In the recent field of Machining, with the improving efficiency of processing, the index table is a key unit according to the increase of parts in available processing when working with the three axes at the same time. As an essential product of MCT, the index tables effect an influence on product quality of machined parts. Therefore, it is necessary to design the shape of index table with stability, high stiffness, lightweight structure. In this study, the optimal shape of index table was proposed using by design of experiment. The maximum displacement and stress analysis were carried out by using FEM software. The optimized shape was verified by using the statistical software. The results of shape optimization were confirmed that both displacement and stress were reduced in comparison with initial model.
고속 가공과 저중량 설계에 대한 수요가 증가함에 따라, 공작기계 주축의 진동 발생 가능성이 증가하고 있다. 또한 초정밀 가공에서 주축의 진동은 공작물 표면 형상에 큰 영향을 끼치게 된다. 다양한 가공 공정의 가공 정밀도를 향상시키기 위해, 공작기계 주축 진동 문제를 해결하여야 한다. 이 논문에서, 공작기계 주축의 진동 억제를 위해 TiC-SKH51 금속 기지 복합재가 사용되었다. TiC-SKH51 복합재의 동적 특성을 확인하기 위해 충격 망치 시험을 수행하였다. FEA의 모드 분석 결과와 충격 망치 시험 결과를 비교하여 FEA의 신뢰성을 확인한 후, 공작기계 주축 모델의 해석이 실행되었다. FEA 결과로부터 진동 발생 억제를 위해 TiC-SKH51 복합재를 적용한 공작기계 주축이 사용될 수 있음을 확인하였다.
복합가공기 분야에서 고속 및 고정밀화에 대한 요구가 늘어남에 따라 복합가공기의 강성과 진동에 관한 관심이 증가하고 있다. 그러나 경험에 의존한 설계로 인해 개발 시간이 많이 소요되며 적절한 설계에도 어려움이 많아 공작기계 설계에 구조 최적화 FEM의 활용이 많아지고 있다. 그러나, 현재 구조물의 응력 분포를 통한 최적화를 주로 활용하고 있어 구조물의 진동 상태를 고려하여 최적화하기에는 어려움이 있다. 본 논문에서는 5축 복합가공기에서 가공에 가장 많은 영향을 끼치는 헤드 구조물의 최적화를 위하여 유한요소해석을 활용한 정적 구조해석, 모드 해석, 가진 주파수 해석을 진행하였으며, 도출된 응력 분포, 변형, 고유진동수, 가진 주파수 그래프를 활용하고 적절한 목적함수와 설계변수를 설정하여 정강성과 동강성을 모두 고려한 위상 최적화 해석 방법을 제시하고자 한다.
Externally pressurized air journal bearing has been widely used in high-speed spindle system and precision machinery because of its characteristics such as substantially low frictional loss, low heat generation and averaging effect leading better running accuracy. But air journal bearing have a disadvantage of the low load capacity due to the low viscosity. In this paper, The air journal bearing design to overcome the defects of air bearing such as low stiffness and dimping coefficients was investigated theoretically.
The electrode wear in micro-EDM significantly deteriorates the machining accuracy. In this regard, electrode wear needs to be compensated in-process to improve the product quality. Therefore, there are substantial amount of research about electrode wear. In this study a control method for micro-EDM using discharge pulse counting is proposed. The method is based on the assumption that the removed workpiece volume is proportional to the number of discharge pulses, which is verified from experimental results analyzing geometrically machined volume according to various number of discharges. Especially, the method has an advantage that electrode wear does not need to be concerned. The proposed method is implemented to an actual micro-EDM system using high speed data acquisition board, simple counting algorithm with 3 axis motion system. As a result, it is demonstrated that the volume of hole machined by EDM drilling can be accurately estimated using the number of discharge pulses. In EDM milling process a micro groove without depth variation caused by electrode wear could be machined using the developed control method. Consequently, it is shown that machining accuracy in drilling and milling processes can be improved by using process control based on the number of discharge pulses.
Polycarbonate (PC) and Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) was welded through a combination of a diode laser and CNC. Laser beam passed the transparent PC and was absorbed in an opaque ABS. Polymers were melted and welded by absorbed and conducted heat. Experiments were carried out by varying working distance from 44mm to 50mm for the focus spot diameter control, laser input power from 10W to 25W, and scanning speed from 100 to 400mm/min. The weld bead size and the specimen cross-section were analyzed, and tensile results were presented through the joint force measurement. With focus distance at 48mm, laser power with 20W, and welding speed at 300mm/min, experimental results showed the best welding quality which bead size was 3.75mm and the shear strength was $22.8N/mm^2$. Considering tensile strength of ABS is $43N/mm^2$, shear strength was sufficient to hold two materials. A single process was possible in CNC machining processes, surface processing, hole machining and welding. As a result, the process cycle time was reduced to 25%. Compared to a typical process, specimens were fabricated in a single process, with high precision. By combining two operations processes developed process gained 50% more efficiency.
The structure of the machinery industry due to the 4th industrial revolution is changing from precision and durability to intelligent and smart machinery through sensing and interconnection(IoT). There is a growing need for research on prognostics and health management(PHM) that can prevent abnormalities in processing machines and accurately predict and diagnose conditions. PHM is a technology that monitors the condition of a mechanical system, diagnoses signs of failure, and predicts the remaining life of the object. In this study, the vibration generated during machining is measured and a classification algorithm for normal and fault signals is developed. Arbitrary fault signal is collected by changing the conditions of un stable supply cutting oil and fixing jig. The signal processing is performed to apply the measured signal to the learning model. The sampling rate is changed for high speed operation and performed machine learning using raw signal without FFT. The fault classification algorithm for 1D convolution neural network composed of 2 convolution layers is developed.
Recent mold industry uses many roll-to-roll processes that can produce high production speed and precision machining and automation process. In the circular cylinder mold, however, patterns of less than $10{\mu}m$ are difficult to manufacture and maintain. In this study, we fabricated a circular cylindrical mold with a DLC thin film which have high hardness, low coefficient of friction and high releasability by using lithography and lift-off process. The height, line width, and pitch of the fabricated DLC macro pattern are $3.1{\mu}m$, $9.1{\mu}m$ and $20.2{\mu}m$, respectively. The pattern size is finer than the current applied to the aluminum cylinder type, and this shows the possibility of practical use of DLC micro pattern roll mold.
In order to process more complicated and higher-precision parts, generally, an additional axis for a machine tool is needed which was an approach to minimize the cost of tool modification. A table with a rotary reducer that can rotate through the axis of the gear system was employed to a machine tool to achieve the purpose of adding an extra motion axis. In general, the motion of the rotary reducer is driven by a worm/wheel or helical gear system, which is different from the hypoid helical gear structure that used in this research. Reliability of guarantee of high accurancy throughout the whole life cycle is on of the critical factors to evaluate a rotary reducer in this field. In this paper, in order to evaluate life-time of rotary reducer, a low-cost accelerated life test was developed to satisfy the demands of clients.
전자제어식 차동제한 장치는 기계식에 비해서 능동제어가 가능하고 응답성이 좋아 기계식을 대체해 나가고 있다. STS 304 재질의 코일 하우징은 전자제어식 차동제한장치의 솔레노이드 어셈블리에서 가장 중요한 부품이다. 코일 하우징의 제조시 높은 형상 정밀도가 필수적이나, STS 304의 박판 사용과 가공변수의 변동으로 정밀 가공이 어렵다. 본 연구의 목적은 코일하우징의 가공조건에서 강건해를 구하여 평균과 변동을 최적화 하는 것이다. 코일하우징의 형상정밀도 평균과 표준편차를 최소화 하기 위한 주요 변수로 조의 척킹압력, 절삭속도, 이송속도의 평균과 표준편차가 고려됐다. 가공변수의 변동을 고려하여 평균과 표준편차를 모두 최소화 하는 최적의 조건을 선정하고자 반응표면모델 기반 2차 테일러 전개를 통한 강건 최적설계를 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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