempat peletakan DVA. Massa absorber didesain berbentuk bola berbahan stainless ball dan kekakuan absorber dari karet dengan variasi yaitu neoprene rubber dan natural rubber. Komponen sistem utama yang dianalisa pada penelitian ini adalah boring bar dengan pelubangan dibagian depan sebagai DVA dipasang yakni customized boring bar yang mana memiliki frekuensi natural 402 hz. Selain itu juga akan disimulasikan regular boring bar tanpa pengurangan diameter dengan diameter 30 mm dan panjang overhang 8 x D dimana memiliki frekuensi natural 386 hz. Frekuensi natural absorber didesain bervariasi dari 288 Hz – 357 Hz, yang mana memiliki nilai yang relatif sama dengan chatter frequency sebagai frekuensi eksitasi yang mana didapat dari 3 cutting parameter dengan variasi putaran spindle (N) = 320 rpm, 450 rpm, 720 rpm, depth of cut (d) = 0,25 mm dan 0,75 mm serta feed rate (f) = 0,1 mm/rev dan 0,5 mm/rev yakni 205 Hz, 250 Hz, 275 Hz, 325 Hz, 373 Hz dan 395 Hz. Benda kerja yang digunakan merupakan AISI 4340 dengan pemotongan diameter dalam 40 mm, sedangkan boring bar menggunakan maerial AISI 1045. Output dari penelitian ini adalah frequency response (bode diagram), stable plot, dan rekomendasi desain boring bar pada masing-masing cutting parameter tipikal finishing. Dari simulasi yang akan dilakukan desain boring bar dengan DVA mampu mengurangi chatter yang terjadi sehingga hasil dari proses permesinan menjadi lebih bagus jika dibandingkan dengan desain boring bar tanpa DVA. Penambahan DVA pada variasi boring bar menyebabkan bergesernya frekuensi natural variasi tersebut kesebelah kiri, namun memiliki efek mengurangi chatter terjadi pada frekuensi natural. Karet natural memiliki kemampuan peredaman yang lebih baik pada putaran mesin tinggi, sedangkan karet neophrene mampu meredam getaran pada putaran mesin yang lebih kecil dengan baik. Desain optimum pada proses permesinan boring tipe finishing yang terjadi pada semua parameter pemotongan adalah boring bar kustom dengan cavity 100 mm 2 DVA dengan karet neophrene. Desain ini mampu meredam getaran terhadap sumbu X sebesar 100%, pada sumbu Y sebesar 100% dan pada sumbu Z sebesar 100%. ==================================================================================================== The lathe is one of the machines that is often used for metalworking in a machining process in the industrial world. There are various processes on a lathe, one of which is the boring process. The boring process has disturbances that often occur and affect the work process with excessive vibration which is often called chatter. To overcome this problem, the chatter vibration prediction method and the Dynamic Vibration Absorber (DVA) mechanism are used. This final project research uses simulation on ANSYS harmonic response software and analysis of vibration response on boring bars that are given a Dynamic Vibration Absorber (DVA) with a large variable ball mass in typical cutting conditions of finishing. DVA is located on the front of the boring bar which is perforated as a place for placing the DVA. The absorber mass is designed in the form of a ball made of stainless ball and the stiffness of the absorber is made of rubber with variations of neoprene rubber and natural rubber. The main system component analyzed in this study is a boring bar with a hole in the front as a DVA installed, namely a customized boring bar which has a natural frequency of 402 Hz. In addition, regular boring bars will also be simulated without reducing the diameter with a diameter of 30 mm and an overhang length of 8 x D which has a natural frequency of 386 Hz. The natural frequency of the absorber is designed to vary from 288 Hz – 357 Hz, which has a value that is relatively the same as the chatter frequency as the excitation frequency which is obtained from 3 cutting parameters with variations in spindle rotation (N) = 320 rpm, 450 rpm, 720 rpm, depth of cut (d) = 0.25 mm and 0.75 mm and feed rate (f) = 0.1 mm/rev and 0.5 mm/rev namely 205 Hz, 250 Hz, 275 Hz, 325 Hz, 373 Hz and 395 Hz. The workpiece used is AISI 4340 with an inner diameter of 40 mm, while the boring bar uses AISI 1045 material. The output of this research is the frequency response (bode diagram), stable plot, and boring bar design recommendations for each typical finishing cutting parameter. From the simulation that will be carried out, the boring bar design with DVA is able to reduce the chatter that occurs so that the results of the machining process are better when compared to the boring bar design without DVA. The addition of DVA to the boring bar variation causes the natural frequency to shift to the left, but has the effect of reducing chatter occurring at the natural frequency. Natural rubber has better damping ability at high engine speed, while neophrene rubber is able to absorb vibration at lower engine speed well. The optimum design in the finishing type boring machining process that occurs in all cutting parameters is a custom boring bar with a cavity of 100 mm 2 DVA with neophrene rubber. This design is able to reduce vibrations on the X axis by 100%, on the Y axis by 100% and on the Z axis by 100%.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Boring Bar, Dynamic Vibration Absorber (DVA), Respon Getaran, Massa Bola.
Subjects: T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation
T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA355 Vibration.
Divisions: Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Ricky Pratama
Date Deposited: 15 Feb 2022 01:49
Last Modified: 15 Feb 2022 01:49
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/93710

Actions (login required)

View Item View Item