i
PRESTASI PERKAKAS PEMOTONG KARBIDA BERSALUT SEMASA PENGISARAN INKONEL 718 DALAM KEADAAN KUANTITI
PELINCIR MINIMUM
MOHD SHAHIR BIN KASIM
TESIS YANG DIKEMUKAKAN UNTUK MEMPEROLEH IJAZAH DORTOR FALSAFAH
FAKULTI KEJURUTERAAN DAN ALAM BINA UNIVERSITI KEBANGSAAN MALAYSIA
BANGI
ii
PENGAKUAN
Saya akui karya ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali nukilan dan ringkasan yang setiap satunya telah saya jelaskan sumbernya.
3 Mac 2014 MOHD SHAHIR KASIM
iii
PENGHARGAAN
Setinggi tinggi kesyukuran tak terhingga kepada Allah S.W.T dengan limpah rahmatnya memberikan keizinan dalam menyiapkan kajian ini. Jutaan terima kasih yang tidak terbalas kepada penyelia utama, Prof. Dr. Che Hassan Che Haron atas bimbingan, nasihat dan bantuan dalam menjayakan kajian ini. Tidak dilupakan, penyelia bersama Prof. Dr. Jaharah Abdul Ghani yang telah banyak membantu dari segi pandangan hala tuju ujikaji dan penulisan.
Penulis ingin mengucapkan ribuan terima kasih kepada Universiti Teknikal Malaysia Melaka, Universiti Kebangsaan Malaysia di atas peruntukan peralatan dan bantuan teknikal dan kewangan terutamanya Kementerian Pengajian Tinggi melalui peruntukan penyelidikan UKM-GUP-BTT-07-25-171. Begitu juga kepada pegawai sains dan juruteknik makmal pembuatan bahan termaju Jabatan Mekanik dan Bahan dan rumah haiwan; En. Rohaizat, En. Rosli, En. Faizul, En. Faizal, En. Rusli dan En. Zaki. Ucapan penghargaan kepada PPS dan CRIM terutamanya kepada Allahyarhamah Pn. Aisyah yang telah banyak berjasa membantu dari segi pentadbiran, semoga Allah S.W.T mencucuri rahmat kepada Almarhumah. Terima kasih kepada staf urusetia siswazah, Fakulti Kejuruteraan Alam Bina terutamanya kepada En. Munawar dan Pn. Normah. Sekalung penghargaan kepada Perpustakaan Tun Sri Lanang dan staf dalam penyediaan bahan rujukan. Terima kasih juga saya ucapkan kepada sahabat; En. Amri, En. Zaid, En. Gusri, En. Yanuar, En Yasir dan Pn. Siti Haryani dalam memberi cadangan dalam kesempurnaan ujikaji ini.
Ucapan jutaan terima kasih tidak ternilai kepada Ibunda dan Ayahanda tersayang Hamidah Bte. Hj Hashim dan Kasim Bin Jasin yang sentiasa mendoakan di sepanjang pengajian ini. Terima kasih kepada isteri tercinta, Normah Othman, dan anak-anak; Muhammad Sharifuddin, Nur Shakirah dan Muhammad Shamil keatas pengorbanan, kesabaran dan dorongan semangat. Semoga Allah S.W.T membalas jasa baik kalian. Terakhir sekali diharapkan semoga tesis ini memberi manfaat kepada sesiapa sahaja demi kebaikan umat.
iv
ABSTRAK
v
CUTTING PERFORMANCE OF COATED CARBIDE TOOL IN HIGH SPEED END MILLING OF AGED INCONEL 718 UNDER
MINIMUM QUANTITY LUBRICATION CONDITION
ABSTRACT
vi
KANDUNGAN
Halaman
PENGAKUAN ii
PENGHARGAAN iii
ABSTRAK iv
ABSTRACT v
KANDUNGAN vi
SENARAI JADUAL x
SENARAI RAJAH xii
SENARAI SINGKATAN xxi
SENARAI SIMBOL xxiii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Penyataan Masalah 3
1.3 Objektif Kajian 6
1.4 Skop Kajian 6
1.5 Sumbangan Ilmu 7
1.6 Organisasi Tesis 7
BAB II KAJIAN KEPUSTAKAAN
2.1 Pengenalan 9
2.1.1 Asas proses pengisaran 10
2.1.2 Penilaian prestasi proses pengisaran 13 2.1.3 Kesan laju pemotongan terhadap hayat mata-alat, daya 14
dan kemasan permukaan terpotong
2.1.4 Kesan kadar suapan terhadap kekasaran permukaan 15 2.1.5 Kesan kedalaman pemotongan terhadap kekasaran 15
permukaan
2.1.6 Pemesinan kelajuan tinggi (HSM) 16
2.1.7 Mata-alat pemotong untuk pemesinan Inkonel 18
vii
2.2 Bahan Mata-Alat Perkakas 21
2.2.1 Mata-alat salutan karbida 21
2.3 Bahan Inkonel 24
2.3.1 Pengkelasan Inkonel 25
2.3.2 Kebolehmesinan Inkonel 26
2.4 Pemesinan Pelinciran Kuantiti Minimum (MQL) 28
2.5 Reka Bentuk Ujikaji 33
2.5.1 Proses pengoptimuman 33
2.5.2 Metodologi permukaan sambutan (RSM) 35
2.5.3 Analisis Regresi 36
2.5.4 Analisis ANOVA 37
2.5.5 Penggunaan RSM dalam proses pengoptimuman dan 39 pemodelan
2.5.6 Pembinaan model matematik 39
2.6 Prestasi Mata-Alat dan Mekanisma Haus 41
2.6.1 Haus rekatan 46
2.6.2 Haus geseran 46
2.6.3 Haus lelasan 47
2.6.4 Haus pengoksidaan 47
2.6.5 Haus resapan 47
2.7 Keutuhan Permukaan 48
2.7.1 Tekstur permukaan 50
2.8 Daya Pemotongan 52
2.9 Pembentukan Serpihan 55
2.10 Ringkasan 56
BAB III METODOLOGI PENYELIDIKAN
3.1 Pendahuluan 60
3.2 Bahan Ujikaji 63
3.2.1 Mata-alat 63
3.2.2 Benda-kerja (Inkonel 718) 65
3.3 Peralatan 68
3.3.1 Kelengkapan untuk mesin 68
3.3.2 Kelengkapan untuk ukuran data ujikaji 68
3.3.3 Kelengkapan untuk analisis 71
3.3.4 Kelengkapan untuk persiapan sampel 76
3.4 Persediaan Ujikaji Pemesinan 78
viii
3.4.2 Prosedur pemesinan 81
3.4.3 Sistem penyejukan 83
3.4.4 CNC mesin 85
3.4.5 Pengukuran kekasaran 87
3.4.6 Pengukuran daya 88
3.4.7 Pengukuran metalurgi permukaan 89
3.5 Analisis RSM 89
3.5.1 Reka bentuk Box-Behnken 89
3.5.2 Analisis Varians (ANOVA) 92
3.6 Pengesahan 95
BAB IV KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN
4.1 Pengenalan 96
4.2 Hayat Mata-Alat Bersalut 97
4.2.1 Analisis varians bagi jangka hayat mata-alat
menggunakan kaedah RSM 98
4.2.2 Pembangunan model matematik untuk jangka hayat
bagi mata-alat karbida bersalut PVD 99
4.3 Kekasaran Permukaan 105
4.3.1 Analisis varians bagi kekasaran permukaan 107 4.3.2 Pembangunan model matematik kekasaran permukaan 108
4.4 Daya Pemotongan 121
4.4.1 Analisis varians bagi daya pemotongan alat 124 4.4.2 Pembangunan model matematik untuk daya paduan bagi 125
mata-alat karbida bersalut PVD
4.5 Pengomptimuman Parameter Pengisaran Menggunakan 130 Kaedah Rsm
4.5.1 Pengoptimuman jangka hayat mata-alat 132
4.5.2 Pengoptimuman kekasaran permukaan 132
4.5.3 Pengoptimuman daya pemotongan 134
4.5.4 Pengoptimuman objektif berbilang sambutan 135 pengisaran menggunakan mata-alat
4.6 Kesahan Model Bagi Sambutan Berbilang 137
4.7 Ragam Kegagalan 141
4.7.1 Bopeng dan penyerpihan 147
4.7.2 Haus rusuk 149
4.7.3 Haus takuk 153
4.7.4 Pengepingan 155
ix
4.8 Mekanisma Haus Mata-Alat Berkabida 160
4.8.1 Haus Geseran dan Lelasan 160
4.8.2 Haus Rekatan 162
4.8.3 Retakan lesu mekanikal 165
4.9 Perubahan Struktur Mikro 166
4.10 Pembentukan Serpihan 172
4.10.1 Perbezaan bentuk serpihan 175
4.10.2 Perbezaan permukaan serpihan 177
4.10.3 Kesan haus pada pembentukan serpihan 178
4.10.4 Kekerasan mikro serpihan 182
4.11 Model Lokasi Berlakunya Pembentukan Bopeng 183
4.11.1 Pengesahan model matematik 188
4.12 Ekonomi Pemesinan 191
BAB V KESIMPULAN DAN CADANGAN
5.1 Kesimpulan 197
5.2 Cadangan Kajian Pada Masa Hadapan 199
RUJUKAN 200
x
SENARAI JADUAL
No. Jadual Halaman
2.1 Komposisi Inkonel mengikut gred 24
2.2 Sifat aloi Inkonel 718 25 2.3 Faktor-faktor yang dikaji oleh pengkaji terdahulu ketika 58
pengisaran Inkonel 718 3.1 Geometri mata-alat sisip karbida 64
3.2 Kandungan dan Sifat Mekanik dan Fizik sisip mata-alat 64
tungsten karbida 3.3 Kandungan bahan benda-kerja Inkonel 718 67
3.4 Sifat-sifat fizikal Inkonel 718 67
3.5 Sifat mekanik Inkonel 718 pada suhu berbeza 67
3.6 Keadaan pemotong berubah 79
3.7 Keadaan pemesinan tetap 80
3.8 Kekerasan Inkonel sebelum dan selepas rawatan panas 82
3.9 Reka bentuk matriks Box-Behnken untuk 4 faktor 91
4.1 Hayat mata-alat mata bebola bagi pengisaran Inkonel 718 97
4.2 Analisis varian bagi jangka hayat mata-alat 98
4.3 Ralat antara nilai anggaran dan sebenar jangka hayat mata-alat 99
4.4 Keputusan kekasaran permukaan 106
4.5 ANOVA bagi kekasaran permukaan 108
4.6 Nilai kekasaran permukaan 109
4.7 Pengukuran daya pemotongan, daya suapan, daya tusukan 123
dan daya paduan 4.8 ANOVA bagi daya paduan 124
xi
4.10 Sasaran kriteria bagi mencari sambutan optimum 131 4.11 Penentuan optimum untuk jangka hayat 132 4.12 Pengoptimuman untuk kekasaran yang rendah 133 4.13 Daya yang dicadangkan bagi memenuhi objektif daya
yang rendah 134
4.14 Parameter penyelesaian optimum yang dicadangkan 136 4.15 Perbandingan kesan optimum individu dengan optimum
berbilang 136
4.16 Perbandingan pengiraan daya paduan jangkaan dengan ujikaji 141 sebenar 4.17 Kos mata-alat dalam ujikaji semasa 192 4.18 Kos mata-alat oleh pengkaji terdahulu 193 4.19 Produktiviti dalam pengisaran Inkonel semasa 193 4.20 Produktiviti dalam pengisaran Inkonel oleh pengkaji terdahulu 194 4.21 Kos bagi setiap pemesinan 100 cm3 Inkonel 718 196 4.22 Kos bagi setiap pemesinan 100 cm3 Inkonel 718 197
xii
SENARAI RAJAH
No. Rajah Halaman
2.1 Faktor yang mempengaruhi pemboleh ubah bersandar output
pemesinan Inkonel 718. 10
2.2 Keadaan ketika operasi pemotongan dan terminologi 11 2.3 Haus rusuk melawan masa pada laju pemotongan yang berbeza 14 2.4 Julat pemotong berkelajuan tinggi mengikut jenis bahan 17 2.5 Perbandingan antara pemesinan konvensional dan HSM 17
terhadap suhu yang terjana
2.6 Kelebihan salutan TiAlN/AlCrN berbanding salutan lain 23 2.7 Hubung kait antara suhu Inkonel dan kekerasan Vickers 27
2.8 Susunan skematik MQL 31
2.9 Kedudukan nozel dan hubungan dengan arah suapan 32
2.10 Hubung kait korelasi pearson 36
2.11 Progresif berlakunya kegagalan sesuatu mata-alat pemotong 42 2.12 Pertumbuhan haus rusuk tipikal ketika proses pemesinan logam; 44
(a) haus rusuk melawan masa pemotongan (b) haus rusuk
melawan jarak pemotongan
2.13 Gambar SEM bentuk sabit pada permukaan pengisaran 51 2.14 Perbezaan ketinggian juring antara (a) 0° dan (b) 15°, dengan fz 51
dan ap 0.2 mm
2.15 Daya yang terhasil melalui pelbagai strategi pengisaran; 53 (a) pengisaranhujung rata menaik (b) pengisaran hujung rata
menurun (c) daya pengisaran celah paksi x dan y (d) daya pemotong dan tangen untuk pengisaran celah
2.16 Komponen daya yang terlibat ketika pengisaran hujung dengan 54 satu mata-alat; (a) pemotongan menaik (b) pemotongan menurun 2.17 Kesan kadar pembuangan bahan terhadap hayat mata-alat 59
[image:12.595.104.504.150.783.2]xiii
3.1 Carta-K untuk ujikaji pengisaran Inkonel 718 61 3.2 Diagram skematik keseluruhan ujikaji dan penemuan 62
3.3 Mata-alat bebola TiAlN/AlCrN 63
3.4 Skema rawatan panas penuaan 66
3.5 Perbezaan sebelum dan selepas rawatan panas penuaan berganda 66
3.6 Kawalan berangka berkomputer DMC 635 V Eco 68
3.7 Mikroskop pembuat mata-alat 69
3.8 Pengukur kekasaran permukaan 70
3.9 Penguat cas berjenama Kistler model 5070A dengan jumlah 70 8 saluran
3.10 Paparan daya tiga paksi melalui perisian DynoWare 71
3.11 Mikroskop imbasan elektron (SEM) 72
3.12 Mikroskop pelbagai tekanan imbasan elektron (VPSEM) 72
3.13 Pengukur kekerasan Rockwell 73
3.14 Alat penguji mikro kekerasan 74
3.15 Set kamera berkelajuan tinggi 75
3.16 Pengesahan nilai keterpancaran 0.19 dengan membandingkan 76 dengan termometerinfra-merah
3.17 Proses untuk pemotongan sampel; (a) pemotongan berlian 77 mikro jitu (b) pelarasan sampel kepada kedudukan yang
dikehendaki
3.18 Proses lekap panas spesimen bagi persiapan melihat struktur 77 mikro; (a) mesin lekap panas (b) spesimen yang sudah dilekap
panas
3.19 Mesin canai dan gilap; (a) canai secara automatik (b) canai secara 78 manual
3.20 Kedudukan benda-kerja dan pemotong sewaktu proses pengisaran 80 3.21 Kemasukan data ke dalam mesin dalam mod MDI; (a) paparan 81
xiv
3.22 Pemeriksaan jajaran pada mata-alat sebelum memulakan ujikaji; 82 (a) pemeriksaan jajaran jejari (b) pemeriksaan jajaran paksi
3.23 Alat yang digunakan untuk menentukan datum benda-kerja 83 (a) pengeset paksi bermagnet untuk paksi Z (b) pencari pinggir
untuk paksi x dan y
3.24 Kawalan denyutan diset untuk menghasilkan 50 ml/jam 84
3.25 Kedudukan nozel MQL 84
3.26 Kedudukan mata-alat ketika proses ukuran yang terdedah 86 kepada ralat bacaan
3.27 Keadaan mata-alat bebola ketika proses ukuran; (a) keadaan 87 ketika keadaan baik; (b) keadaan ketika berlaku haus
3.28 Ukuran kekasaran permukaan dilakukan di lokasi rambang 88 selari dengan larian suapan
3.29 Set penguat cas berbilang saluran 88
3.30 Box-Behnken kawasan reka bentuk untuk 3 faktor 90 3.31 Set jumlah ujikaji untuk 4 faktor yang mengandungi subset 92
3 faktor
4.1 Perbezaan antara nilai ujikaji dan model untuk jangka hayat 101 mata-alat
4.2 Kebarangkalian berlaku kegagalan mengikut peringkat haus 102 takuk pada pelbagai kedalaman pemotongan paksi, ae
4.3 Diagnostik plot untuk model jangka hayat; (a) plot normal reja 103 (b) plot jarak Cook (c) plot nilai anggaran melawan nilai ukuran 4.4 Hubung kait antara faktor terhadap jangka hayat mata-alat; 104
(a) laju pemotongan (b) kadar suapan (c) kedalaman pemotongan paksi (d) kedalaman pemotongan jejari
4.5 Kesan laju pemotongan, Vc dan WOC, ae terhadap prestasi 105 mata-alat
xv
4.7 Plot Diagnostik untuk kekasaran permukaan; (a) plot normal 111 Reja (b) plot jarak Cook (c) plot nilai anggaran melawan
nilai ukuran
4.8 Perbandingan antara keputusan kekasaran ujikaji dan model 111 dengan nilai purata ralat sebanyak 3.8 %
4.9 Interaksi antara faktor terhadap kekasaran permukaan; 113 (a) faktor fz melawan Vc (b) faktor ap melawan Vc (c) faktor ae
melawan Vc (d) faktor ap melawan fz (e) faktor ae melawan fz (f) faktor ae melawan ap
4.10 Pengukuran kekasaran permukaan yang berselerak sepanjang 114 Masa pemotongan dengan nilai purata pengukuran Ra 0.274 µm
(Vc = 100 m/min, fz = 0.15 mm/gigi, ap = 0.5 mm, ae = 0.66 mm) 4.11 Rajah skematik menunjukkan kesan kekasaran permukaan 115
Bukan disebabkan oleh haus takuk
4.12 Permukaan sampel kesan ketika mata-alat mengalami haus 116 rusuk pada ujikaji No. 16
4.13 Kesan haus rusuk pada permukaan mesin 116
4.14 Gambar SEM menunjukkan kesan suapan pada permukaan 117 ujikaji No. 16 yang menghasilkan purata Ra sebanyak 0.363 µm
4.15 Hubung kait kesan pusingan mata-alat ke atas kekasaran 118 permukaan; (a) geometri pusingan mata-alat (b) kesan tanda
suapan pada laluan mata-alat
4.16 Kesan geometri mata-alat dan kadar suapan terhadap kekasaran 120 permukaan; (a) kekasaran berbeza pada laluan pemotongan
(b) kesan WOC terhadap jarak dedahan pemesinan
4.17 Kesan lelasan tiga tubuh; (a) mekanisma koyakan permukaan 121 di mana partikel karbida melelas permukaan. (b) kesan butiran
karbida terhadap permukaan
4.18 Daya pemotongan ketika pengisaran Inkonel 718 di mana 122 Vc = 120 m/min, fz = 0.15 mm/gigi, ap = 0.75 mm dan ae =
1 mm (a) daya keseluruhan pemotongan yang direkodkan (b) daya yang terjana pada setiap satu pusingan mata alat
4.19 Diagnostik plot untuk model daya paduan 127
xvi
4.21 Interaksi antara WOC dan kadar suapan terhadap daya paduan 129 4.22 Kesan interaksi antara kedalaman paksi dan jejari terhadap daya 129
paduan
4.23 Kesan laju pemotong terhadap daya 130
4.24 Maksimum jangka hayat yang boleh dicapai melalui kombinasi 132 parameter ujikaji No. 5
4.25 Kekasaran minimum (0.15 μm) boleh dicapai melalui kombinasi 133 No.3
4.26 Rajah lerengan menunjukkan kombinasi parameter yang terbaik 135 dengan sambutan daya paduan paling minimum (144 N)
4.27 Rajah bar menunjukkan skala kadar kehendak objektif bagi 137 memenuhi kehendak kolektif
4.28 Jangka hayat mata-alat 3 ujikaji dengan ralat sebanyak 26.5%, 138 23.8% dan 31.3%
4.29 Pengukuran kekasaran spesimen dengan purata Ra1 0.274 µm, 139 Ra2 0.248 dan Ra3 0.261 berbanding nilai jangkaan 0.262 µm
4.30 Taburan histogram untuk kedua dua set ujikaji 140 4.31 Kekasaran permukaan untuk kesahan ujikaji No. 10. 140 4.32 Daya yang terhasil ketika memesin Inkonel 718 pada parameter 141
optimum No. 10
4.33 Haus takuk melawan masa memotong 143
4.34 Mod kegagalan yang berlaku sepanjang hayat mata-alat. Ujikaji 144 No. 7 di mana Vc = 140 m/min, fz = 0.15 mm/gigi, ap = 0.75 mm dan ae = 0.2 mm
4.35 VB3 melawan mod kegagalan pada WOC berbeza 146 4.36 Zon kritikal menunjukkan berlaku kegagalan apabila bacaan 147
VB3 memasuki nilai zon kritikal
4.37 Kegagalan bopeng pada mata bebola. 148
4.38 Pandangan sisi mata-alat ujikaji No. 21, keadaan haus yang 149 berbeza mengikut zon, permukaan halus pada zon laju rendah
xvii
4.39 Laju pemotongan efektif, Vceff pada setiap peringkat 150 Kedalaman pemotongan
4.40 Kesan kedalaman mata-alat, ap terhadap kelajuan efektif 152 pemotongan
4.41 Perbezaan antara kadar kecerunan berbeza, ujikaji No. 18 153 berbanding ujikaji No. 26, semakin landai kecerunan maka
lebih luas jarak berlaku haus
4.42 Pembentukan BUE lebih besar pada garisan DOC 154 4.43 Suhu maksimum yang direkodkan ketika pemotongan adalah 154
521°C
4.44 Pengepingan yang berlaku pada permukaan sadak 155 4.45 Kesan daya dan aliran serpihan terhadap pengempingan; 157 (a) pandangan atas mata-alat (b) keratan rentas kawasan haus
Takuk (c) pusingan mata-alat yang menghasilkan daya maksimum (d) kesan daya berulang-ulang kepada ikatan butir
4.46 Keadaan mata-alat yang mengalami mod retak 158
4.47 Mata-alat patah dari pandangan atas 158
4.48 Keratan rentas bahagian haus takuk yang mengalami kegagalan 159 Patah (a) serpihan Inkonel 718 yang melekat pada haus takuk
pada sampel No. 25 (b) sebahagian serpihan pada permukaan sadak pada sampel No. 15
4.49 Gambar SEM menunjukkan kesan lelasan berlebihan yang 160 membentuk haus takuk pada permukaan pinggir. Min 9.46,
ujikaji No. 25 (Vc = 120 m/min, fz = 0.15 mm/pusingan, ap = 0.75 mm, dan ae = 1 mm)
4.50 Analisis kesan lelasan pada mata-alat; (a) keratan rentas PVD 161 salutan berkabida pada kawasan haus takuk (b) analisis EDAX
kesan lelasan kawasan haus takuk (c) analisis EDAX pada permukaan rusuk
4.51 Mekanisma geseran menjadikan terbentuknya BUE; 162 (a) pembentukan BUE di kawasan kelajuan tinggi
(b) pembentukan BUE di kawasan kelajuan rendah
xviii
4.53 Sisa Inkonel yang merekat pada permukaan sadak. Ujikaji 164 No. 14. Vc = 120 m/min, fz = 015 mm/gigi, ap = 0.75 mm dan
ae = 1 mm
4.54 Kesan lelasan terhadap salutan. Ujikaji No 4. Vc = 120 m/min, 164 fz = 015 mm/gigi, ap = 0.75 mm dan ae = 1 mm
4.55 Retakan pada permukaan sadak, pada 4000 x pembesaran. Ujikaji 165 No. 24. (Vc = 140 m/min, fz = 0.1 mm/gigi, ap = 0.75mm dan
ae = 1mm)
4.56 Perbezaan perubahan struktur mikro pada ujikaji No. 25 167 (Vc = 120 mm/min, fz = 0.2 mm/gigi, ap = 1 mm, ae = 1 mm);
(a) selari dengan suapan (b) serenjang dengan pergerakan suapan
4.57 Kesan haba yang tertumpu pada kawasan DOC 168 4.58 SEM struktur mikro hasil dari proses pengisaran 168 4.59 Contoh pengukuran kekerasan mikro (HV0.2) bagi ujikaji 169
No. 13
4.60 Kesan laju pemotongan terhadap kekerasan-mikro 170
4.61 Kesan laju pemotongan terhadap suhu 170
4.62 Kesan kadar suapan terhadap kekerasan-mikro 171
4.63 Kesan WOC terhadap kekerasan-mikro 171
4.64 Pembentukan serpihan melalui simulasi dan ujikaji. Spesimen 172 No. 15 (Vc = 120 m/min, fz = 0.1 mm/gigi, ap = 0.75 mm dan
ae = 1.8 mm)
4.65 Struktur mikro untuk serpihan. Ujikaji No. 13 (Vc = 140 m/min, 173 fz = 0.15 mm/gigi, ap = 0.75 mm, ae = 1.8 mm)
4.66 Pembentukan serpihan ketika pemotongan mata bebola 174 (a) Bentuk serpihan yang meruncing pada ekor. Ujikaji No. 22
(Vc = 140 m/min, fz = 0.15 mm/gigi, ap = 1 mm, ae = 1 mm) (b) pergerakan pusingan dan lelurus serentak dalam
pembentukan serpihan
4.67 Kesan kedalaman jejari dan paksi dalam pembentukan geometri 175 serpihan
4.68 Perbezaan antara kedua dua bahagian serpihan dari ujikaji 176 No. 14; (a) permukaan bebas (b) permukaan serpihan yang
xix
4.69 Perbezaan nisbah serpihan bergerigi dengan ketebalan 177 mengikut laju mata-alat
4.70 Ketebalan dan ke dalam gerigi tidak konsisten di sepanjang 177 serpihan. Ujikaji No. 22. Nisbah purata 0.5 (Vc = 140 m/min,
fz = 0.15 mm/gigi, ap = 1 mm dan ae = 1mm)
4.71 Bentuk serpihan pada pelbagai peringkat pemesinan. Ujikaji 178 No. 1 (Vc = 100 m/min, fz = 0.15 mm/gigi, ap = 0.75 mm
dan ae = 0.2 mm)
4.72 Pembentukan rusuk adalah kesan haus takuk kelihatan pada 179 pembentukan serpihan
4.73 Gambar berkelajuan tinggi (60 bingkai/saat) menunjukkan 180 pembentukan serpihan ketika pusingan mata-alat dalam
keadaan haus takuk yang berbeza; (a) peringkat awal (b) peringkat pertengahan (c) peringkat akhir
4.74 Perbezaan jumlah serpihan berkembar di akhir hayat mata-alat; 181 (a) pada WOC kecil membentuk serpihan yang tirus (b) pada
WOC besar membentuk serpihan berbentuk separa bunga lawang
4.75 Serpihan yang hancur 182
4.76 Kesan pelekuk terhadap permukaan Inkonel 718; (a) kekerasan 182 ujikaji No. 13 668 HV0.1 (b) kekerasan ujikaji No. 22 645
HV0.1
4.77 Perbezaan kekerasan (dalam unit HV0.1) ditunjukkan melalui 183 saiz pelekuk yang terbentuk pada sampel ujikaji No. 13
4.78 Pandangan atas persisian pengisaran menunjukkan tatanama yang 184 berkaitan dengan pembangunan model
4.79 Simulasi yang menunjukkan kedudukan daya tertinggi ketika 185 mata-alat berpusing
4.80 Unjuran keratan rentas kawasan serpihan mengikut pusingan 185 mata-alat
4.81 Pandangan atas serpihan yang terbentuk menunjukkan kawasan 186 mengalami daya maksimum ketika pusingan mata-alat
4.82 Pandangan satah keratan rentas C-C’ (kawasan sentuhan 186 mata-alat maksimum) menunjukkan tatanama yang berhubung
xx
4.83 Perbezaan pengiraan dan ujikaji terhadap pengiraan sudut 188 berlakunya penyerpihan
4.84 Kesan kedalaman pemotongan terhadap daya tangen dan daya 189 paduan
4.85 Ujian No. 5, pengiraan kedudukan bopeng pada 30.71° (0.8%) 190 dan garisan DOC pada 31.79° (1.5%). Vc = 100 m/min,
fz = 0.15 mm/gigi, ap = 75 mm, ae = 1.8 mm, Ft = 340 N
xxi
SENARAI SINGKATAN
2FI Interaksi 2 faktor
AMS Spesifikasi bahan aeroangkasa
ANN Rangkaian neural buatan
ANOVA Analisis varian
BUE Pinggir terbina
CCD Rekabentuk gubahan memusat
CNC Kawalan berangka berkomputer
CuCl2 Kuprik klorida
CVD Pengendapan wap kimia
DOC Kedalaman pemotongan paksi, ap (mm)
EDAX Spektroskopi serakan–tenaga x-ray
FEM Kaedah unsur terhingga
HCL Asid hidroklorik
HRB Kekerasan rockwell skala b
HRC Kekerasan rockwell skala c
HSM Pemotongan berkelajuan tinggi
HV0.2 Kekerasan vickers pada bebanan 200 gf
MAZ Zon terkena mesin
MDI Kemasukan data manual
MRR Kadar isipadu bahan dibuang (mm3/min)
MQL Pelincir kuantiti minimum
N Newton
PVD Pengendapan wap fizikal
R2 Pekali penentuan
R2
tlrs. Pekali penentuan terlaras
RPM Pusingan per min
RSM Metodologi permukaan sambutan
SEM Mikroskop imbasan elektron
SG Struktur ira
SSE Hasil tambah kuasa disebabkan oleh ralat
xxii
SST Hasil tambah kuasa dua jumlah
TRS Edaran kekuatan pecah
VPSEM Mikroskop pelbagai tekanan imbasan elektron
WC Tungsten karbida
xxiii
SENARAI SIMBOL
°C Darjah Celsius
ae Kedalaman pemotongan jejari (mm)
ap Kedalaman pemotongan paksi (mm)
apmaks Kedalaman maksimum pemotongan paksi
C Harga pelincir ($/ml)
Ct Kos mata alat ($)
Cl Kos pelincir ($)
Co Kobalt
Cu Kos keseluruhan mata alat dan pelincir ($)
D Diameter
Deff Diameter efektif
fz Kadar suapan (mm/gigi)
Fr Daya paduan
Ft Daya tangen
Fx Daya pemotongan
Fy Daya suapan
Fz Daya tusukan
g Gram
GPa Giga pascal
kg Kilogram
l Liter
h Ketinggian juring
H0 Hipotesis nul
H1 Hipotesis alternatif
Κ Ketebalan maksimum serpihan
KT Haus kawah
L Kadar penggunaan pelincir setiap min (l/min)
Ln Logaritma yang berasaskan e
Lv Jumlah pelincir diperlukan dalam pemotongan (l)
m Meter
xxiv
mm Milimeter
M Harga setiap mata alat ($/unit)
n Jumlah pinggir memotong pada setiap sisip mata alat
N Pusingan mata alat per minit
Pn Lokasi titik n
Q Kadar isipadu bahan dibuang (mm3/min)
Qn Sukuan n
Qs Isipadu bahan dibandingkan (cm3)
Qt Jumlah isipadu bahan dibuang (mm3)
Qtn Isipadu bahan dibuang (mm3/sisip)
r Jejari
reff Jejari efektif
R2 Pengkal penentu
Ra Kekasaran permukaan purata arimatik
Rp Jumlah titik memusat
tl Hayat mata alat
tv Jumlah mata alat diperlukan
VB1 Haus rusuk sekata
VB3 Haus rusuk setempat / haus takuk
Vc Laju pemotongan (m/min)
Vceff Laju pemotongan efektif
Vf Kelajuan suapan (mm/min)
Xn Faktor kuantitatif tidak bersandar
Y Sambutan / respons
Z Jumlah sisip setiap mata alat
μm Mikrometer
γ Sudut tangen
λ Sudut berlaku pemotongan
θbop Sudut berlakunya bopeng
θdoc Sudut garisan doc
θfmax Sudut lokasi berlaku daya tangen maksimum
θinit Sudut permulaan pemotongan
