Ball end milling of sculptured surface models by considering machinability

절삭성을 고려한 자유곡면 모형의 볼 엔드 밀링가공에 관한 연구

As compared with other cutting types, the ball end milling process causes a complexity in cutting system and a falling-off of machinability. In order to increase the productivity and efficiency in th NC machining of sculptured surfaces, this study carried out the qualitative linearized evaluation about the ball end milling system and applied their practical expressions to the technological processor at the cutter path planning stage. The evaluated expressions were proved to be adequate for practical use from an accuracy point of view and the estimation models were applied to sculptured surface machining processes for finding variable machining conditions. Consequently, it was recognized that variable machining conditions bring about the dispersion of force system and the reduction of machining time by more than 50%.

본 연구에서는 이와 같은 구비조건과 문제점들을 해소하기 위하여 Fig.1과 같 이 볼 엔드 밀링의 절삭성과 경제적 절삭 속도식을 실용식의 형태로 표현하여 절삭조 건의 최적화를 위한 구속조건으로 설정하였고, 이를 자유곡면의 절삭경로 산출과정에 서 구속조건을 만족하면서 부품당의 생산비를 최소로 하는 스핀들속도와 이송속도를 결정하는 데에 적용하였다. 그리고 이는 실험모형에의 적용예를 통해 계산시간과 정 확도 및 절삭효과 등에 있어서 실용화의 가능성을 검토하였다. 이때 절삭력계를 해 석 함에 있어서는 기하학적 절삭 파라미터들에 대해 무차원적으로 정의된 절삭작용 누 적계수(accumulating coefficient)들을 이용하여 절삭력계를 선형화 된 실용식으로 표 현하였으며, 절삭 상수들과 절삭작용 누적계수들의 선형적 표현에 의해 평균 절삭력계 를 계산한 후, 토크 패턴 모델에 의해 절삭력 집중비를 구함으로써 실 절삭계의 주변 력(peripheral force), 드러스트, 토크, 동력 등을 예측하였다. 또한 절삭속도의 결 정에 있어서는 경제적 절삭속도 예측모델을 설정하여 가공비를 최소로 하는 절삭속도 를 선정토록 하였다.