형상적응형 냉각회로를 구비한 사출금형 및 히트 싱크를 가지는 절삭공구 (혹은 냉각 장치) 등과 같은 많은 응용 분야에서 기능성 경사 복합재(FGM)를 사용하여 필요한 강성을 약화시키지 않으면서 열전도 특성을 향상 시킬 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문에서는 M2 공구강과 Cu 간의 FGM 히트 싱크를 가지는 절삭 공구 제작을 위한 기초연구로, M2 와 Cu 를 각각 100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80, 0:100 wt% 비율로 사전에 혼합한 금속분말을 분말야금법으로 가압성형 및 소결 제작 하였다. 각 시편의 단면을 광학현미경으로 관찰하여 소결 상태를 분석하였으며, 열전도도, 비열 및 열팽창계수 등 열전달 관련물성을 측정하고 분석하였다.
In this work a dynamic cutting force model in ball end milling of inclined surface is introduced. To represent the complex cutting geometry in ball end milling of inclined surface, workpiece is modeled with Z-map method and cutting edges are divided into finite cutting edge elements. As tool rotates and vibrates, a finite cutting edge element makes two triangular sub-patches. Using the number of nodes in workpiece which are in the interior of sub-patches, instant average uncut chip thickness is derived. Instant dynamic cutting forces are computed with the chip thickness and cutting coefficients. The deformation of cutting tool induced by cutting farces is also computed. With iterative computation of these procedures, a dynamic cutting force model is generated. The model is verified with several experiments.
The technique of high speed machining is widely studied in machining field. Because the high efficiency and accuracy in machining can be obtained in high speed machining. Unfortunately the development of tool for high speed machining is not close behind that of machining tool. So in this study, we made 4 types flat end mill for obtaining data according to tool shape. Especially, we concentrated in helix angle and number of cutting edge. First we confirmed cutting condition by several experiments and measuring cutting force, tool life, tool wear and chip shape according to cutting length. In results, we acquired the fact that 45 degree helix angle and six cutting edge tool is suitable for high speed machining.
Inclined surface milling in the mould and die industries is one of the most commonly needed cutting process. For the variety and complexity of cutting characteristics in various cutting condition, it is difficult to select a optimal tool path orientation. Especially, when the cutting process becomes unstable, it induces self-exited vibrations, a frequent cause of poor tool life, rough surface finish, damage to the workpiece and the machine tool itself, and excessive down time. The comparative results through FFT analysis in this study provide a guideline for the selection tool path orientation.
It is presented in this study a new efficient intelligent machining strategy, which can be used to remove the uncut volume at the boundary region of curved surfaces caused by cutter interference. The geometric form definitions and recognition of topological features of the surface triangulation mesh are used to generate cutter paths along successive and interconnected steepest pathways, that minimize the cusp height left after flat end milling. In order to machine the uncut volume gradually, the z-map cutter centers are adjusted to avoid cutter interference for the 6 kinds of avoidance types. And then, the generative subsequent paths are sequenced to determine the second step cutter paths for the next uncut volume. For the 2 kinds of test models with convex and concave surface region, the implemented software algorithm is evaluated by investigating the residual swelling of uncut volume for each machining step.
In end milling process, undeformed chip thickness and cutting forces vary periodically with phase change of the tool. Recently, a model has been proposed to simulate the shear and friction characteristics of an up-end milling process in terms of the equivalent oblique cutting to this. In the current study, a down-end milling process has been replaced with the equivalent oblique cutting process. And shear and tool-chip friction characteristics variation of SM45C steel has been studied using the end-mills of different helix angles. The specific shear and friction energy consumed with helix angle of $50^{\circ}$ is somewhat larger than those of$30^{\circ}$ and $40^{\circ}$. The specific shear energy consumed is about 76-77% of the specific cutting energy regardless the helix angles.
Surface generation model of three types of endmills is introduced to analyse the cutting mechanism of an endmill more accurately. Superposition method is introduced to define the effective cusp including the effects of cutter mark. Through the comparison of three endmills, it is shown that the ball-nose endmill is superior to the ball endmill and the flat endmill for inclined milling process in 3-or 5-axis machining modes. By using the objective function minimizing the machining time, appropriate nose radius is selected for various cutter radiuses and cutter inclination angles.
Cutting forces in ball-end milling of slanted surfaces are calculated. The cutting area is determined from the Z-map of the surface geometry and current cutter location. The obtained cutting area is projected onto the cutter plane normal to the Z-axis and compared with cutting edge element location. Cutting force is calculated by integration of elemental cutting forces of engaged cutting edge elements. Experiments with various slanted angles were performed to verify the proposed cutting force estimation model. It is shown that the proposed method predicts cutting force effectively for any geometry including sculptured surfaces with cusp marks and surfaces with pockets and holes.
In this study, Machining fine shaft was examined by Lathe. method is proposed to control the thrust force to 0. through relationship between the cutting depth and the thrust force in turning, fine-shaft of less than 0.1mm diameter in turning is confirmed experimentally. also we propose practical expression to control thrust force in turning Through to change the approach angle, optimal tool design would be possible in turning.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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