• Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
• /
• v.34 no.1
• /
• pp.52-59
• /
• 2011

가계가공은 절삭 부위의 냉각작용과 윤활작용을 위해 절삭유를 많이 소모한다. 절삭유는 염소계의 극압첨가제 등이 함유되어 있어 작업자들에게 유독할 뿐만 아니라 대기의 오염을 초래하여 청정생산을 저해하게 되므로 이런 전통적인 방법은 작업자의 직업병으로부터 보호와 환경보호를 위하여 새로운 가공방법으로 변경되어야만 한다. MQL 기계가공 방법은 절삭유를 아주 소량 소모하므로 청정생산을 위한 대안으로 떠오르고 있지만 많은 작업자들이 이에 대한 기술적인 확신이 부족하여 이 방식의 사용을 주저하고 있다. 본 연구는 MQL 가공 방식에서 가공의 특성을 파악하여 표면거칠기에 영향을 미치는 인자와 범위를 찾고자 다양한 실험을 계획하고 그 결과를 분석하였다. 실험의 계획에서는 각 가공의 특성을 잘 나타낼 수 있는 인자와 수준을 선정하고, 다양한 상황의 결과를 분석하여 MQL 가공의 특성과 최적의 가공조건을 도출하였다. 본 연구의 실험 및 분석의 결과로서, 절삭 파라미터와 그의 수준이 가공특성을 잘 반영할 수 있도록 적절히 선택된다면 MQL 기계가공은 표면거칠기 향상 및 원가절감이나 환경보호 측면에서 절삭유 윤활방식을 대체하는 green manufacturing을 위한 대안이 될 수 있음을 보였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.13 no.3
• /
• pp.424-432
• /
• 1989

A mathematical model is developed for determination of the dynamic cutting force from static cutting data. The dynamic cutting force is analytically expressed by the static cutting coefficient and the dynamic cutting coefficient which can be determined from the cutting mechanics. The proposed model is verified by the chatter stability charts. A good agreement was shown between the stability limits predicted by the theory and the critical width of cut determined by experiments. The static cutting coefficient dominates high speed chatter stability, while the dynamic cutting coefficient dominates low speed chatter stability.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 1993.04b
• /
• pp.166-171
• /
• 1993

절삭공구에의한 절삭가공은 오늘날 가장 보편화된 가공기술중의 하나이다. 그런데, 최근들어 각종 첨단산업의발전과 함께 초정밀 부품제작이 필수선결 조건으로 부상하고 있으며, 이에대한 해결방안중의 하나로 초정밀가공 기 술로 크게 대두되고 있다. 최근 컴퓨터 기술의 발달에 따라 구조해석분야의 해석방법론의 개발 및 보완에 힘입어 Klemecki(1973)에 의해유한요소법을 이용한 Chip생성기구 해석에 관한 연구가수행되었으며, Stevenson(1983) 등에의해단열조 건하에서 변형률과 온도 상태에서의 Chip형상, 잔류응결-변형율에 대한 연구가 이루어졌다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 미소절삭기구를 모델링하고, 절삭인자규명을 중심으로 응력-변형률 해석을 실시함으로써, 미소절삭시의 Chip 생성기구 및 전단면 생성 원리, 공구와 Chip간의 마찰기구의 고찰을 통해기본 Mechanism 이해와 적절한 절삭유한요소모델 제시의 기초자료로 삼고자 한다. 특히 본 보고서에서는 미소 절삭기구의 적정한 Constitutive Deformation Law 마찰계수 등 주요절삭인자변경에 따른 미소절삭기구 해석에 주안점을 두어 연구한 결과를 기술하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.20 no.4
• /
• pp.20-28
• /
• 2003

The machinability of Ti-6Al-4V titanium alloy and tool wear behavior in machining of Ti-6Al-4V titanium alloy was studied to understand the machining characteristics. This material is one of the strong candidate materials in present and future aerospace or medical applications. Recently, their usage has already been broaden to everyday's commercial applications such as golf club heads, finger rings and many decorative items. To anticipate the general use of this material and development of the titanium alloys in domestic facilities, the review and the study of the machining parameters for those alloys are necessary. This study is concentrated to the machining parameters of the Ti-6Al-4V alloy due to their dominant position in the production of titanium alloys.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.10 no.4
• /
• pp.463-470
• /
• 1986

본 연구에서는 절삭공정 중 발생하는 공구의 접촉이탈 현상에 의하여 공작 물의 절삭된 표면중에 한회전 및 그 이전 회전에 절삭된 절삭면의 형상이 현재의 절삭 깊이에 영향을 미치는 다중재생효과(multiple regenerative effect)가 존재하는 선삭 작업에서 공구의 착탈현상을 고려한 비선형채터(nonlinear chatter)를 공작기계의 생 산성의 관점에서 절삭공정의 특성을 고려하여 해석하였으며, 수동제어기의 일종인 임 펙트댐퍼를 절삭공정에 응용하여 절삭작업중에 공작기계의 안정성향상 뿐만 아니라 생 산성의 증가효과를 규명하였다.아울러 댐퍼자체의 설계변수에 따른 채터 억제효과 를 고려하여 최적의 댐퍼를 설계하는 방법을 제시하였다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
• /
• v.17 no.5
• /
• pp.533-551
• /
• 2015

The rock fracturing during waterjet cutting is very complicated because rock is inhomogeneous and anisotropic, compared with artificial materials (e.g., metal or glass). Thus, it is very important to verify the effects of rock properties on waterjet rock cutting performance. Properties affecting the rock cutting efficiency have been variously described in the literature, depending on the experimental conditions (e.g., water pressure, abrasive feed rate, or standoff distance) and rock-types studied. In this study, a rock-property-related literature review was performed to determine the key properties important for waterjet rock cutting. Porosity, uniaxial compressive strength, and hardness of the rock were determined to be the key properties affecting waterjet rock cutting. The results of this analysis can provide the basic knowledge to determine the cutting efficiency of waterjet rock cutting technology for rock excavation-related construction.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 1996.04a
• /
• pp.247-253
• /
• 1996

기계 가공을 위해선 보통 많은 절삭 에너지가 필요하다. 공작 기계는 대부분 매우 적은 감쇄 특성을 지니는데, 앞서 언급한 절삭 에너지는 공작 기계 구조물에 전달되게 된다. 이때 기계 가공에서의 특유 메카니즘인 채터(chatter)라는 자생적인 진동(self-excited vibrations)현상이 종종 발생한다. 이러한 채터 현상에서의 절삭 가공은 절삭 공구의 물리적 한계에 직면한다. 그러므로, 실시간 제어기의 적용을 필요로 한다. 이 연구 보고서는 chatter 진동을 적절히 제어하기 위해, 가공 시간에 따라 변하는 절삭공구와 피삭제간의 transfer function을 recursive 방식을 통해 update하도록 시도하였다. 이 방식은 디지털 신호처리 기법과 제어 설계 기법을 적용하였다. 아울러, 일련의 시뮬레이션이 제시되며, 현재, 실험적으로 접근하기 위한 연구를 진행중에 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.132-132
• /
• 2016

기계 가공품의 정밀화, 경량화 요구로 난색재로 분류되는 비철분야 및 복합재 가공용 공구개발에 대한 수요가 급증하고 있으나, 기존 난삭재 가공 시 절삭공구의 마모가 빠르고, 상대재의 융착 불량 등이 공구 수명 감소의 주요 영향으로 보고된다. 상기문제를 해결하기 위해 절삭가공 공정 중 과다한 절삭유의 사용에 따른 가공비용, 에너지소모 증가, 환경오염 등으로 절삭유의 최소화 또는 절삭유를 사용하지 않는 표면처리기술등의 친환경 가공기술의 개발이 필요하다. 내융착 및 내마모 특성 향상을 위한 표면코팅 방법으로 수소가 포함되지 않은 고경도 비정질 카본 (ta-C)이 있으나, ta-C 코팅 막은 경도 30 - 80 GPa, 잔류응력 3 - 10 GPa 범위로 일반 경질 코팅 막 (AlTiN, TiSiCrN : 평균 3 GPa)에 비해 높고 산업적 활용이 가능한 0.5 - 1.5 um 두께 수준의 후막화가 힘들어 매우 우수한 절삭공구용 코팅 막 특성에도 불구하고 적용사례가 매우 적다. 따라서, 본 연구에서는 아크플라즈마 방식 (Filtered Cathode Vacuum Arc Plasma, FCVA)을 활용한 고경도/무수소 카본 코팅 막을 후막형태로 증착하여 비철금속가공용 절삭 공구류의 수명향상 기법을 제시하고자 한다. ta-C 코팅 막의 기초 공정개발 단계에서는 바이어스 전압, 공정시간을 달리하여 ta-C 코팅 막의 기계적 물성(경도: $50{\pm}3GPa$, 잔류응력: $6{\pm}1GPa$, 밀착력: 30N 이상 및 트라이볼로지 특성: 마찰계수 0.1 이하, 마멸량: $1.85{\times}10-14mm^3$)을 확보하여 절삭공구로의 공정실용화 적용검토를 실시하였다. ta-C 코팅 막은 (1) WC 공구 및 기존 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조에 대해 증착을 실시하였으며 코팅 막의 두께 변화에 따른 실제 절삭환경에서의 내수명 관측을 진행하였다. 시험결과, ta-C/WC의 단일막 구조인 절삭공구의 경우, 실제 절삭환경에서 쉽게 박리가 발생하여 코팅 막으로서의 효과를 나타내지 못하였다. 이는, 기초 공정개발 단계에서의 밀착력 기준이 실제 환경과 부합하지 않는 것을 의미하며 추후 공정개선을 통해 극복하고자 한다. 반면에, 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조의 절삭공구 대비 ta-C/TiAlN/TiN/WC 구조에서 내수명 증가는 약 2.5배 (기존 300회, 코팅 후 800회)로 증가하였으며 ta-C 코팅 막의 두께가 $0.6-0.8{\mu}m$일 때 최대치를 취한 후 감소하였다. 이를 통해, 절삭공구로의 ta-C 코팅 막 효과는 최외각 층의 두께 범위와 모재 강도보강을 할 수 있는 적절한 중간층 막 (TiN/TiAlN 층)이 혼합되어 나타난 것으로 사료되며 현재 산업계로의 적용을 위한 대량생산용 코팅장비의 개발 및 비용절감을 위한 공정개발이 진행 중이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.10 no.3
• /
• pp.376-382
• /
• 1986

Adaptive control constraint (ACC) is applied to a turning process to keep the cutting force constant while the cutting conditions vary. In this system, a given reference force is compared with the measured cutting force and difference is input to the controller to adjust the feed. Since it is found that the effective ACC loop gain depends on both depth-of-cut and spindle speed and thereby influence the system stability, a simple computer algorithm is built in the controller to maintain the stability of the whole system by on-line estimation of the process parameters during cutting.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
• /
• v.14 no.3
• /
• pp.197-213
• /
• 2012

Disc cutter is a key cutting tool for rock excavation by TBMs. This study aimed to characterize the deformation of a cutter ring by strain measurement as well as infrared thermal camera measurement during a series of linear cutting tests for a hard rock. The strain measurement results indicated that the cutter ring clearly showed a linear elastic behavior. The data obtained from the infrared thermal camera measurement demonstrated that the maximum temperature increase in the cutter ring was below $14.4^{\circ}C$. The deformation and temperature increase of the cutter ring during rock cutting were insignificant in a given cutting test condition of this study.