Publication: Investigation of vibration in micro milling with minimum quantity lubrication
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Muhammad Shaffiq Hussin | en_US |
dc.contributor.supervisor | Ali, Mohammad Yeakub, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Abd. Rahman,Mohamed, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Chowdury, Md. Sazzad Hossien, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-08T03:19:55Z | |
dc.date.available | 2024-10-08T03:19:55Z | |
dc.date.issued | 2020 | |
dc.description.abstract | Micro milling with minimum quantity lubrication (MQL) have the ability in reducing cutting temperature and prolongs the tool life. However, uncontrolled vibration, known as chatter remains as a critical issue in micro milling process especially with the presence of MQL. Thus, the main aim of this research is to analyse the vibrational signal produced by the various combination of micro milling and MQL parameters during machining in target to control and reduce the undesired chatter. High-precision CNC machine tool was used to machine the microchannels onto a copper workpiece with a 500 μm micro end mill tool which is lubricated using an MQL system. This research consists of two parts which are the preliminary investigation (1st part) and vibration investigation (2nd part). Preliminary experiment (1st part) determines and isolates the significant parameters towards the vibrational signal. During this part, spindle speed, depth of cut, feed rate, nozzle air pressure, and nozzle distance were used as the controlled parameters. The vibrational signal; spindle speed frequency (SSF) amplitudes, and overall amplitudes; were measured using an accelerometer and a data acquisition system. It was found that, the parameters which influence the vibrational signals were the spindle speed (20000 – 50000 rpm), depth of cut (20 – 50 μm), oil flow rate (3.75 – 11.25 ml/hr), nozzle air pressure (0.200 – 0.275 MPa), and nozzle direction (90 - 270°). These parameters were used as the controlled parameters in the vibration investigation (2nd part). In this 2nd part, Taguchi L16 was used to design the experimental run. The accelerometer and the data acquisition system were used to measure the SSF amplitudes and chatter amplitudes. Based on the amplitudes, chatter ratio were calculated and analyzed using signal-to-noise (S/N) ratio and analysis of variance (ANOVA). It was found that the nozzle direction and depth of cut has the highest influence on the chatter ratio followed by nozzle air pressure, spindle speed and oil flow rate. The optimum parameters for minimum chatter ratio (0.0104) were found to be 3.78 ml/hr oil flow rate, 0.275 MPa nozzle air pressure, 270° nozzle direction, 49.89 μm depth of cut, and 49959 rpm spindle speed. The developed model is found to be adequate since the percentage error is relatively small (≈ 7%). As a conclusion, chatter ratio is the best indicator compared to other amplitudes in determining the presence of chatter produced during micro milling process with MQL. | en_US |
dc.description.abstractarabic | يُعد الطحن الدقيق مع أدنى كمية من التشحيم (minimum quantity lubrication) ذو قدرة على تقليل درجة حرارة القطع وإطالة عُمر الأداة. ومع ذلك ، فإن الاهتزاز غير المنضبط ، والمعروف بإسم chatter ، لا يزال يُمثل مشكلة حرجة في عملية الطحن الدقيق خاصة مع وجود MQL . بالتالي ، فإن الهدف من هذا البحث هو تحليل الإشارة الاهتزازية التي تنتجها مجموعات متنوعة من عوامل الطحن الدقيق و MQL أثناء التشغيل وذلك للتحكم والتقليل من الاهتزاز غير المرغوب فيها. تم استخدام آلةCNC ذات الدقة العالية لصناعة قنوات دقيقة على قطعة نحاسية مع أداة ذات نهاية دقيقة تبلغ 500 ميكرون مشحمة باستخدام نظام MQL . يتكون هذا البحث من جزئين هما التحقيق الأولي (الجزء الأول) والتحقيق في الاهتزاز (الجزء الثاني). الاختبار الأول (الجزء الأول) يحدد ويعزل العوامل الهامة في إشارة الاهتزاز. خلال هذا الجزء ، تم استخدام سرعة الدوران وعمق القَطع ومُعدل التغذية وضغط هواء الفوهة ومسافة الفوهة كعوامل يتم التحكم بها. تم قياس كُلٍ من إشارة الاهتزاز، و اتساع تردد سرعة الدوران (spindle speed frequency) والسعة الكلية باستخدام مقياس التسارع ونظام الحصول على البيانات وقد وجدنا أن العوامل التي تؤثر على الإشارات الاهتزازية هي سرعة الدوران (20000 - 50000 دورة في الدقيقة) ، عُمق القطع (20 - 50 ميكرون) ، معدل تدفق الزيت (3.75 - 11.25 مليلتر/ ساعة) ، ضغط هواء الفوهة (0.200 - 0.275 ميجا باسكال) واتجاه الفوهة (90 - 270 درجة). تم استخدام هذه العوامل كعوامل مُتحكم بها في فحص الاهتزاز (الجزء الثاني). في الجزء الثاني ، تم استخدام Taguchi L16 لتصميم المدى التجريبي، و تم استخدام مقياس التسارع ونظام الحصول على البيانات لقياس إتساع تردد سرعة الدوران وسعة الاهتزاز. بناءً على نتائج السعات ، تم حساب نسبة الاهتزاز وتحليلها باستخدام نسبة الإشارة إلى الضوضاء و ANOVA. أظهرت النتائج أن اتجاه الفوهة له أكبر تأثير على نسبة الاهتزاز. تم التوصل إلى أن العوامل المثلى لنسبة الحد الأدنى للثرثرة (0.0104) هي 3.78 مليلتر/ ساعة لتدفق الزيت ، و0.275 ميجا باسكال لضغط هواء فوهة ، و 270 درجة لاتجاه الفوهة ، و 49.89 ميكرون لعمق القطع، و49959 دورة في الدقيقة لسرعة الدوران. تم التوصل إلى أن النموذج المطور مناسب لأن نسبة الخطأ صغيرة نسبيًا (≈ ٪7). في الختام ، فإن نسبة الاهتزاز تعتبر أفضل مؤشر مقارنة بالسعات الأخرى في تحديد وجود الاهتزاز الناتجة عن عملية الطحن الدقيق باستخدام MQL. | en_US |
dc.description.callnumber | t TJ 1225 M9522I 2020 | en_US |
dc.description.degreelevel | Master | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : Investigation of vibration in micro milling with minimum quantity lubrication /by Muhammad Shaffiq bin Hussin | en_US |
dc.description.identity | t11100418098MuhammadShaffiqBinHussin | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.nationality | Malaysian | en_US |
dc.description.notes | Thesis (MSMFG)--International Islamic University Malaysia, 2020. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xvi, 95 leaves : illustrations ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Master of Science (Manufacturing Engineering) | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7221 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2020 | en_US |
dc.subject.lcsh | Milling-machines | en_US |
dc.subject.lcsh | Milling-machines -- Vibration | en_US |
dc.title | Investigation of vibration in micro milling with minimum quantity lubrication | en_US |
dc.type | Master Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
Original bundle
1 - 2 of 2
Loading...
- Name:
- t11100418098MuhammadShaffiqBinHussin_24.pdf
- Size:
- 320.53 KB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- 24 pages file
Loading...
- Name:
- t11100418098MuhammadShaffiqBinHussin_SEC.pdf
- Size:
- 2.36 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- Full text secured file
License bundle
1 - 1 of 1