The development of flexible automation in the manufacturing industry is concerned with production activities performed by unmanned machining system A major topic relevant to metal-cutting operations is monitoring toll wear, which affects process efficiency and product quality, and implementing automatic toll replacements. In this paper, the measurement of the cutting force components has been found to provide a method for an in-process detection of tool wear. The static com-ponents of cutting force have been used to detect flank wear. To eliminate the influence of variations in cutting conditions, tools, and workpiece materials, the force modeling is performed for various cutting conditions. The normalized force dis-parities are defined in this paper, and the relationships between normalized disparity and flank were are established. Final-ly, artificial neural network is used to learn these relationships and detect tool wear. According to proposed method, the static force components could provide the effective means to detect flank wear for varying cutting conditions in turning operation.
엔드밀링 공정은 형상창성기구의 특성 상, 절삭면적의 주기적인 변화를 피할 수 없다. 그러므로, 본 연구에서는, 가공 중 절삭날과 공작물 사이의 간섭영역에 해당하는 절삭면적의 모델을 확립하여, 가공면 형상 특성과 절삭면적의 관계를 규명하고자 한다. 대상 가공면은 측벽을 선정하였으며, 형상 특성은 축 방향 진직도를 선택하였다. 절삭면적 및 축방향 진직도에 영향을 미치는 특이점 추정 모델의 타당성은 반경 방향 및 축 방향 절삭깊이를 변화시키며 엔드밀링 가공을 수행하여 검증하였다. 연구 결과, 배분력이 음의 값을 갖지 않는 안정적인 엔드밀링 가공의 경우, 상향절삭은 절삭면적이 증가했다. 일정해지는 영역에서, 하향절삭은 절삭면적이 일정했다 감소하는 영역에서 가공면을 창성하며, 영역이 변화될 때 가공면에 특이점이 발생하는 것이 확인되었다.
Ultraprecision machining technology has been playing a rapidly increasing and important role in manufacturing. However, the physics of the micromachining process at very small depth of cut, which is typically 1 .mu. m or less is not well understool. Shear along the shear plane and friction at the rake face dominate in conventional machining range. But sliding along the flank face of the tool due to the elastic recovery of the workpiece material and the effects of plowing due to the large effective negative rake angle resultant from the tool edge radius may become important in micromachining range. This paper suggests an orthogonal cutting model considering the cutting edge radius and then quantifies the effect of plowing due to the large effective negative rake angle.
발파를 이용한 터널굴착시, 와이어쏘를 이용하여 심빼기 부분 외곽에 불연속면을 발생시켜 발파진동을 차단함으로써 소음 및 진동을 저감시키고자 하는 방법은 타 방법에 비해 시공이 간편하고 경제적일 것으로 예상된다. 본 논문에서는 터널굴착용 와이어쏘의 절삭 메커니즘을 규명하기 위하여 시간에 따른 절삭 깊이 변화와 절삭 중 암석 내부의 와이어쏘 곡선 형태를 파악할 수 있는 절삭 모델을 구축하고 검증하였다. 구축된 모델을 이용한 시뮬레이션을 통해 터널굴착용 와이어쏘 절삭의 특징을 살펴보고, 와이어쏘 인장력, 와이어쏘 속도, 피드 속도, 천공 깊이 및 천공 직경과 같은 주요 조건들이 절삭 성능에 미치는 영향을 검토하였으며, 이러한 검토 결과를 바탕으로 절삭 성능을 높이기 위한 방안을 제시하였다.
In Part 2, dynamic cutting force model, thermal behavior model, and feed drive model are presented for development of a virtual machine tool. Some relevant results with brief descriptions for each model are presented to verify the proposed models. Experimental results for each model agreed well with the estimated ones. The developed models in this two-part paper are partially integrated as a comprehensive software environment.
In order to design and improve a new machine tool, there is a need for a better understanding of the dynamic cutting force. In this paper, the computer programs were developed to predict the dynamic cutting force by the mean specific cutting pressure in the face milling process. The simulated cutiing forces in X, Y, Z directions resulted from the developed dynamic cutting force model are compared with the measured cutiing forces in the time and frequency domains. The simulated cutting force model have a good agreement with the measured forces in comparison with those resulted from the existing cutting force model.
본 연구에서는 기존의 유연 볼 엔드밀의 절삭력 모델을 바탕으로 자유 곡면의 정삭 가공에서 발생할 수 있는 과대 또는 과소 절삭을 방지하면서 그 가공의 효율성을 높이기 위한 볼 엔드밀의 이송 속도 결정법을 제시하고자 한다. 먼저, 자유 곡면의 가공에서 발생될 수 있는 공구의 처짐에 따른 가공오차에 대하여 볼 엔드밀 공구의 처 짐벡터와 공작물의 공구 접촉점에서의 법선벡터로 표현되는 가공오차(machining error ) 예측 모델식을 유도하였다. 본 가공오차 예측 모델식은 다시 절삭날당 가지는 이 송량의 함수로 전개되어 그 곡면의 주어진 가공 공차(machining tolerance)를 만족시 키는 이송속도를 결정하게 된다.
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.
This paper presents an accurate cutting simulation and feedrate scheduling system for CNC machining. This system is composed of a cutting simulation part and a feedrate scheduling part. The cutting simulation part computes the geometric informations and calculates the cutting forces in CNC machining. The cutting force model using cutting-condition-independent coefficients was introduced for flat end milling and ball end milling. The feedrate scheduling part divides original blocks of NC code into smaller ones with optimized feedrates to adjust the peak value of cutting forces to reference forces. Some machining examples show that the developed system can control the cutting force at desired levels.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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