가공품 중에서 구멍가공이 차지하는 비율은 매우 높으며 또한 가공정밀도가 요구되어진다. 그러나구멍의 직경에 비하여 길이가 길어지면 칩의 배출, 절삭날부의 윤활이 어려워지고, 공구의 진동문제가있기 때문에 일반적인 가공으로는 불가능할 경우가 많다. 따라서 이에 적절한 가공방법은 고압력의 절삭유를 공급할 수 있는 공구를 이용하여 가공할 수 있으며, 그 대표적인 방법으로는 Spade Drill, Gun Drill, 및 BTA Dill에 의한 깊은구멍가공봅이다. 본 연구에서는 Single Tube BTA 드릴링 시스템에서 Single Edge BTA Drill을 사용 하여 깊은 구멍을 가공할 때 공작물 SM55C의 최적절삭 조건의 선정과 공구수명에 대하여 실험을 통하여 분석 하고자 하였다.
마모된 공구로 절삭을 할 때 공구가 받는 힘은 칩을 제거할 때 받는 칩 제거력과 프랭크 면에 작용하는 공구와 공작물 사이의 마찰력으로 나눌 수 있다. 칩제거력은 그 힘이 전단선의 길이와 비례함을 이용하여 계산하였고, 프랭크면에 작용하는 마찰력은 공구에 작용하는 공작물의 탄성력을 고려하여 계산하였다. 절삭력은 이 두 힘의 합으로 구해졌으며 이 계산된 힘은 실제 절삭을 하는 동안 얻어진 실험결과와 비교되었다.
In order to meet the industrial requirement, precision grinding with brush tool has been applied. To analyze the brush tool characteristics, several parameters including numbers of brush string installed in a single holder, depth of cut and brush length have been changed. Several data from various source were acquired using AE, acceleration and tool dynamometer during the process. Consistent results revealing certain trend with respect to each process condition were observed.
The tool overhang length affects tool deflection and chatter that should be reduced for machined surface quality, productivity and long tool lift. The shortest tool setting algorithm that uses a safe space is proposed and applied with simulation software in NC machining. The safe space in the coordinate fixed in the tool is computed by the virtual machining system that simulates NC machining by stock model, tool model and NC code. The optimal tool assembly that has largest diameter and shortest length is possible using the safe space. This algorithm has been applied over fifty companies for safe and rigid tool setting. The collision accident between holder and stock was reduced from 3 to 0 a year and the productivity was incensed about 15% by using faster feed rate acceptable for shorten tool length.
현대건설(주)는 사업 주관사로서 해외 업체와 대만고속전철 턴키 공사를 2000 년 1 월에 공동으로 수주하였다. 고속전철의 총 연장 길이는 약 326 km 이며, 정거장 10 개소, Depot 및 야적장으로 구성되어 있다. 이번에 수주한 공구는 2 개의 연속된 공구 (C230, C240) 이며, 본 논문은 총 연장 23.6km 인 C230 공구에 대한 설계 과정을 수록하였다. C230 공구는 NATM 터널 (6.2km), Cut-and-Cover 터널 (0.5km), 교량 (7.8km) 및 토공 구간 (9.1km)으로 구성되어 있다. 전 구간의 지반조건은 "매우" 취약한 매질로 구성되어 있으며, 층리나 절리는 거의 발달되어 있지 않다. 따라서 화약발파에 의한 터널 굴착은 기계식 굴착 (Back-hoe Excavation) 방법에 비하여 현실성이 없는 것으로 분석되었다. 취약한 지반에서 계측 결과를 기준으로 굴착 공간을 안전하게 유지할 수 있는 NATM 보강 설계가 현지 암반조건에 가장 이상적인 방법으로 제시되었다. 특히, NAT설계는 대형 아파트 지역과 파쇄대 및 지하수 침투 예상지역을 통과하기 위하여 계측에 의한 Feed-back 과정을 탄력적으로 적용하도록 계획하였다.
근골격계 질환은 부적절한 작업 자세, 중량물의 무리한 취급, 과도한 작업 부하 등과 같은 작업 환경 에서 기인한다. 현장의 대부분의 공구사용작업에 있어서, 쪼그려앉아서 작업하는 경우가 매우 빈번하게 발생한다. 본 연구에서는 쪼그려 앉은자세에서 사용하는 공구를 설계하는데 필요 요소인 악력의 최대치 를 조사하는 것을 목적으로 한다. 23세-29세의 남자 8명을 피실험자로 실험하였다. 실험모델로는 쪼그려 앉기에서 1) 0 .deg. 외전된 어깨와 정위치의 손목에서 어깨 굴곡이 180 .deg. , 135 .deg., 90 .deg. 와 45 .deg. 의 조합된 자세에서의 악력, 2) 0 .deg. 외전된 어깨와 정위치의 손목에서 팔꿈치 굴곡이 135 .deg. , 90 .deg. 와 45 .deg. 조합된 자세에서의 악력을 조사하였다. 조사결과 쪼그려 앉은 자세에서 어깨굴곡이 45 .deg. 인 자세에서 최대의 악력이 발휘되는 것으로 나타났으며, 인체부위 중에서 손너비, 손목둘레, 팔길이, 손두께, 팔꿈치-손목까지의 길이 등이 쪼그려 앉은자세와 깊은 상관관계가 있는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 이러한 경우를 대상으로 하여, 채터발생의 주원인이 공구가 되도록 돌출길이를 충분히 길게 한 상태에서 공구체결부에 점탄성재료를 삽입하고 채터진동 억제 효과를 검토하였다. 또한 점탄성 재료 삽입으로 인한 공구 고정부의 강성 및 감쇠의 변화를 공구고정부에 대한 유한요소해석(FEA) 및 충격실험 등을 수행 하여 알아보았으며, 정적 강성의 저하로 인해 안정절삭조건에서 발생할 수 있는 정밀 도저하를 검토하여 보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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