SchematicviewofanUltrasonicMachine Bagian komponen mesin USM: Sistem sirkulasi slurry Feed mechanism untuk memberikan feed force ke bawah pada tool during machining Transducer yang menghasilkan getaran ultrasonik The horn atau concentrator, concentrator, yang mekanis menguatkan getaran dengan amplitudo yang diperlukan dari 15-50 um dan ccommodates the tool at di ujungnya.. •
•
•
•
Prinsip kerja Transducer USM adalag sebagai berikut: • Piezoelectric effect • Magnetostrictive effect • Electrostrictive effect
Berbagai bentuk Horn atau concentrator • Tapered atau kerucut • Exponential • Stepped
Aplikasi • Used for machining hard and brittle metallic alloys, semiconductors, glass, ceramics, carbides etc. • Used for machining round, square, irregular shaped holes and surface impressions. • Machining, wire drawing, punching or small blanking dies.
Keterbatasan • MRR rendah • Keausan pahat agak tinggi • kedalaman rendah dari lubang
SISTEM PEMESINAN USM
Yang terdiri dari magnetostrictor, concentrator, dan slurry magnetostrictor yang diberi daya pada frekuensi ultrasonic,yang menghasilkan small-amplitudo getaran (getaran kecil), getaran kecil seperti itu diperbesar menggunakan constrictor (mekanika amplifier).
The USM Process and Systems
Magnetostrictor USM
Transducer dibuat bermagnet dengan arus searah, sinusoidal berubah pemanjangan maksimum diperoleh di dalam magnetostrictor panjangnya l sama dengan separuh panjang gelombang
Parameter penting yang mempengaruhi capaian USM korelasi antara alat , material benda kerja, material abrasif, kondisikondisi pengerjaan dengan mesin, dan USM
Mechanisms of Material Removal in USM and its modelling dg = db = db = μ =
grit diameter local spherical bulges have a uniform diameter μdg2 abrasive is characterised
Skema representasi dari grit abrasif
Interaksi antara grit, workpiece dan tool
2x = diameter contact zones is circular in nature and is characterised by its ‘’. δw = The indentation depth in the work material is characterized.
Material Removal per abrasive grit
Dari gambar di atas
Sehingga Material Removal
n = saat waktu (moment time) f = Frekuensi getaran alat
δt = The indentation depth in the work material is characterized.
Total impulse on the tool τ = time of indentation Fmax = the maximum indentation force per abrasive σw = The flow strength of work material
Interaksi antara grit , workpiece dan tool untuk menggambarkan deformasi workpiece dan tool
Back to page 11
Perubahan posisi alat akibat getaran ultrasonik dari tool
A dg = volume of abrasive slurry of one grit thickness is A = total surface area of the tool facing the workpiece n =The number of grits
Total volume :
concentration of abrasive grits in the slurry (C) :
Selanjutnya lekukan akan berbanding terbalik dengan flow strength:
dengan menggabungkan , ‘F’ Persamaan menjadi:
Sehingga MRR USM:
Atau MRR USM identik dengan:
Parameter proses dan beberapa efek Paramameter proses pada USM adalah sebagai berikut: • Amplitude of vibration (ao) – 15 – 50 μm • Frequency of vibration (f) – 19 – 25 kHz • Feed force (F) – related to tool dimensions • Feed pressure (p) • Abrasive size – 15 μm – 150 μm • Abrasive material – Al2O3 - SiC - B4C - Boronsilicarbide - Diamond • Flow strength of work material • Flow strength of the tool material • Contact area of the tool – A • Volume concentration of abrasive in water slurry – C
Effect of machining parameters on MRR
1.
Kaca sedang dimesin pada MRR of 6 mm3/min oleh bahan abrasif Al2O3 , diameter grit 150 μm. jika 100 μm grits yang digunakan, berapa MRR yang terjadi?
2.
Untuk masalah di atas, dari seting awal frekuensi meningkat dari 20 kHz sampai 25 kHz. Tentukan MRR yang baru.
3.
Dari soal no 1, feed force meningkat 50% seiring dengan penurunan konsentrasi sebesar 70%. Apa yang akan menjadi efek pada MRR?.
SOLUTIONS TO THE PROBLEMS
Soln. to Prob. 1
SOLUTIONS TO THE PROBLEMS ( continues)
Soln. to Prob. 2
Soln. to Prob. 3
