• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1992.10a
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• pp.91-95
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• 1992

현재 대부분의 공작기계에서는 모터의 동력을 주축으로 전달하기 위해서 커플링, 밸트,기어 등을 사용하고 있지 만 주축이 고속회전할 수록 커플링 구동방법에서는 주축과 모터의 미스얼라인먼트에 의한 진동과 소음이 커지고 벨트 구동방법에서는 원심력에 의한 벨트 장력의 증가 및 벨트의 파손현상, 벨트와 풀리간의 미끄럼현상 등이 발생하며, 기거 구동방법에서는 기어간의 금속접촉에 의한 진동과 소음이 증대하게 된다. 본 연구에서는 모터내장형 주축의 동특성을 체계적으로 해석하기 위해서 유한요소모델을 도입하였다. 특히 공작기계 주축은 세장비가 비교적 작기 때문에 Timoshenko보 이론으로 모델화하였고, 여러장의 얇은 철심용 강판들도 적층된 내장형 모터의 회전부(rotor)는 굽힘변형 및 전단변형에 대해서 상당 수준의 강성효과를 나타내기 때문에 질량효과 외에도 그 강성효과를 수학적 모델에서 고려하였다, 또한 진동실험 결과로 부터 모터회전부의 강성특성을 규명하는 방법을 제시하였으며, 제안된 규명방법의 유용성은 모터내장형 주축에 대한 모드매개변수의 이론값과 실험값을 비교함으로써 입증하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.626-630
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• 1995

최근산업의 발달과 함께 제품의 생산성 및 품질 향상을 위하여 공작기계의 고속화 기술에 대한 연구가 머시닝센터를 중심으로 활발히 진행되고 있다. 공작기계의 고속화에 적합한 주축시스템으로는 모터내장형 주축(Built-in Motor Type Spindle)이 많이 응용되고 있으며, 앞으로더욱 수요가 증대될 것이 예상되어 독일, 일본 등의 선진국에서도 활발히 연구 개발이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 모터발열을 억제하기 위한 냉각방법으로 오일자켓 냉각방식을 채택하여 모터부에 자켓을 설치, 운전함으로써 모터내장형 주축에 대한 오일자켓냉각방식의 냉각특성을 알아보고, 또한 모터부의 오일자켓 냉각과 함께 몇가지 방법으로 공기냉각을 추가하였을 때의 냉각특성을 고찰하여 보다 효율적인 냉각방법을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1993.04b
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• pp.127-130
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• 1993

최근 산업의 발전과함께 부품가공의 고능률화와 고품위화에 대한 요구가 높아지고 있으며, 이를 위한 공작기계의 고속, 고정도화에 관한 많은 연구가 수행되고 있다. 그 중에서 주축의 고속, 고정도화에 대한 연구는 NC 공작기계의발달과 함께 꾸준히 연구되어 왔으며 윤활방식, 구동방법, 냉각방법 등에 대한 연구결 과들이 보고되고 있다. 또한 최근의 공작기계는 다기능화 개념에 의한 복합가공기능이많이 첨가되고 있는데, 이에따라 저속에서부터 고속에까지 넓은 범위에서 사용 가능한 주축의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 공작기계용 모타내장형 주축의 열특성에 관련된 성능특성을 파악하여 모타내장형 주축의 설계 및 제작에 관련된 기초자료를 제공하고자 한다. 이를 위해모타내장형 시험주축을 제작하고, 운전조건에 따른 모타 및 베어링에 서의 온도및 열분표를 측정하여이들의 열거동을 추적하고 열특성을 파악한다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1993.04b
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• pp.117-120
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• 1993

기게공업의 근간이라고 할 수 있는 공작기계산업은 첨단산업과 관련한 소재공업의 고도화에 따라 고속 고능률화 및 고정밀화 하여 가는 추세에 있으며 이에대한 성능향상 요구는 앞으로도 계속적으로 이어질것이다. 여기서 공작기계의 가공정밀도 및 가공 능률에 결정적인 영향을 주는 요소는 대부분 주축유닛트 부분이며 최근과 같이 고속 고정밀과 유연성을 추구하는 공작기계에서 주축 시스템이 수행하는 역할이란 매우 중요한 위치를 갖는다. 본 연구는 모터내장형 주축시스템에 관해 정.동적측면에서의 구조설계와 시제품에 대한 평가를 수행하여 활용측면에서의 신뢰성을 높일 수있도록 하는 것을 주요 내용으로 하였다. 즉 연구의 첫단계로서 정적인 측면에서의 구조설계를 하여 연구모델을 결정하였으며 다음단계로서 설정된 구조모델에 대해 유한요소 법(FEM)을 이용한 동적해석을 실시하고 실험해석에 의한 이론해석 과정의 수학적모델을 수정,보완한후 고속회전에서의 동적특성을 실제 현상에 가깝도록 예측하여 설계단계에서의 고속운전특성이 주축계의 동적안정성에 미치는 여러 영향등에 관해 고찰하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.841-845
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• 1995

In this study, a motor-integrated high-speed spindle system with .psi. 65mm*25,000rpm is developed by introducing the oil-jet lubrication method,ceramic angular contact ball bearing, a built-in motor and so on. And oil-jet lubrication experiments for evaluating the system performance are performed under various operation conditions. Especially, in order to establish the oil-jet lubrication conditions related to the development of a high-speed spindle system, the effects of oil supply rate and rotational spindle speed are investigated on the temperature rise, temperature distribution,motor current and so on.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.15 no.5
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• pp.59-64
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• 1998

In this study, a motor-integrated high-speed spindle system with $\psi$65mm $\times$ 25,000rpm is developed by introducing the oil-jet lubrication method, ceramic angular contact ball bearings, a built-in motor and so on. And oil-jet lubrication experiments fur evaluating the system performance are performed under various operation conditions. Especially, in order to establish the oillet lubrication conditions related to the development of a high-speed spindle system, the effects of oil supply rate and rotational spindle speed are investigated on the temperature rise, temperature distribution, motor current and so on.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.846-851
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• 1995

A motor-integrated high-speed spindle system with .psi. 65*25, 000rpm is modeled for analytical and experimental studies related to the dynamic characteristics. And the systematic and rational identification processes for evaluating the material properties of spindle and built-in motor is introduced. The impulse excitation method is applied for the experimental model testing, and the dynamic characteristics of test model is theoretically analysed by using the finite element method based on Timoshenko theory. Especially, the experimental and theoetical results reveal that the test model under the required operational conditions has no critical problem for dynamic characteristics.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.836-840
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• 1995

Recently, the motor-integrated spindle spindle systems have been used to simplify the machine tool structure, to improve the motion flexibility of machine tool, and to perform the high-speed machining. In this study, a static and dynamic analysis system for motor-integrated high-speed spindle systems is developed based on Timoshenko theory, finite element method and windows programming techniques. Since the system has various analysis modules related to static deformation analysis, modal analysis, frequency response analysis, unbalance response analysis and so on, it is useful in performing systematically the design and evaluation processes of motor-integrated high-speed spindle systems under windows GUI encironment.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.15 no.8
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• pp.11-16
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• 1998

Recently, the motor-integrated spindle systems have been used to simplify the machine tool structure, to improve the motion flexibility of machine tool, and to perform the high-speed machining. In this study, a static and dynamic analysis system for motor-integrated high-speed spindle systems is developed based on Timoshenko theory, finite element method and windows programming techniques. Since the system has various analysis modules related to static deformation analysis, modal analysis, frequency response analysis, unbalance response analysis and so on, it is useful in performing systematically the design and evaluation processes of motor-integrated high-speed spindle systems under windows GUI environment.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.14 no.2
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• pp.33-40
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• 1997

Recently, there are an increasing needs for high speed rotating spindle which is an important mechanical ele- ment for a high efficiency machine tool in order to shorten machining time and cut production costs. The heat gen- eration is the most important problem in the motor integrated spindle. In this study, the effects of temperature distribution and thermal behavior according to the oil-air lubrication and cooling conditions are investigate theo- retically and experimentally on the motor-integrated spindle under unloading condition. The experimental spin- dle system is composed with the angular contact steel ball bearings, oil-air lubrication, air or oil jacket cooling system. To analyze the thermal behavior and cooling characteristics for the motor integrated spindle, the analysis using the finite element method is carried out. The analytical results are compared with the experimental results.