• 대한기계학회논문집
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• 제18권12호
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• pp.3195-3201
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• 1994

In order to analytically predict tapping torque and thrust force in high speed tapping, a cutting model for main cutting edge with a uniformly restricted tool-chip contact area were developed. From this model equations are derived for the prediction of tapping torque given the cutting conditions, tap geometry, and an empirical factor which is related to the workmaterial. Computed values of torque is shown to compare favorably with those obtained from tapping tests on 16MnCr5. The applied torque about the cutting edge of teeth at lead chamfer is estimated respectively and it is shown that observed value is gradually decreased with following teeth.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.2048-2061
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• 1991

본 연구에서는 이와 같은 구비조건과 문제점들을 해소하기 위하여 Fig.1과 같 이 볼 엔드 밀링의 절삭성과 경제적 절삭 속도식을 실용식의 형태로 표현하여 절삭조 건의 최적화를 위한 구속조건으로 설정하였고, 이를 자유곡면의 절삭경로 산출과정에 서 구속조건을 만족하면서 부품당의 생산비를 최소로 하는 스핀들속도와 이송속도를 결정하는 데에 적용하였다. 그리고 이는 실험모형에의 적용예를 통해 계산시간과 정 확도 및 절삭효과 등에 있어서 실용화의 가능성을 검토하였다. 이때 절삭력계를 해 석 함에 있어서는 기하학적 절삭 파라미터들에 대해 무차원적으로 정의된 절삭작용 누 적계수(accumulating coefficient)들을 이용하여 절삭력계를 선형화 된 실용식으로 표 현하였으며, 절삭 상수들과 절삭작용 누적계수들의 선형적 표현에 의해 평균 절삭력계 를 계산한 후, 토크 패턴 모델에 의해 절삭력 집중비를 구함으로써 실 절삭계의 주변 력(peripheral force), 드러스트, 토크, 동력 등을 예측하였다. 또한 절삭속도의 결 정에 있어서는 경제적 절삭속도 예측모델을 설정하여 가공비를 최소로 하는 절삭속도 를 선정토록 하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제13권8호
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• pp.139-145
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• 1996

Tapping is one of the most widely used machining operations. There are several methodes of producing external screw threads, e.g. turning, milling with single or multiple cutter, rolling, and grinding, but the methods available for cutting enternal threads are less numerous, and for threads in small holes, tapping is employed almost exclusively. In this study, the tap with the various geometry has been developed in order to tap special workmaterial at considerably higher cutting speed than that of the conventional HSS tap. The experimental tests are run with various cutting speed by using a piezo type tool dynamometer to measure tapping torque. Tapping torque is affected by the design of the tap, which seems to be due to internal friction and shearing of the metal. It is clarified that the process of chip formation strongly depends on rake angle, relief angle, angle of twist.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권8호
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• pp.96-106
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• 2001

As the drilling depth increases, the cutting torque increases and fluctuates, which can lead to the machine tool vibration, severe tool wear, and catastrophic tool breakage. Hence, cutting torque control is very important to improve productivity in drilling. In this paper, a PID controller was designed to control the drilling torque. The plant including the feed drive system, cutting process and spindle drive system was modeled for controller design. The Ziegler-Nichols method was used to determine the controller gain and control action times and the root locus plot was used to tune the controller gain for a certain cutting condition. Also, suggested was a simple method to obtain the tuned controller gain for an arbitrary cutting condition not using the Ziegler-Nichols method and the root locus plot. The performance of the designed controller and the effect of controller gain tuning were verified from experiments.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1088-1094
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• 1997

An indirect cutting torque and cutting force estimation method is presented. This method uses a time-domain model between the spindle motor power, which calculated form measured spindle motor current and voltage. Spindle motor power is linear with cutting torque in this model. The cutting force is proportional to the cutting torque. Using trial cut, parameters are determined. Static sensitivity is suitable for various cutting conditions. The presented method is verified under several cutting tests on the CNC horizontal machining center.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권9호
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• pp.2234-2241
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• 1993

The torque variation in drilling process represents the problems of the efficient and stable machining. In order to cope with them, the active control method is adopted to drill the workpiece under the constant cutting torque though the cutting stiffness of the workpiece or the diameter of the drill bit changes. The cutting process is modeled in the geometric viewpoint related with the feed and the number of cutting lips. And the dynamic model is approximated to the first order system for the purpose of control. The adaptive PI control is used in computer simulations and experiments. The results of the study show the validity of the drilling method with torque control.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권8호
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• pp.107-115
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• 2001

Drilling torque was measured indirectly using the spindle motor current and controlled in real time through feedrate manipulation in a machining center. The PID controller designed in the previous paper was applied to drilling torque control. A series of cutting experiments were performed for various cutting conditions. Experimental results showed that the drilling torque was well regulated at a given reference level by feedrate manipulation in all cutting conditions. The increase in the cutting torque and temperature according to the increase in machining depth was suppressed and the risk of the drill failure and the drill flank wear were reduced remarkably through cutting torque control. Moreover, the suggested cutting torque control system doesn\`t disturb the cutting process and is practical for industrial environment. Therefore, the proposed culling torque control system will contribute to productivity improvement in drilling process.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.237-251
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• 2013

본 연구는 변형률게이지와 열전대, 적외선 열화상카메라를 사용하여 선형절삭실험 동안 디스크커터의 축에 발생하는 축응력과 토크를 측정하고 디스크커터의 내부와 외부의 온도를 파악하고자 하였다. 실험결과, 축응력과 토크의 최대값은 각각 11.3 MPa, $171kN{\cdot}m$로 측정되었으며, 축응력과 토크는 회전력보다는 디스크커터의 연직력과 상관성이 높은 것으로 나타났다. 선형절삭실험 동안 열전대로 측정한 결과, 디스크커터의 온도변화는 $0.2^{\circ}C$ 이내로 나타났다. 그러나 수행된 각 선형절삭작업이 연속적으로 이루어진다고 가정한 다음, 디스크커터의 내부온도와 커터 링 표면의 온도변화를 추정한 결과, 커터간격이 70 mm인 경우에는 각각 $0.1^{\circ}C/m$, $0.15{\sim}0.17^{\circ}C/m$로 예상되었고 커터간격이 90 mm인 경우에는 각각 $0.09^{\circ}C/m$, $0.13{\sim}0.23^{\circ}C/m$로 추정되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.181-191
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• 2014

본 연구는 선형절삭시험 중에 동일한 커터 링 형상을 가진 더블디스크커터와 싱글디스크커터에 발생하는 커터작용력과 각 디스크커터 축에 발생하는 축응력 및 토크를 평가하였다. 선형절삭시험 결과, 선형절삭실험 중에 발생한 더블디스크커터의 연직력과 회전력의 평균값은 싱글디스크커터의 약 두 배 내외인 것으로 측정되었다. 더블디스크커터의 축에 작용하는 축응력의 평균값 역시 연직력과 마찬가지로 싱글디스크커터의 두 배 정도로 나타났지만, 토크의 경우에는 전체적으로 낮은 측정값을 보여 비교의 의미가 없는 것으로 판단되었다. 하지만 더블디스크커터의 연직력의 평균값이 직경 432 mm(17인치) 디스크커터의 허용하중을 상회하기 때문에 테이퍼 롤러 베어링의 내구성능에 대한 검토가 필요한 것으로 판단되었다. 또한 더블디스크커터 축에 작용하는 축응력은 싱글디스크커터의 약 두 배 정도로 발생하였지만, 일반적으로 사용하는 디스크커터 축 재료의 항복강도를 고려할 때 적용 상에 문제가 없는 것으로 나타났다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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• pp.131-135
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• 1993

오늘날 전자산업, 광학기계,미세노즐 및 오리피스, 정밀공구,게이지, 고밀도 PCB 기판등 각종 산업에서 미세구멍 가공기술이 요구되고 있다. 이러한 구멍 가공에 사용될 수 있는 기술로는 드릴 가공의 기계적 가공방식 이외에 레이져가공,전자빔가공, 방전가공등의 열적가공방식과 전해가공,전해연마,화학부식의 화학적가공 방식이 있겠으나 생산성, 가공표면의 정도, 심혈가공의 어려움 등의 이유로 미세드릴을 이용한 기계적인 가공방법이 선호되고 있다. 본 연구에서는 미세구멍/가공시 가공토크에 미치는 중요 변수들의 영향을 실험을 통하여 조사하여 높은 절삭성을 발휘하는 동시에 공구의 파손도 피할 수 있는 조건을 제시하였다.