• Composites Research
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• 제14권1호
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• pp.47-56
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• 2001

공기정압 주축 시스템의 동적 안정성을 향상시키기 위해 섬유강화 복합재료 주축 자성 분말이 함침된 에폭시 복합재료 회전자 및 알루미늄 재질의 공구 연결부로 구성된 주축 시스템을 설계 및 제작하였다. 복합재료 공기정압 주축 시스템의 최적 설계를 위해 구조의 공진 주파수와 변형량 등을 고려하여 복합재료 주축의 적층 각도와 두께를 결정하였다 해석결과 설계된 복합재료 주축 시스템은 기존의 금속 주축 시스템에 비해 36% 더 높은 공진 주파수를 가지는 것을 알 수 있었다. 계산 및 실험 결과를 통해서 섬유강화 복합재료 주축과 자성 분말이 함침된 에폭시 복합재료 회전자로 구성된 복합재료 주축-회전자 시스템은 높은 비 강성으로 인해 기존 주축 시스템의 동적특성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권1호
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• pp.105-111
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• 2013

주축은 공작기계의 핵심요소로서 주축의 정 동적 특성은 공작물의 가공정밀도에 직접적으로 영향을 미친다. 주축의 특성은 축 크기, 베어링 간격, 내장모터의 위치 등에 의해 결정된다. 그러므로 축 크기, 베어링 간격, 모터위치의 선정은 주축 특성을 개선하는데 중요한 요소라 할 수 있다. 본 논문은 40,000rpm 고속주축의 정 동적 해석과 최적 설계에 관한 연구로, 유한요소해석과 최적화를 위한 통계분석을 하였다. 이를 위하여 반응표면법을 사용하여 목적함수와 설계변수를 최적화하였다. 최적화 대상은 주축의 고유진동수의 최대화와 변위의 최소화이다. 설계변수는 축길이, 축직경, 베어링 간격, 모터위치로 선정했다. 최적설계를 통해 도출된 설계안으로 초기모델보다 개선된 결과를 얻을 수 있었고, 본 연구의 결과를 주축 설계에 적용하면 주축의 정 동적 특성 개선에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1991년도 춘계학술대회논문집; 한국해사기술연구소, 대전; 1 Jun. 1991
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• pp.99-103
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• 1991

본 논고에서는 Radial 및 Axial 하중을 동시에 받을 수 있고, 예압에 의해 주축강성을 증대시킬수 있으며, Ball수의 증가로 부하능력을 향상시킨 초정 밀.초고속용 Angular ball bearing을 조합 사용하고, 고속회전에 지금까지 개 발된 ball bearing 윤활방법 중 가장 효과적인 간헐적인 oil 공급과 air 압력 으로, 계속 ball을 냉각, 윤활시켜주는 air oil 윤활법의 채용과, 국내 공작기 계 제조회사들이 주로 사용하는 일본 FAMUC AC Spindle motor(FAMUC-H type : 8000-15000rpm)를 사용해서 초고속 주축의 최적 설계조건을 제시하기 위한 기초연구 단계로 MT40-12000rpm 급의 Machining center용 Cartridge type의 Spindle unit개발을 통해서 주축설계에 따른 문제점과 연구용 주축제작의 생산 기술적 문제점 및 진동특성을 검토 하고자 한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제20권7호
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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)

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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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.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.145-150
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• 2018

공작기계의 주축은 황삭 가공에서 부터 정삭가공에 이르는 다양한 작업들이 가능해야 하고, 정속운동 또는 회전 위치결정의 기능을 수행해야 되므로 주축설계에 고려해야 할 변수들이 많다. 주축이동식자동선반은 고정식자동선반에 비해 샤프트가 가늘고 긴 핀 들을 작업할 때 좋은 선반이다. 고정식 자동선반에 비해 외경가공의 밀도가 매우 높다. 주축 이송형 선반은 주로 소형 제품을 정밀가공 할 경우에 사용되므로 가공 정밀도가 높아야 한다. 최대 외경 가공 한계 치수는 Ø32, 내경가공 한계 치수는 Ø6까지 가공이 가능하게 제작되어야 한다. 본 연구에서는 주축이동식 자동선반에 사용되는 SCM440 소재의 정 동적특성을 이동식 선반에 적용하여 분석하였다. 주축의 정,동적 특성에 영향을 미치는 인자들을 고려하여 고속화 및 고정밀도를 갖는 최적설계기술이 확보하기 위하여 수치해석을 이용하여 분석하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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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.

• 한국정밀공학회지
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• 제20권5호
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• pp.11-18
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• 2003

• Composites Research
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• 제14권3호
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• pp.77-89
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• 2001

초고속 일체형 주축의 공진주파수가 일체형 주축 시스템의 모터 회전자의 질량과 주축의 굽힘 강성에 의존하기 때문에 초고속 주축 시스템의 동적 특성을 향상시키기 위해 주축과 회전자를 각각 고분자 기지 섬유강화 복합재료와 자성분말이 함침된 에폭시 수지를 이용하여 설계하였다. 설계된 복합재료 회전자의 자기 특성을 향상시키기 위해 내부에 강철 코어를 삽입하였으며, 강철 코어와 전도체 봉의 기하학적 형상의 변화가 전동기의 성능에 미치는 효과를 파악하기 위해 자기 해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 복합재료 회전자의 최적의 기하학적 조건을 제안하였다. 또한 복합 재료 회전자 재료의 열특성을 파악하기 위해 TMA, DMA및 VSM을 이용한 기계적, 전자기적 물성측정을 수행하여 복합재료 회전자의 최적 설계에 적용하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1992년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.13-17
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• 1992

최근 정보, 통신 광산업 등 첨단산업의 발달과 함께 부품의 초정밀가공및 특정에 대한 필요성이 높아지고 있다. 이에 따라 초정밀 가공기 및 초정밀계측기기등의 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 이들에는 공기베어링두축이 널리 사용되고있다. 이 같이 초정밀 기기의 주축으로 공기베어링이 주로 이용되는 이유는 다른 베어링에 비해 윤활특성상 운동정도가 높고, 저 마찰특성 등의 장점을 가지고있기 때문이다. 본 연구에선 실험적으로 초정밀가공기용 공기베어링주축의 회전정도에 영향을 미치는 인자들의 상관관계를 파악하여 주축설계 및 제작시의 성능향상방법과 이론적 해석의 기초자료를 제시하고자 한다. 또한 공기베어링주축의 구조에 따른 정적 강성 및 회전정도를 비교하여 구조특성에 따른 차이점을 살펴보고, 주축의 강성과 불평형질량(unbalance mass)에 따른 회전 정도의 변화를 측정하였다.