• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1993.04b
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• pp.131-136
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• 1993

일반적으로 공작기계 주축계에 대해서 요구되는 기본적인 항목들로는 고강성, 고감쇠, 고회전정밀도, 저발열, 장수명 등이 있다. 최근에는 이러한 기능들과 함께 가공능률과 가공정밀도의 향상을 도모하기 위해서 고속절삭을 실현햐ㄹ 수 있는 공작기계 주축계의 고속화, 즉 고속 주축계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 고속주축계의 동특성을 체계적으로해석하기 위해서 주축회전수의 영향을 고려한 유한요소모델(finite element model)을 도입하였다. 특히 주축은 세장비가 비교적 자기 때문에 Timoshenko보 이론으로, 베어링은 유한한 폭을 가지고 있기 때문에 반경방향 외에도 모멘트방향의 강성 및 감쇠특성을 가지고 있는 것으로 모델화 하였다. 그리고 고속주축계의 설계조건들을 도출하기 위해서 동특성 해석결과들로 부터 고속주축계의 모드매개변수들인 고유진동수와 감쇠비에 대한 주축 회전수, 베어링의 지지특성, 베어 링의 간격, 주축재료의 내부감쇠율 등의 영향을 고찰하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2001.10a
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• pp.101-105
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• 2001

고속절삭을 통해서 생산성과 가공정밀도의 향상을 도모할 수 있기 때문에, 최근 머시닝센터를 중심으로 한 공작기계 주축계의 고속화는 눈부시게 발전하고 있다. 그러나 주축계가 고속화될 수록 증가하는 베어링에서의 발열은 베어링의 수명단축, 주축계의 열변형 증대 등을 초래하고, 궁극적으로 공작기계의 성능을 저하시키게 된다. 따라서 고속으로 회전하는 베어링에서의 발열을 효과적으로 억제할 수 있는 윤활방법에 대한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 공작기계용 고속주축계의 냉각특성을 규명하기 위한 노력의 하나로 압축공기를 이용한 고속주축 계의 냉각실험을 수행하였다. 고속주축계의 실험모델은 오일에어윤활방법, 앵귤러콘택트 볼베어링, 이중분사노즐, 냉각 자켓등을 사용해서 제작하였으며, 특히 고속주축계의 공기냉각방법에 대한 유용성은 실험결과로 부터 입증하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1426-1432
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• 1991

본 연구에서는 Timoshenko보이론과 전달행렬법에 의해서 얻어지는 베어링의 반력들과 주축계의 불완전진동모드간의 선형관계를 이용하여 원리적으로 반복계산없이 반경방향과 굽힘모멘트방향의 선형등방성 베어링계수들을 규명하는 방법을 제안하였다. 제안된 규명방법은 주축계에 사용된 베어링의 수보다 진동모드에 대한 측정점의 수가 2배 이상 많아야 한다는 조건을 가지고 있다. 또한 선형 연립방정식으로 부터 직접 규명된 베어링계수들의 일부가 정보의 부정확성에 의해서 물리적으로 타당성이 없는 음수로 나타나는 경우에는 측정결과와의 차이를 최소화시키면서, 물리적으로 타당성이 있는 양수의 베어링계수들을 규명할 수 있는 방법이 제안조건들을 가진 최적화문제의 형태로 제시되었다. 그리고 제시된 최적화문제의 해는 선형화방법(linearization method)를 통해서 얻었다. 아울러서 주축계의 실험모델에 대한 가진실험결과를 이용 하여 제안된 규명방법의 유용성을 평가하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.5-12
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• 1994

고속절삭을 통해서 가공능률과 가공정밀도의 향상을 도모할 수 있기 때문에, 최근에는 공작기계용 고속주축계가 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 주축 선단부에 무거운 척과 공작물이 위치하는 선반용 고속주축계의 동특성을 해석하기 위해서 유한요소법을 도입하였다. 특히 세장비가 비교적 작은 주축은 Timoshenko 이론으로, 폭이 유한한 베어링은 반경방향 외에도 모멘트방향의 강성 및 감쇠특성을 가지고 있는 것으로 모델화하였다. 그리고 선반용 고속주축계의 고유진동수와 감쇠비에 대한 주축회전수, 베어링의 지지특성, 베어링의 간격, 주축재료의 내부감쇠율 등의 영향을 고찰하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.20 no.5
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• pp.18-21
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• 2003

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.10a
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• pp.282-282
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• 2003

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1996.04a
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• pp.615-618
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• 1996

선반가공은 기계 가공의 기본이라고 할 수 있으며 최근의 선반은 자동화 등의 영향으로 그 구조면에서 많은 변화 를 보여주고있다. 그러나 기본적인 가공법에서는 큰 변화가 나타나지 않는데 이는 선반의 구조상 높은 정밀도를 얻기 힘들기 때문이다. 본 연구에서는 전달 행렬법과 유한 요소법의 장점을 결합하여 다축계의 진동 해석에 적용 가능한 새로운 해석 방법을 제시하고이를 이용하여 선반 주축과 구동축의 진동을 동시에 해석함으로써 주축의 성능을 예측 하고 그 개선 방안을 모색하고자 한다. 본 연구를 통하여 개발된 해석 방법을 적용할 경우 다양한 형태의 계에 대한 진동 해석이 가능하며 유한 요소법을 사용하였을 때에 비하여 계산 시간을 획기적으로줄일 수 있다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.20 no.7
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• pp.13-19
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• 2003

산업의 발달과 더불어 초소형, 고정밀 제품에 대한 수요가 증가함에 따라 이를 가공할 수 있는 마이크로 가공기술 및 초정밀 공작기계를 구현할 수 있는 설계기술이 국가 경쟁력을 결정하는 핵심 기술로 인식되기에 이르렀다. 공작기계의 성능은 주축계 설계 및 제작기술, 이송계 설계 및 제작기술, 오차 보상기술, 베드 구조물 설계 및 방진기술, 시스템 종합기술 등에 의해 결정되며, 이중에서도 주축계의 설계 및 제작 기술은 가공정밀도 및 생산기술을 주도하는 핵심기술이라 할 수 있다.(중략)

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.13 no.1
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• pp.69-75
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• 2004

This paper presents the thermal characteristics analysis of a high-speed motor-separated spindle system consisted of angular contact ball bearings and built-in motor with oil-jet lubrication. The spindle system is composed of the main spindle and sub-spindle which are mechanically connected by a flexible coupling. The spindles are supported by two front and rear bearings, and the built-in motor is located between the front and rear bearings of the sub-spindle. The thermal analysis model of spindle system is constructed by the finite element method, and the thermal characteristics in the design stage are estimated based on temperature distribution and heat flow under the various testing conditions related to material of bearing ball, spindle speed and coolant temperature.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1993.04b
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• pp.117-120
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• 1993

기게공업의 근간이라고 할 수 있는 공작기계산업은 첨단산업과 관련한 소재공업의 고도화에 따라 고속 고능률화 및 고정밀화 하여 가는 추세에 있으며 이에대한 성능향상 요구는 앞으로도 계속적으로 이어질것이다. 여기서 공작기계의 가공정밀도 및 가공 능률에 결정적인 영향을 주는 요소는 대부분 주축유닛트 부분이며 최근과 같이 고속 고정밀과 유연성을 추구하는 공작기계에서 주축 시스템이 수행하는 역할이란 매우 중요한 위치를 갖는다. 본 연구는 모터내장형 주축시스템에 관해 정.동적측면에서의 구조설계와 시제품에 대한 평가를 수행하여 활용측면에서의 신뢰성을 높일 수있도록 하는 것을 주요 내용으로 하였다. 즉 연구의 첫단계로서 정적인 측면에서의 구조설계를 하여 연구모델을 결정하였으며 다음단계로서 설정된 구조모델에 대해 유한요소 법(FEM)을 이용한 동적해석을 실시하고 실험해석에 의한 이론해석 과정의 수학적모델을 수정,보완한후 고속회전에서의 동적특성을 실제 현상에 가깝도록 예측하여 설계단계에서의 고속운전특성이 주축계의 동적안정성에 미치는 여러 영향등에 관해 고찰하였다.