미니컴퓨터와 디짓틸 상관법을 이용하녀 이상적인 아나로그 씨스템의 주파수 응답을 구하고 그 결과를 이론치와 비교하여 디짓탈 데이타 처리방법의 타당성을 검증하였다. 또한 이 방법을 실제로 복잡한 절삭중의 공작기계의 주파수응답 ㅕㄹ정에 적용하여 이때 야기되는 문제점을 검토하고 그 해결방안을 제시하였다. 또한 제 절삭 조건하에서 얻어진 주파수응답 함수로부터 공작기계의 아버 및 시편의 길이, 절삭 속도, 절삭깊이, 피이드율에 따른 공작기계 구조동력학의 변화를 규명하였다.
공작기계를 설계하거나 이의 경제적인 사용을 위해서는 가장 기본적으로 절삭력의 예측이 필요하며, 절삭력의 예측 정밀도를 향상 시키기 위해서는 공작기계의 구조동력할(machine tool structural dynamics) 과 공구와 공작물 간의 절삭 작용에서 발생되는 동적인 거동 즉 절삭동력학(cutting dynamics)에 대한 이해가 선행되어야 한다. 또한 기계의 구조적 특성과 절삭작용의 특성이 포함된 절삭력을 적절한 센서에 의하여 측정하여 이를 분석함으로서 기계의 구조적 특성이나 절삭작용에 대한 특성을 파악할 수 있다. 본 강연은 동절삭력 모델의 유도 과정과 이 모델을 이용하여 절삭력을 예측한 결과를 정절삭력 모델 및 절삭시험 결과와 비교 하고 절삭력을 활용하여 공구상태의 파악, 절삭상태의 파악, 공작기계의 경제적 이용방법에 활용하는 예를 소개하고자 한다.
지동 및 음향분야의 발달과 더불어 가청주파수 이상의 초음파에대한 연구가 여러분야에 걸쳐 다양하게 많은 학 자들에 의해진전되어 왔다. 이중에서 실용적인 초음파 장치가 처음으로 등장한 것은 1921년경 프랑스의 랑지방 (P. Langevin)에 의해 만들어진 초음파측심기라고 전해지고 있다. 당시 사용된 진동자는 두 장의 금속원판 사이에 수정을 샌드위치 형태로 만든것으로써 랑지방형 진동자라고 한다. 최근 각종기계의 경량화, 고도화, 고성능화가 요구 되면서 고인성, 고내열성, 고경도 등의 특성을 갖는 재료를 가공함에 있어서 저동력 및 고정밀도가 요구되고 있다. 본 연구에서는 선삭가공에서 초음파발생기에서 보낸 초음파신호를 초음파 진동혼의 설계에 의한 진폭을 증가시켜 사각형 단면을 갖는 양단자유지지 굽힘진동 공구홀더의 공진조건을 초음파 진동절삭 가공시스템에 적용시키는데 목표를 두며 또한 초음파 진동절삭을 적용시켰을 때의 절삭 특성을 규명하기 위하여 선정된 절삭조건으로 선삭할 때 발생하는 절삭분 력 및 표면거칠기를 측정하고 분석하여 그 결과로부터 절삭특성을 해석코자 본 연구를 수행하였다.
이 연구는 테이퍼진 가공물이 동적 절삭상태에서 가지는 한계절삭깊이의 예측을 위한 이론 및 실험적 방법을 논하였다. 절삭 모델은 Usui-Hirota(1)가 제안한 것을, 가공물의 형상은 MTIRA (2)가 제안한 공작기계 동적성능시험용 표준시편을 다소 수정하여 사용하였다. 칩유동각은 Usui-Hirota의 에너지 방법에 의하여 구하였고, Inamura-Sata(6)의 원통형 가공물에 대한 절 삭동력학 이론을 일반화시켜 테이퍼진 가공물에 적용하여 절삭의 안정한계를 구한 후 채터시험 결과와 비교하여 이론의 타당성을 검증하였다.
가공정밀도 요구특성의 지속적인 향상에도 불구하고, 공작기계와 절삭공구를 이용한 절삭가공공정에서의 채터진동은 아직도 개선의 여지가 많이 남아있다. 특히, 더욱 고속화, 고정밀화 되고 있는 가공현장에서 채터진동의 효과적인 감소대책에 대한 다양한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 고정밀 공구동력계를 이용한 실시간 절삭력 측정과 유한요소해석 방법을 이용해 사용 빈도와 활용이 매우 큰 터닝센터(turning center)에서 폭넓게 적용되고 있는 3종의 절삭공구 툴링에서의 채터진동 특성을 평가하여, 공구형상 및 툴링 특성에 따른 채터진동과의 상관성을 연구하고, 향후 채터진동 저감형 공구개발을 위한 근간 기술자료로 활용코자 한다.
Machine tool chatter is the self-excited vibration generated by chip thickness variation and severely degrades the quality of machined surface. The incidence of chatter is greatly affected by the dynamic characteristics of machine tool structure. Therefore, the cutting dynamics in the parallel machine tool is to be carefully studied considering the dynamic characteristics of parallel mechanism. In this paper, the vibration model of parallel machine tool is derived, in which the legs of the parallel mechanism are considered as spring-damper systems. The chatter stability charts for various machining parameters are examined with the example of the cubic parallel mechanism that is specially designed for machine tool use.
SNCM420 steel is one of the cam shaft materials which are used in the supply unit for ship engine cam shaft. In this study the assessment of cutting behavior was conducted for the SNCM 420 steel and SM45C steel with various cutting conditions as depth of cut 0.5, 1.0, 1.5, 2.0mm and feed rate 0.1~0.3m/rev. The controlled chip was produced in feed rate 0.2, depth of cut 1.0 for SNCM420 and feed rate 0.2, depth of cut 2.0 for SM45C. There is no difference cutting force between SM45C and SNCM420 steels.
CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) has been used many industries aerospace, automobile, medical device and building material industries, etc. Because it is lighter than other metals and has good properties, such as rigidity, strength and wear. CFRP may be cured integrity. However, it needs postprocessing similar to drilling or endmilling for shape cutting and combination of various material. In this paper, tool dynamometer and accelerometer used to signal analysis for machining properties under various cutting conditions and tool shape changes. In addition, microscope used to verify the machined CFRP surface. As the results, it was found that the cutting force and the vibration were decreased in the increasing of cutting edge (2-flute < 4-flute < composite tool), and the good machined surface can be obtained in this experiments.
There are many dynamic properties in measured end-milling force. So, it is difficult to predict the real static property of end-milling force. Also the behavior of end-milling force is very complex to predict with the measured one. To extract the static property from measured force, it must be filtered and its problem is closely related to a de-noising one. Also this paper presents alternative de-noising method of end-milling force using wavelet filter bank, based on the wavelet transform and its inverse one. In this paper, by comparing the measured force and its wavelet filtered one, the fundamental end-milling force property after wavelet transform is well reviewed and analyzed. This result of wavelet filtering with filter bank shows the static force of end-milling which has severe dynamic properties occurring in entry and exit state of edge emersion into the workpiece.
The end-milling force behaviour is very complex and it is related to a de-noising phenomenon, so it is very difficult to detect and diagnose this static cutting force phenomenon. This paper presents a new method of filtering of end-milling force in end-milling operation using filter bank technique, based on the wavelet transform. In this paper by comparing the history of end-milling force using wavelet filtering the fundamental end-milling property of the wavelet transform is well reviewed and analyzed. This result of wavelet transform using filter bank shows the possible static prediction of end-milling force with severe dynamic properties such as chatter in end-milling operation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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