Electrochemical machining (ECM) is an effective manufacturing method for difficult-to-machine materials and is widely used in the precision manufacturing of aerospace components. In recent years, the requirements for the machining accuracy and surface integrity of ECM have become increasingly stringent. To further improve the machining quality, this work investigated the intricate laws between electrolyte filtration accuracy and machining quality. Electrolytes with different filtration accuracies were compared, and a numerical simulation was used to evaluate the change in temperature and bubble rate of the flow field in the machining area. Experiments were conducted on ECM of Ti-6Al-4V (TC4) alloy workpieces using electrolytes with different filtration accuracy. The workpiece machining accuracy and surface quality were analyzed, and the repetition accuracy of the workpiece was evaluated. The intricate laws between electrolyte filtration accuracy and machining quality were explored. It was found that when the electrolyte filtration accuracy is improved, so too is the machining quality of the ECM. However, once the filtration accuracy has reached a certain value, the machining quality has extremely limited improvement. By evaluating the repetition accuracy of processed workpieces in electrolytes with different filtration accuracies, it was found that when the filtration accuracy reaches a certain value, there is no positive correlation between the repetition accuracy and filtration accuracy. The result shows that, for the workpiece material and conditions considered in this paper, an electrolyte with 0.5㎛ filtration accuracy is suitable for the wide application of precision ECM.
Ultrasonic machining technology has been developed over recent years for the manufacture of cost-effective and quality-assured precision parts for several industrial application such as optics, semiconductors, aerospace, and automobile. Ultrasonic machining process is an efficient and economical means of precision machining of ceramic materials. The process is non-thermal, non-chemical and non-electric and hardly creates changes to the mechanical properties of the brittle materials machined. This paper describes the characteristics of the micro-hole of $\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$ by ultrasonic machining with tungsten carbide tool. The effects of various parameters of ultrasonic machining, including abrasives, machining force and pressure, on the material removal rate, hole quality, and tool wear presented and discussed. The ultrasonic Machining of micro-holes in ceramics has been under taken and the machining mechanism in the ultrasonic machining of ceramics based on the fracture-mechanics concept has been analyzed.
One of the major limitations of productivity and quality in machining is machining accuracy of the machine tools. The machining accuracy is affected by geometric, volumetric errors of the machine tools. This paper suggests the enhancement method of machining accuracy for precision machining of high quality metal reflection mirror or optics lens, etc. In this paper, we study 1) the compensation of linear pitch error with NC controller compensation function using laser interferometer measurement, 2) the method for enhancing the accuracy of NC milling machining by modeling and compensation of volumetric error, 3) the generation of the parabolic face profile. And the method is verified by the parabolic face machining experiment with a vertical three axes NC milling machine. After this study, we will inspect using On-machine measurement and study the repetitive machining by a compensated path
Machining quality has been improved with the development of cutting tools. However, it is difficult to obtain a high degree of quality in machining a deep pocket with a long end mill, since machining accuracy is mainly dependent on the stiffness of the cutting tool and tool holder. To improve machining quality in machining a deep pocket using an end mill, the performance by cutting condition compare with others. Owing to this problem, it is necessary to select suitable tool and holder in the deep pocket machining. In this study, the hydraulic holder for the high speed machining is introduced and the performance of that is compared with others according to cutting conditions. The cutting parameters involved were; slenderness ratio in the range of 3 to 6 (L/D), radial depth of cut from 0.01 to 0.05 mm. Cutting force and surface roughness, precision of form were observed during the experiment to investigate cutting state.
Machining processes produce high accurate metallic parts in metal working industries. Lubrication for machining enhances quality of machined surface and it prolongs the life of cutting tools. Since lubricant is poisonous to human body and environment, it causes occupational diseases for workers and air pollution in environment. Because of these problems generated, developed countries do not permit the excessive usage of lubricant in machining shops. This research focuses on the development of MQL machining technique that consumes minimal amount of lubricant, which reduces possible outbreak of occupational diseases and air pollution. This research sets experimental equipments for MQL machining. Experiments for this study are designed with major machining parameters in MQL. Through the analysis of experiments, this paper presents the optimal machining parameters.
Titanium alloy (Ti-alloy) is widely used as a material for core parts of aircraft structures and engines that require both lightweight and heat-resistant properties owing to their high specific stiffness. Most parts used in aircraft have I-, L-, and H-shaped thin-walled structures for weight reduction. It is difficult to machine thin-walled structures owing to vibrations and deformations during machining. In particular, cutting tool damage occurs in the corners of thin-walled structures owing to the rapid increase in cutting force and vibration, and machining quality deteriorates because of deep tool marks on machined surfaces. In this study, milling experiments were performed to derive an effective method for machining a L-shaped thin-walled structure with Ti-alloy (Ti-6Al-4V). Three types of machining experiment were performed. The surface quality, tool wear, cutting force, and vibration were analyzed comprehensively, and an effective machining method in terms of tool life and machining quality was derived.
In modem manufacturing industries such as the airplane and automobile, aluminum alloys which are remarkable in durability have been utilized effectively. High-speed machining technology for surface roughness quality of workpiece has been applied in these fields. Higher cutting speed and feedrates lead to a reduction of machining time and increase of surface quality. Furthermore, the reduction of time required for polishing or lapping of machined surfaces improves the production rate. Traditional milling process for high speed cutting can be machined with end mill tool. However, such processes are generally cost-expensive and have low material removal rate. Thus, in this paper, face milling cutter which gives high MRR has developed face milling cutter body for the high speed machining of light alloy to overcome the problems. Also vibration experiment to detect natural frequency in free state and frequency characteristics during machining are performed to escape resonance.
This study investigates the effects of machining parameters as they relate to the quality characteristics of machined features. Two most important quality characteristics are set as the dimensional accuracy and the surface roughness. Before any newly acquired machine tool is put to use for production, it is important to test the machine in a systematic way to find out how different parameter settings affect machining quality. The empirical verification was made by conducting a Design of Experiment (DOE) with 3 levels and 3 factors on a state-of-the-art Cincinnati Hawk Arrow 750 Vertical Machining Center (VMC). Data analysis revealed that the significant factor was the Hardness of the material and the significant interaction effect was the Hardness + Feed for dimensional accuracy, while the significant factor was Speed for surface roughness. Since the equally important thing is the capability of the instruments from which the quality characteristics are being measured, a comparison was made between the VMC touch probe readings and the measurements from a Mi-tutoyo coordinate measuring machine (CMM) on bore diameters. A machine mounted touch probe has gained a wide acceptance in recent years, as it is more suitable for the modern manufacturing environment. The data vindicated that the VMC touch probe has the capability that is suitable for the production environment. The test results can be incorporated in the process plan to help maintain the machining quality in the subsequent runs.
Machining tool conditions directly affect to quality of product and productivity of manufacturing. Many researches performed for tool condition monitoring in machining process to improve quality and productivity. Conventional methods use characteristics of signal for cutting force, motor current consumption, vibration of machine tools and machining sound. Recently, diameter of machining tool is become smaller for minimizing of mechanical parts. Tool condition monitoring using conventional methods are relatively difficult because micro machining using small diameter tool has low machining load and high cutting speed. These days, the direct monitoring for tool conditions using vision system is performed actively. But, vision system is affected by external conditions such as back ground of image and illumination. In this study, minimizing technology of external conditions using distribution analysis of image data are developed in micro machining using small diameter drill and tap. The image data is gathered from vision system. Several sets of experiment results are performed to verify the characteristics of the proposed machining technology.
Purpose: The improvement of yield and quality in product manufacturing is crucial from the perspective of process management. Controlling key variables within the process is essential for enhancing the quality of the produced items. In this study, we aim to identify key variables influencing product defects and facilitate quality enhancement in CNC machining process using SHAP(SHapley Additive exPlanations) Methods: Firstly, we conduct model training using boosting algorithm-based models such as AdaBoost, GBM, XGBoost, LightGBM, and CatBoost. The CNC machining process data is divided into training data and test data at a ratio 9:1 for model training and test experiments. Subsequently, we select a model with excellent Accuracy and F1-score performance and apply SHAP to extract variables influencing defects in the CNC machining process. Results: By comparing the performances of different models, the selected CatBoost model demonstrated an Accuracy of 97% and an F1-score of 95%. Using Shapley Value, we extract key variables that positively of negatively impact the dependent variable(good/defective product). We identify variables with relatively low importance, suggesting variables that should be prioritized for management. Conclusion: The extraction of key variables using SHAP provides explanatory power distinct from traditional machine learning techniques. This study holds significance in identifying key variables that should be prioritized for management in CNC machining process. It is expected to contribute to enhancing the production quality of the CNC machining process.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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