• 대한기계학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.424-432
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• 1989

본 연구에서는 정적절삭실험으로 결정될수 있는 절삭변수로 표현되는 동적 절삭력을 해석적으로 구한다. 이 모델은 3차원 절삭형태에도 적용될 수 있는 특성을 갖는다. 새로이 제안된 절삭 과정의 모델은 동적절삭상태에서 절삭력 합력의 변화를 고려한 절삭기구를 통해 이루어지며, 해석적으로 한계절삭폭을 구한다. 실험적 규명 은 채터진동이 발생하지 않는 한계절삭 공작물에 비해 공구의 강성이 상대적으로 적은 보링(boring)작업에서 발생하는 것을 대상으로 하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제8권1호
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• pp.116-129
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• 1991

A cutting force model for face milling operation using 3-directional specific cutting force coefficients is developed. The model is taken into consideration factors such as cutter geometry, machining conditions, spindle eccentricity, insert initial postion errors, etc. The simulated force in X, Y, Z directions from the model are subsequently compared with measured forces in the time and frequency domains. The simulated forces have a good agreement with measured forces.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.161-182
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• 2018

본 연구에서는 퇴적층 암석에서 픽 커터의 절삭성능을 평가하기 위하여 선형절삭시험을 수행하였다. 중국에서 채취된 Linyi사암과 역암을 모사한 콘크리트를 시험체로 사용하였다. 소규모 선형절삭시험장비를 이용하여 다양한 절삭조건하에서 절삭조건에 따른 커터작용력과 비에너지의 변화양상을 평가하였다. 커터작용력은 두 가지 재료 모두에서 압입깊이와 커터간격이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었고 재료의 강도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 반면 최대작용력과 평균작용력의 비율은 재료의 강도에 영향을 받기 보다는 재료의 구성 물질과 절삭특성에 영향을 받는 것으로 판단되었다. 절삭계수는 암석과 픽 커터의 마찰 특성에 영향을 받으나 절삭조건에는 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 따라서 절삭계수와 픽 커터 작용력의 합력방향에 따라 암석의 특성을 고려한 최적의 절삭각도를 선정해야 할 것으로 판단되었다. 한편 절삭조건에 따른 비에너지의 변화양상으로부터 최적 절삭조건을 규명하였다. 두 가지 재료에서 최적 s/p비는 2~4 범위로 도출되었고, 압입깊이가 증가함에 따라 비에너지는 감소하는 경향을 나타내었다. 본 연구의 결과는 픽 커터의 절삭메커니즘 규명을 위한 데이터베이스로 활용될 수 있으며, 픽 커터를 사용한 기계굴착장비의 설계에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제23권6호
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• pp.979-987
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• 1999

In a high precision vertical machining center, the estimation of cutting forces is important for many reasons such as prediction of chatter vibration, surface roughness and so on, and cutting forces are difficult to predict because they are very complex and time variant. In order to predict the cutting forces of end-milling process for various cutting conditions, a mathematical model is important and this model is based on chip load, cutting geometry, and the relationship between cutting forces and chip loads. Specific cutting force coefficients of the model have been obtained as interpolation function types by averaging farces of cutting tests. In this paper, the coefficients are obtained by neural network and the results of the conventional method and those of the proposed method are compared. The results show that the neural network method gives more correct values than the function type and that in teaming stage as the omitted numbers of experimental data increases the average errors increase.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.2048-2061
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• 1991

본 연구에서는 이와 같은 구비조건과 문제점들을 해소하기 위하여 Fig.1과 같 이 볼 엔드 밀링의 절삭성과 경제적 절삭 속도식을 실용식의 형태로 표현하여 절삭조 건의 최적화를 위한 구속조건으로 설정하였고, 이를 자유곡면의 절삭경로 산출과정에 서 구속조건을 만족하면서 부품당의 생산비를 최소로 하는 스핀들속도와 이송속도를 결정하는 데에 적용하였다. 그리고 이는 실험모형에의 적용예를 통해 계산시간과 정 확도 및 절삭효과 등에 있어서 실용화의 가능성을 검토하였다. 이때 절삭력계를 해 석 함에 있어서는 기하학적 절삭 파라미터들에 대해 무차원적으로 정의된 절삭작용 누 적계수(accumulating coefficient)들을 이용하여 절삭력계를 선형화 된 실용식으로 표 현하였으며, 절삭 상수들과 절삭작용 누적계수들의 선형적 표현에 의해 평균 절삭력계 를 계산한 후, 토크 패턴 모델에 의해 절삭력 집중비를 구함으로써 실 절삭계의 주변 력(peripheral force), 드러스트, 토크, 동력 등을 예측하였다. 또한 절삭속도의 결 정에 있어서는 경제적 절삭속도 예측모델을 설정하여 가공비를 최소로 하는 절삭속도 를 선정토록 하였다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.93-98
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• 2004

A reasonable analysis of cutting force in end milling may give much advantage to improvement of productivity and cutting tool life. In order to analyze cutting force, the cutting dynamics was modelled mathematically by using chip load, cutting geometry, and the relationship between cutting forces and the chip load. Specific cutting constants of the cutting dynamics model were obtained by average cutting forces, tool diameter, cutting speed, feed, axial depth, and radial depth of cut. The effects of the cutting conditions on the specific cutting force constants in milling were studied. The model is verified through comparisons of model predicted cutting forces with measured culling forces obtained from machining experiments

• 한국공작기계학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.1-9
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• 2004

For improvement of productivity and cutting tool lift, cutting force in end milling needs to be predicted accurately. In order to analyze cutting force, the cutting dynamics was modelled mathematically by using chip load, cutting geometry, and the relationship between cutting forces and the chip load. Specific cutting force coefficients of the cutting dynamics model were obtained by average cutting forces, tool diameter, cutting speed, fled, axial depth and radial depth of cut. The effects of the cutting conditions on the specific cutting force constants in milling were studied. The model is verified through comparisons of model predicted cutting forces with measured cutting forces obtained from machining experiments.

• 한국정밀공학회지
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• 제11권4호
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• pp.13-25
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• 1994

In order to design and improve a new machine tool, there is a need for a better understanding of the cutting force. In this paper, the computer programs were developed to predict not only the mean specific cutting pressure but also the cutting force. The simulated cutting forces in X, Y, Z directions resulted form the developed cutting force model were compared with the measured cutting forces in the time and frequency domains. The simulated cutting forces resulted from the new cutting force model have a good agreement with the measured force in comparison with these resulted from the existing cutting force model.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권10호
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• pp.75-82
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• 2019

Few studies have been conducted regarding theoretical turning force modelling while considering cutting constant. In this paper, a new cutting force modelling technique was suggested which considers the specific cutting force coefficients for turning. The specific cutting force is the multiplication of the cutting force coefficient and uncut chip thickness. This parameter was used for experimental modelling and prediction of theoretical cutting force. These coefficients, which can be obtained by fitting measured average forces in several conditions, were used for the formulation of three theoretical cutting forces for turning. The cutting force mechanism was verified in this research and its results were compared with each of the experimental and theoretical forces. The deviation of force was incurred by a small amount in this model and the predicted force considering feed rate, nose radius, and radial depth shows a physical behavior in main force, normal force, and feeding force, respectively. Therefore, this modelling technique can be used to effectively predict three turning forces with different tool geometries considering cutting force coefficients.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.132-132
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• 2016

기계 가공품의 정밀화, 경량화 요구로 난색재로 분류되는 비철분야 및 복합재 가공용 공구개발에 대한 수요가 급증하고 있으나, 기존 난삭재 가공 시 절삭공구의 마모가 빠르고, 상대재의 융착 불량 등이 공구 수명 감소의 주요 영향으로 보고된다. 상기문제를 해결하기 위해 절삭가공 공정 중 과다한 절삭유의 사용에 따른 가공비용, 에너지소모 증가, 환경오염 등으로 절삭유의 최소화 또는 절삭유를 사용하지 않는 표면처리기술등의 친환경 가공기술의 개발이 필요하다. 내융착 및 내마모 특성 향상을 위한 표면코팅 방법으로 수소가 포함되지 않은 고경도 비정질 카본 (ta-C)이 있으나, ta-C 코팅 막은 경도 30 - 80 GPa, 잔류응력 3 - 10 GPa 범위로 일반 경질 코팅 막 (AlTiN, TiSiCrN : 평균 3 GPa)에 비해 높고 산업적 활용이 가능한 0.5 - 1.5 um 두께 수준의 후막화가 힘들어 매우 우수한 절삭공구용 코팅 막 특성에도 불구하고 적용사례가 매우 적다. 따라서, 본 연구에서는 아크플라즈마 방식 (Filtered Cathode Vacuum Arc Plasma, FCVA)을 활용한 고경도/무수소 카본 코팅 막을 후막형태로 증착하여 비철금속가공용 절삭 공구류의 수명향상 기법을 제시하고자 한다. ta-C 코팅 막의 기초 공정개발 단계에서는 바이어스 전압, 공정시간을 달리하여 ta-C 코팅 막의 기계적 물성(경도: $50{\pm}3GPa$, 잔류응력: $6{\pm}1GPa$, 밀착력: 30N 이상 및 트라이볼로지 특성: 마찰계수 0.1 이하, 마멸량: $1.85{\times}10-14mm^3$)을 확보하여 절삭공구로의 공정실용화 적용검토를 실시하였다. ta-C 코팅 막은 (1) WC 공구 및 기존 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조에 대해 증착을 실시하였으며 코팅 막의 두께 변화에 따른 실제 절삭환경에서의 내수명 관측을 진행하였다. 시험결과, ta-C/WC의 단일막 구조인 절삭공구의 경우, 실제 절삭환경에서 쉽게 박리가 발생하여 코팅 막으로서의 효과를 나타내지 못하였다. 이는, 기초 공정개발 단계에서의 밀착력 기준이 실제 환경과 부합하지 않는 것을 의미하며 추후 공정개선을 통해 극복하고자 한다. 반면에, 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조의 절삭공구 대비 ta-C/TiAlN/TiN/WC 구조에서 내수명 증가는 약 2.5배 (기존 300회, 코팅 후 800회)로 증가하였으며 ta-C 코팅 막의 두께가 $0.6-0.8{\mu}m$일 때 최대치를 취한 후 감소하였다. 이를 통해, 절삭공구로의 ta-C 코팅 막 효과는 최외각 층의 두께 범위와 모재 강도보강을 할 수 있는 적절한 중간층 막 (TiN/TiAlN 층)이 혼합되어 나타난 것으로 사료되며 현재 산업계로의 적용을 위한 대량생산용 코팅장비의 개발 및 비용절감을 위한 공정개발이 진행 중이다.