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.
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.
최근의 절삭가공 생산시스템은 무인자동화,고속화,정밀화로 대별되면서 생산성을 극대화시킬려는 방향으로 연구 가 진행되고 있다. 종래의 CNC화된 기계가공시스템에서는 절삭속도,이송속도 그리고 절삭깊이 등과 같은 절삭 조건은 On-line으로 조절되는 장치를 갖지 않고 Off-line으로 프로그래머의 경험이나 절삭가공의 데이터 핸드북을 통하여 결정되어진다. 이러한 절삭조건은 절삭률 즉 생산성의 측면에서 최적의 값이 될 수가 없다. 이는 프로그래머가 측면에서 최적의 값이 될 수가 없다. 이는 프로그래머가 공구의 마모나 표면거칠기, 또는 공작기계의 부하 등을 고려하여 극적으로 NC프로그램을 짜기 때문이다. 이러한 문제점 때문에 현재 개발되어지고 있는 대부분의 적응제어시스템은 실용화가 되지못하고 있는 실정이어서 효휼적인 적응시스템의 개발은 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 무인자동화 가공시스템에서 생산성을 최대화하기 위하여 사용하는 ACO 시스템에서 발생하는 상기의 문제를 해결하여 실용화할 수 있는 가공 최적화 시스템을 개발함을 연구의 목적으로 하고 있다.
경운시(耕耘時) 토양조건(土壤條件) 및 절삭조건(切削條件)에 따른 역토내의 응력분포(應力分布)를 파악(把握)한 목적(目的)으로 토양응력계(土壤應力計)를 시작(詩作)하여 소형토양조(小型土壤槽)을 사용(使用)한 실험(實驗)에서 얻어진 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 가. 절삭조건(切削條件) 및 토양조건(土壤條件)은 주응력(主應力)의 방향(方向)에 영향(影響)을 미치지 않는다. 나. 절삭조건(切削條件)에 따른 주응력(主應力)의 크기는 경심(耕深)이 클수록 최대(最大) 주응력(主應力)이 증대(增大)하는 경향(傾向)이 있으나 절삭각(切削角)의 변화(變化)에는 그 영향(影響)이 나타나지 않았다. 다. 토양조건(土壤條件)에 따른 주응력(主應力)의 크기는 토양수분(土壤水分) 함량(含量)이 많아질수록, 점토분(粘土分)이 많을수록 최대(最大) 주응력(主應力)이 증대(增大)하는 경향(傾向)이 있다. 라. 전단면상(剪斷面上)에서의 응력분포(應力分布)는 모래 성분(成分)이 많은 토양(土壤)일수록 상층(上層)의 응력(應力)이 0에 접근(接近)하고 점토성분(粘土成分)이 많은 토양(土壤)일수록 상층(上層)의 응력(應力)이 증가(增加)하여 상하층(上下層)의 응력(應力)이 같아진다.
가공품 중에서 구멍가공이 차지하는 비율은 매우 높으며 또한 가공정밀도가 요구되어진다. 그러나구멍의 직경에 비하여 길이가 길어지면 칩의 배출, 절삭날부의 윤활이 어려워지고, 공구의 진동문제가있기 때문에 일반적인 가공으로는 불가능할 경우가 많다. 따라서 이에 적절한 가공방법은 고압력의 절삭유를 공급할 수 있는 공구를 이용하여 가공할 수 있으며, 그 대표적인 방법으로는 Spade Drill, Gun Drill, 및 BTA Dill에 의한 깊은구멍가공봅이다. 본 연구에서는 Single Tube BTA 드릴링 시스템에서 Single Edge BTA Drill을 사용 하여 깊은 구멍을 가공할 때 공작물 SM55C의 최적절삭 조건의 선정과 공구수명에 대하여 실험을 통하여 분석 하고자 하였다.
엔드밀 가공 공정은 항공산업과 자동차 부품 및 금형 가공 산업에서 널리 사용되고 있다. 정형가공 (near net shape) 기술의 발달에 따라 금형 가공시 허용공차 이내로 표면 오차를 유지하면서 가공시간을 감소시킬 필요성이 증대되었고 이에 따라, 절삭과정을 정확히 나타냄으로써 최종표면 형상을 정확히 예측할 수 있는 절삭모델을 통해 표면형성 예측 시뮬레이터의 개발 필요성이 있어왔다. 본 논문에서는 주어진 절삭조건에서 공구의 처짐과 런아웃을 고려한 절삭력 모델에 대하여 절삭력과 표면형성 데이터를 코딩된 포트란 프로그램에서 얻고 이것을 MFC와 연동시켜 예측 결과를 쉽게 확인할 수 있는 초보단계의 시뮬레이터 개발에 대하여 연구하였다.(중략)
본 연구에서는 공구의 진동에 사용되는 혼(hone)의 재료로 강성과 초음파진동 이 우수한 티타늄 합금을 사용하였으며, 이의 설계 및 진동절삭 기구의 구성과 공구형 상 및 이송에 의하여 결정되는 선삭의 이론적 표면조도를 근간으로 각종 절삭 조건 등 을 변화시키면서 실험을 행하여 초음파 진동 절삭시 나타나는 특성들 중 절삭저항, 다 듬질면 거칠기, 칩형태, 가공정도 등을 관찰하여 범용절삭과 비교 검토하여 초음파 진 동절삭이 정밀가공 및 생산성 향상에 적합한 가공방법임을 입증코져 한다.
본 연구에서는 절삭식 정미기의 절삭롤러에 장착된 통풍간극링의 통풍구 수와 정백 중 발생하는 미강제거에 필요한 흡인 송풍속도가 정백특성에 미치는 영향을 구명하여 절삭식 정미기 개발의 기초자료를 제시하고자 하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 백도는 모든 조건에서 $38{\pm}0.5$로 측정되어 균일하게 정백된 것으로 나타났다. 정백 후 곡온 상승은 송풍속도가 증가할수록 곡온 상승이 낮아지는 경향을 보였고, 절삭롤러 통풍구 수 3구, 송풍속도 35, 40 m/s 조건에서 각각 $15.4^{\circ}C$$14.6^{\circ}C$로 나타났다. 동할미율은 절삭롤러 통풍구 수 3구, 송풍속도 35 m/s 조건에서 2.13%로 가장 낮게 측정되었다. 싸라기율은 모든 조건에서 0.762-0.869%로 낮은 범위를 보였다. 백미 1 ton을 생산하기 위한 에너지 소비량은 송풍속도가 증가할수록 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 절삭식 정미기의 절삭롤러 통풍구 수와 미강제거를 위한 흡인 송풍속도에 따른 적정 정백조건은 곡온, 동할미율, 싸라기율의 품질적인 측면과 에너지 소비량 등을 고려할 경우 절삭롤러 통풍구 수 3구, 송풍속도 35 m/s 조건이 적절한 것으로 판단된다.
소경드릴 가공은 최근 가공 제품의 소형화, 경량화 등의 추세로 인하여 수요가 급증됨ㅇ 따라 레이져 가공, 전자빔 가공, 전해가공과 같은 전기 물리적 가공법 등이 많이 사용되고 있으나, 생산성 및 정밀도의 면에서 만족스러운 결과를 얻을 수 없는 실정이다. 이에 반해 기계 가공법인 소경드릴 가공은 공구의 강성 저하로 인하여 쉽게 파손이 되고 칩 배출의 어려운 점이 있지만, 가공정밀도가 양호하고 종횡비가 높은 가공이 가능하여 실용화가 좋은 분야라고할 수 있다, 이로 인해 이에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 서로 종류가 다른 고속도강 드릴인 소경드릴을 이용하여 ADI 재료를 절삭가공 할때 비관통 및 단계절삭 가공시에 발생하는 절삭력의 변화에 따른 공구의 마모,가공정도 및 가공조건등을 실험적으로 고찰하여 소경드릴 가공시 발생하는 제반문제점을 해결하고 공구의 마모 및 가공정도가 양호한 최적의 절삭조건을 얻고져 한다.
In this study, statistical and neural network methods were used to recognize the cutting tool states. This system employed the tool dynamometer and cutting force signals which are processed from the tool dynamometer sensor using linear discriminent function. To learn the necessary input/output mapping for turning operation diagnosis, the weights and thresholds of the neural network were adjusted according to the error back propagation method during off-line training. The cutting conditions, cutting force ratios and statistical values(standard deviation, coefficient of variation) attained from the cutting force signals were used as the inputs to the neural network. Through the suggested neural network a cutting tool states may be successfully diagnosed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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