Automatic monitoring of cutting process is one of the most important technology in machining. AE sensing technology has been applied to monitoring process and proved to be effective in detecting tool abnor- malities such as tool wear and fracture. In this experimental study. AE signals were detected from the tool holder for continuous and interrupted cutting, which obtained from changing workpice material configuration, under control of constant cutting speed from CNC lathe. From statistical and frequency analysis, the AE signals were analyzed to obtaining the characteristics of continuous and interrupted cutting conditions and tool failure. The Kurtosis values decreased but RMS voltages increased as the cutting speed increased, in both continuous and interrupted cutting. RMS voltage is suddenly increased but Kurtosis value is suddenly decreased when tool failure condition. Power spectrum density of AE signals when tool failure reaches extreme value around 0.065 cycles/ .mu. m.
최근들어 공작기계의 급속한 발전은 절삭작업의 자동화와 무인화를 가능하게 만들었으며 이에따라 절삭가공의 완전한 무인화를 실현하기 이해서는 절삭가공중 발생하는 각종 이상 상태를 in-process로 감시하고 검출하는것이 매우 중요하게 되었다. 이상상태는 절삭공구의 마모나 파손, 채터진동의 발생, 절삭가공에 방해를 주는 절삭칩등을 들수 있으며 이 같은 현상을 검출하기 위한 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 내식성,내마모성,내열성 및 기계적 성질이 우수하거나 절삭시 가공 경화성이 크고, 열 전도성이 불량하며, 공구재료와 응착이 쉬어 난색재로 알려지고 톱니형 연속칩이 주로 발생하는 STS304를 선택하여 절삭실험을 하였다. 절삭 조건에 따른 칩 형태를 관찰하여, 절삭조건과 절삭력을 이용하여 칩의 형태를 분류하였으며, 절삭가공중에 칩형태를 검출 할수 있는 가능성에 대하여 연구 하였다.
공작기계의 자동화 고속화에 의해 절삭 작업은 향상되고 있지만 선삭시 발생하는 연속형 고속형칩은 작업능률을 저하시킴으로 AE센서를 이용한 절삭 실험을 통하여 절삭 조건에 따른 AE 신호의 특징을 분석하고 칩과 관련된 신호특성을 분석결과 칩 형상에 가장 중요한 요인이 되는 것은 AE진폭 신호와 AE 에너지 신호였음을 확인하였으며, AE진폭 신호와 AE에너지 신호를 통계적 처리한 결과 에너지신호 보다는 진폭 신호의 첨도값이 선삭시 절삭특성을 잘 나타내 주고 있었으며, 비절삭에너지를 이용하여 절삭성능을 종합적으로 평가하였다.
연마재 워터젯을 이용하여 암반을 굴착하기 위해서는 노즐이 삽입되고 절삭하는 연속적 공정이 요구된다. 본 연구에서는 노즐이 삽입되기 위한 충분한 절삭 폭을 확보하기 위해 한 쌍의 연마재 워터젯 노즐을 이용하여 암석 절삭실험을 실시하였다. 한 쌍의 노즐형태와 위치에 따른 기하학적 변수에 따라 암석 절삭형상과 절삭 폭이 달라지는 것을 확인하였다. 정의된 기하학적 변수에 따라 절삭 깊이 및 폭을 측정하여 암반에 형성되는 절삭단면 형상을 분석하였다. 그 중 노즐 삽입이 가능한 기하학적 변수를 제시하고 현장적용 가능성에 대해 검증하였다.
열간단조후 절삭가공하여 냉간 성형가공하는 알루미늄 제품은 열간단조하면 재료가 연화되어 있어 절삭가공시 연속적인 칩이 발생하여 공구와 피삭재를 감고 회전함으로서 가공면 손상, 공구파손 및 작업자의 안전을 초래함에 따라 가공이 어려워 단지 절삭성 개선 목적만을 위해 중간공정으로 T4 열처리하여 절삭가공하고 다시 어닐링처리하여 냉간성형을 하고 최종열처리를 한다. 따라서 본 연구는 열간단조후 제품을 급냉시키면 용제화처리의 효과를 얻어 재료가 경화됨으로써 절삭성이 개선될 수 있다는 이론에 근거하여 T4 열처리를 대체할 수 있는 후처리 방법에 대해 연구하였다. 최적의 후처리방법을 구하기 위해 열간단조후 수냉과 공냉처리를 비교 분석하였고, 열간단조후 냉각처리까지 지연된 시간과 수냉과정에서의 유지시간에 따른 분석을 통해 최적의 작업조건을 선정하였다.
최근, 절삭가공 기술의 향상으로 공작기계의 자동화, 수치제어화가 되어 감에 따라 절삭가공 할때 생성되는 chip을 이용하게 처리할 수 있는 방법을 강구하는 것이 중요한 문제점으로 부각되고 있다. 절삭기계공장의 생산능률 및 합리화를 추진함에는 Chip의 원활한 처리법이 병행되지 않고는 단순히 공작기계의 개발, 개량만으로 해결되지 않는다고 본다. 절삭가공할 때 생성된 긴 chip이 공구와 공작물등에 감겨서 기물을 손상시킬 뿐만 아니라 Chip의 열로 인하여 공작물 또는 기계가 열변형을 받게 되는 경우가 있으므로 작업을 중지시켜서 작업원이 Chip 을 제거해야 할 번거러움 이 있다. 그러므로 chip 처리에 대한 연구보고는 Henriksen시대에서부터 시작하여 현재까지 많은 보고가 있다. 일반적으로 연속형 chip을 세단하는 방법으로는 불연속형 Chip법, 단속절삭법, 자동 절단촉진법 및 절단공구법으로 구분된다.
In order to calculate the maximum undeformed chip thickness in grinding operation, it is necessary to estimate the successive cutting point spacing. In the past it is obtained by experiments. In this paper, the average successive cutting point spacing has been estimated using the given grinding input conditions.
The subsequent recrystallizations technique, and experimental strain measurement method by use of recrystallization phenomena, has been successfully applied for the observation of machined surface plastic zones with equivalent plastic strain .epsilon. .geq. 0.5, 0.12 and 0.02 of type 304 stainless steel. The depth of the zone with .epsilon. .geq. 0.5 is very small, 10-15 .mu. m, while those with .epsilon. .geq. 0.12 are 100-200 .mu. m and 200-450 .mu. m, respectively. The depths increase with increasing depth of cut and with decreasing rake angle. The relation between the depth of the zones and the cutting paramenters is shown. The deformation state ahead of the quick-stop cut was also well visualized by the technique.
최근 절삭공정은 다량의 칩을 생성시킬 수 있는 고능률화를 지향하고 있으므로 공작기계의 능력을 충분히 이용하려면 고속 가공에 따른 칩처리 문제가 선결되어야 한다. 고속가공시 발생하는 연속형 칩은 공구의 마모를 촉진하고 제품의 표면에 흠집을 내기도 하며 절삭점 부근에 칩이 엉기는 경우 여러가지 트럭블을 일으키게 되므로 가공계의 무인화, 자동화를 가로막는 가장 큰 요소가 되고 있다. 본 연구에서는 방사온도계를 이용하여 각 가공에 있어서 칩 상태에 따른 방사온도계의 출력값을 검토한 후 퍼지추론을 통하여 실시간으로 칩상태를 판별할수 있는 알고리즘을 개발하여 실험을 통해 그 성능을 평가하였다.
공작기계와 절삭 공구의 발달로 고속 가공(high speed machining)의 도입이 가속화되고 있다. 고속 가공은 소재 제거율(MRR; material removal rate)을 향상시킴으로써 생산비용 및 생산 시간의 단축이 가능하며, 소경 공구를 이용한 고속 고회전 가공으로 고정밀 가공이 가능한 방법으로 생산 효율성 및 정밀성의 증대를 동시에 추구할 수 있는 가공 방법이다. 고속 가공에서 공구의 절입 및 퇴출 시에 급격한 절삭력의 변화로 인하여 공구의 파손(breakout) 및 칩핑(chipping)의 발생 가능성이 보다 높다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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