Publication: An ultrasonic vibration device for micro electro-discharge machining
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Md Shohag Mollik | en_US |
dc.contributor.supervisor | Tanveer Saleh, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Muhammad Mahbubur Rashid, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Khairul Affendy Md Nor, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-08T03:18:15Z | |
dc.date.available | 2024-10-08T03:18:15Z | |
dc.date.issued | 2022 | |
dc.description.abstract | Micro-machining technologies have enjoyed a recent resurgence due to massive demands in many engineering, production and manufacturing sectors. Micro Electric Discharge Machining (μ-EDM) is one of the most popular techniques available to produce microscopic features and components for various industries. Micro electro-discharge machining (μ-EDM) uses electro-thermal energy from repetitive sparks generated between the tool and workpiece to remove material from the latter. This technique can ensure better machining performance in terms of reduced Heat Affected Zones and surface finishing. It also comes with inherent disadvantages such as high machining time, low material removal rate (MRR) and unstable machining. One of the bottlenecks of μ-EDM is the phenomenon of short circuits due to the physical contact between the tool and debris (formed during the erosion of the workpiece). To overcome these factors, vigorous flushing of dielectric fluid is performed. Adequate flushing of the debris can be achieved by applying low amplitude high-frequency vibration to the workpiece. The vibration aids in carrying away the debris accumulated in the spark-gap region. In this research, a novel design of an ultrasonic vibration fixture has been proposed. This fixture will facilitate vibration of the workpiece that is required to improve machining performance. Further enhancement of the design leads to better machining performance. System Identification helps to determine the nature of the system and model the input-output response. The oscillation of the system can be easily characterized and validated using System Identification. This study, however, shows that the application of vibration does not yield beneficial results for the μ-EDM for all the parametric conditions. The results of this study suggest that vibration-assisted μ-EDM becomes less effective as the discharge energy is increased (primarily by increasing the capacitor value of the RC pulse generator). Similarly, the reduction of the occurrence of the short circuit was profound when the low discharge energy level with low voltage and low capacitor setting of the RC Pulse generator was used. The overall scale of the overcut with various discharge energy and μ-EDM speed varied from 1μm/s to 11μm/s for the conventional μ-EDM process. At a low capacitor value (10 pF), ultrasonic vibration reduces tool wear by ~31%. As a result of using the ultrasonic vibration device, the average increase in MRR of ~ 46% was achieved across all voltage levels. | en_US |
dc.description.abstractarabic | تمتعت تقنيات الآلات الدقيقة بالانتعاش مؤخرًا بسبب الطلبات الهائلة في العديد من قطاعات الهندسة والإنتاج والتصنيع. تعد عملية التفريغ الكهربائي الدقيق (μ-EDM) واحدة من أكثر التقنيات شيوعًا المتاحة لإنتاج ميزات ومكونات مجهرية لمختلف الصناعات. تستخدم آلية التفريغ الكهربائي الدقيق (μ-EDM) الطاقة الكهروحرارية من الشرر المتكرر المتولد بين الأداة وقطعة العمل لإزالة المواد من الأخير. يمكن أن تضمن هذه التقنية أداء معالجة أفضل من حيث تقليل المناطق المتأثرة بالحرارة وتشطيب الأسطح. كما أنها تأتي مع عيوب متأصلة مثل وقت المعالجة المرتفع ، وانخفاض معدل إزالة المواد (MRR) والمعالجة غير المستقرة. إحدى اختناقات μ-EDM هي ظاهرة الدوائر القصيرة بسبب التلامس المادي بين الأداة والحطام (المتكون أثناء تآكل قطعة العمل). للتغلب على هذه العوامل ، يتم إجراء التنظيف القوي لسائل العزل الكهربائي. يمكن تحقيق التنظيف الكافي للحطام عن طريق تطبيق اهتزاز عالي التردد منخفض السعة على قطعة العمل. يساعد الاهتزاز في نقل الحطام المتراكم في منطقة فجوة الشرر. في هذا البحث ، تم اقتراح تصميم جديد لجهاز الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية. ستعمل هذه الوحدة على تسهيل اهتزاز قطعة العمل المطلوبة لتحسين أداء المعالجة. يؤدي التحسين الإضافي للتصميم إلى أداء تصنيعي أفضل. يساعد تعريف النظام على تحديد طبيعة النظام ونمذجة استجابة المدخلات والمخرجات. يمكن تمييز تذبذب النظام والتحقق من صحته بسهولة باستخدام "تعريف النظام". ومع ذلك ، تُظهر هذه الدراسة أن تطبيق الاهتزاز لا يسفر عن نتائج مفيدة لـ μ-EDM لجميع الظروف بالنسبة للمتغيرات. تشير نتائج هذه الدراسة إلى أن μ-EDM المدعوم بالاهتزاز يصبح أقل فعالية مع زيادة طاقة التفريغ (بشكل أساسي عن طريق زيادة قيمة المكثف لمولد نبض RC). وبالمثل ، كان الحد من حدوث ماس كهربائى عميقًا عند استخدام مستوى طاقة التفريغ المنخفض مع الجهد المنخفض وإعداد المكثف المنخفض لمولد RC Pulse. تباين الحجم الكلي للقطع الزائد مع طاقة التفريغ المختلفة وسرعة μ-EDM من (ثانية واحدة) 1μm / s إلى (احدى عشر ثانية) 11μm / s لعملية μ-EDM التقليدية. عند قيمة مكثف منخفضة (10 pF) ، يقلل الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية من تآكل الأداة بحوالي 31٪. نتيجة لاستخدام جهاز الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية ، تم تحقيق متوسط الزيادة في MRR بنسبة 46 ٪ تقريبًا عبر جميع مستويات الجهد. | en_US |
dc.description.callnumber | t TJ 1191.5 M72U 2022 | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : An ultrasonic vibration device for micro electro-discharge machining / by Md Shohag Mollik | en_US |
dc.description.identity | t11100480344MdShohagMollik | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.notes | Thesis (MSMCT)--International Islamic University Malaysia, 2022. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xv, 90 leaves : colour illustrations ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Master of Science (Mechatronics Engineering) | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7126 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2022 | en_US |
dc.subject.lcsh | Micro-electro discharge machining | en_US |
dc.subject.lcsh | Vibrators | en_US |
dc.title | An ultrasonic vibration device for micro electro-discharge machining | en_US |
dc.type | Master Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
Original bundle
License bundle
1 - 1 of 1