• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.22 no.1
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• pp.32-38
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• 2005

Generally, cutting force models use a sin function method to calculate chip thickness. In slot end milling, the error from a sin function method is much bigger than other machining because a tool rotation angle in cutting is much larger. Thus in this paper, a new method to calculate chip thickness was suggested and evaluated. In a new method, tool position data according to tool rotation are checked and stored so that it is possible correct chip thickness is calculated. Cutting force waveforms simulated from a sin function method and a new method and measured waveforms from experiments were compared and error percentages were obtained. Finally, a new method had good results for simulating cutting force in slot end milling.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2007.05a
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• pp.1522-1525
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• 2007

Circular milling operations are used to enlarge die and cylinder bores, and machine airframe pockets. In this case, cutting force varies as cutting tool position relative to workpiece. This paper presents a mechanistic model of geometric uncut chip thickness by predicting time varying cutter-part intersection as the cutter travels along the circular path. Compared with experimental results, the suggested cutting force model shows a good agreement.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2000.05a
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• pp.907-911
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• 2000

In this study, a modified model for prediction of cutting force components in down end milling process is presented. Using this cutting force components of 4-tooth endmills with various helix angles have been predicted. Predicted values of cutting force components are well coincide with the measured ones. As helix angle increases overlapping effects of the active cutting edges increase and as a result the amplitudes of cutting force components decrease.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.15 no.1
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• pp.110-116
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• 2006

The mechanical property and cutting performance of the cutting tools coated with nanoscale nyktukatered nitride film have been investigated. $Ti_{0.54}Al_{0.46}N-CrN$ and $Ti_{0.84}Al_{0.16}N-NlN$ systems, which showed super-lattice in nanoscale multilayered coating, were deposited on WC-Co insert by UBM sputtering, The superlattice coatings with different bilayer periods were manufactured by controlling deposition parameters. The superlattice formation and hardness of the nanoscale multilayered nitride film and the cutting performance of the insert coated with the film were examined. The hardness and cutting performance were dependent on the bilayer periods of the coatings. The flank wear of the inserts with superlattice coatings were decreased over $20\%$, compared to those of commonly used cutting tools coated with TiAIN single phase.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2005.06a
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• pp.765-768
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• 2005

Ball end milling is widely used in machining free surfaces. It is important to predict machining forces in this machining. In this study, cutting forces are predicted for different machining conditions in ball end mill contouring machining. These cutting forces influence tool deflection. In this study tool deflection is calculated for various cutting conditions. The model developed in this study can be used to predict machining accuracy in contouring machining.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2002.02a
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• pp.231-238
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• 2002

미세 절삭에 의한 마이크로 형상가공 및 이를 이용한 미세금형 가공기술개발을 위하여 절삭 공구를 이용한 기계적 미세 가공법에 대한 고찰과 더불어 shaping, end-milling, drilling 등의 가공이 가능한 기계적 미세 가공시스템을 구성하고 이를 이용한 미세 치형 그루브와 미세 격벽 등 미세 형상 구조의 금형 개발을 위한 가공실험을 수행하였다. 본 실험에서는 먼저 shaping 방식으로 세 종류의 다이아몬드 바이트를 사용하여 알루미늄, PMMA, Nickel, 황동 등의 소재에 pitch $150{\mu}m$, 높이 $8{\mu}m$ 내외의 미세 치형의 금형 코어를 가공하였고, 다음으로 Z축에 air spindle을 설치하여 $\phi0.2mm$의 end-mill(WC)을 사용하여 황동 소재에 깊이 $200{\mu}m$, 폭 $200{\mu}m,\;100{\mu}m,\;50{\mu}m,\;30{\mu}m$의 두께 변화를 주어 미세 격벽에 대한 가공실험을 하였다. 미세 구멍가공실험으로는 drilling 전용장비를 구성하여 $\phi0.6\~0.15mm$의 drill공구로 SM45C와 세라믹$(Si_3N_4-BN)$ 소재에 스텝이송방식에 의한 미세 구멍 가공 실험을 실시하였다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.11 no.4
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• pp.7-12
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• 2012

The cutting force for peripheral end-milling considering run-out property was estimated and its result was compared with that of measured one. An experimental coefficient modelling was used for the formulation of theoretical end-milling force by considering the specific cutting force coefficient. Also, the specific cutting force, that is the multiplication of specific cutting force coefficient and uncut chip thickness, was used for the prediction of end-milling force. The end-milling force mechanics with run-out was presented for the estimation of theoretical force in peripheral end-milling by considering the geometric shape of the workpiece part. As a result, the estimated end-milling force shows a good consistency with the measured one. And it can be used for the prediction of force history in end-milling with run-out which incurs different start and exit immersion angle in entering and exiting condition.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.127-127
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• 2012

나노결정질 다이아몬드(Nanocrystalline Diamond: NCD) 박막은 고경도와 낮은 마찰계수를 가지고 있어 고속도강과 같은 절삭공구 위에 코팅하여 공구의 성능 향상을 도모하고자 하는 노력이 있어 왔다. 그러나 NCD 박막의 잔류응력이 크고, 철계금속에는 NCD가 증착되지 않는다는 문제점이 있다. 잔류응력 완화와 다이아몬드 핵생성을 위하여 제3의 중간층 재료가 필요하다. 본 연구에서는 Ti과 W을 중간층으로 하여 고속도강(SKH51)에 NCD 박막을 코팅하고 기계적 특성을 비교하였다. 고속도강 위에 DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 2 ${\mu}m$ 두께의 Ti 또는 W 중간층을 증착하고, 그 위에 Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition (MPCVD) 방법으로 NCD 박막을 2 ${\mu}m$ 두께로 코팅 한 것과 Ti, W순으로 각각 1 ${\mu}m$ 두께로 증착 후 그 위에 NCD 박막을 2 ${\mu}m$ 두께로 코팅 한 시편을 비교하였다. 세 가지 종류의 시편에 대하여 FESEM을 이용하여 표면과 단면의 형상을 관찰하였고, XRD와 Raman spectroscopy를 통해 NCD 박막의 결정성을 확인하였다. 그리고 Tribometer를 이용해 코팅된 박막의 내마모성을 비교하였으며 Rockwell C Indentation test를 이용하여 접합력을 비교하였다. 연구 결과 Ti/W 복합중간층 위에 코팅된 NCD의 접합력이 가장 우수하였으며 그 다음 W, Ti 순으로 나타났다. NCD와 고속도강의 큰 열팽창계수 차이가 복합중간층으로 인해 줄어들고 잔류응력이 완화되어 접합력이 향상되는 것으로 여겨진다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.9 no.5
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• pp.590-597
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• 1985

A recursive geometric adaptive control method to compensate for machining straightness error in the finished surface due to tool deflection and guideway error generated by end milling process is developed. The relationship between the tool deflection and the feedrate is modeled by a modified Taylor's tool life equation. Without a priori knowledge on the variations off cutting parameters, time varying parameters are then estimated by an exponentially windowed recursive least squares method with only post-process measurements of the straightness error. The location error is controlled by shifting the milling bed in the direction perpendicular to the finished surface and adding a certain amount of feedrate with respect to the tool deflection model before cutting. The waviness error is compensated by adjusting the feedrate during machining. Experimental results show that location error is controlled within a range of fixturing error of the bed on the guideway and that about 60% reduction in the waviness error can be achieved within a few steps of parameter adaption under wide operating ranges of cutting conditions even if the parameters do not converge to fixed values.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.99-99
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• 2013

나노결정질 다이아몬드(Nanocrystalline Diamond: NCD) 박막은 고경도와 낮은 마찰계수를 가지고 있어 초경합금이나 고속도강과 같은 절삭공구 위에 코팅하여 공구의 성능 향상을 도모하려는 노력이 있어 왔다. 그러나 NCD 박막의 잔류응력이 크고, 초경합금과 철계 금속에 NCD가 증착되지 않는다는 문제점이 있다. 따라서 잔류응력 완화와 다이아몬드 핵생성을 위하여 제3의 중간층 재료가 필요하다. 본 연구에서는 W과 Ti을 중간층으로 하여 초경합금(WC-Co)과 고속도강(SKH51)에 NCD 박막을 코팅하고 기계적 특성을 비교하였다. 초경합금 또는 고속도강기판 위에 W 또는 Ti 중간층을 DC magnetron sputter를 이용해 각 1 ${\mu}m$의 두께로 증착하고 그 위에 MPCVD (Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition)를 이용해 NCD 박막을 2${\mu}m$의 두께로 코팅하였다. FESEM을 이용하여 표면과 단면의 형상을 관찰하였고, XRD와 Raman spectroscopy를 통해 NCD 박막의 결정성을 확인하였다. 그리고 tribology test를 실시하여 코팅된 박막의 내마모성을 비교하였으며, Rockwell C indentation test를 이용하여 밀착력을 비교하였다. 초경합금에 적용 시, W이 Ti보다 중간층으로서 더 우수한 것으로 나타났으며 이는 열팽창계수 차이에 의한 잔류응력의 차이에 의한 것으로 여겨진다. 중간층 두께에 따른 박막의 기계적 특성 변화를 알아보기 위해 W 중간층의 두께를 1, 2, 4 ${\mu}m$로 변화를 주었다. 중간층 두께가 2 ${\mu}m$ 이상일 때 박막의 밀착력이 증가되는 것으로 나타났다. 고속도강 위에 같은 방법으로 1 ${\mu}m$의 W 또는 Ti 중간층 위에 2 ${\mu}m$의 NCD 박막을 코팅한 시편들은 초경합금에 코팅한 것과 달리 두 시편 모두 낮은 밀착력을 나타내었다. 열팽창계수 차이에 의한 잔류응력을 완화하기 위해 고속도강에 W/Ti 복합박막을 중간층으로 Ti, W순으로 각각 1 ${\mu}m$ 두께로 증착 후 그 위에 NCD 박막을 2 ${\mu}m$ 두께로 코팅 한 후 특성을 비교하였다. Ti/W 복합 중간층 위에 코팅된 NCD 박막의 밀착력이 W 혹은 Ti 단일 중간층에 코팅된 박막에 비해 우수한 것으로 나타났다. 그러나 실제 공구에 적용하기에는 박막의 밀착력 개선이 요구되며 이를 위해서 더 연구가 필요하다.