• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.124-129
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• 2017

본 연구에서는 철도차량의 경량 차체 소재로 주로 사용되는 알루미늄 합금 (Al-6005-T6) 압출재에 대한 마찰교반접합 적용 연구를 수행하였다. 용접속도를 300 mm/min으로 고정시킨 채 회전 공구의 회전속도를 600, 900, 1200, 1600 rpm으로 변화시킬 때 미세구조 및 기계적 특성의 변화에 대해 평가하였다. 특히, 동일 소재에 대해 전통적인 용접방법인 MIG 용접된 시편과의 비교를 통해 마찰교반접합법의 철도차량 적용성에 대해 논하였다. MIG 용접방법과는 달리, 마찰교반접합부에는 미세기공이 발견되지 않았으며, 경도 측정 결과 공구의 회전속도가 빨라질수록 높아진 입열량에 따라 heat affected zone (HAZ)의 범위가 넓어지고 결정립 조대화에 따라 HAZ의 경도 또한 낮아지는 것을 확인하였다. 인장시험 결과 HAZ지역에서 파단이 발생하였으며, 본 연구에서 설정한 공구의 회전속도 범위에서는 nugget 부의 경도 변화는 발견되지 않았으나 rpm이 올라갈수록 인장강도와 항복강도가 떨어지는 경향을 보였으며 이는 경도 시험에서와 같이 HAZ지역의 결정립 크기의 증가로 인한 현상으로 판단된다.

• 융합정보논문지
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• 제9권7호
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• pp.94-99
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• 2019

마찰교반용접법(Friction Stir Welding, FSW)은 1991년에 영국 용접연구소 TWI(The Welding Institute)에서 최초 개발된 후 여러 산업분야에 걸쳐 적용연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 철도차량 차체의 주요 구성 소재인 알루미늄 합금 (Al-6005-T6) 평판 압출재에 대한 마찰교반접합 적용 기초연구를 수행하였다. 접합속도를 500 mm/min으로 고정한 채 회전공구의 회전속도를 600-1600 rpm으로 변화될 때 미세구조와 기계적 물성 변화에 미치는 영향에 대해 평가하였다. 경도 측정 결과 nugget부는 모재의 70% 수준의 경도값을 가지며 설정된 범위 내의 공구 회전속도와 연관성은 관찰되지 않았으며 용접계면에서 약 5 mm 벗어나게 되면 모재의 경도값을 가지는 것으로 확인되었다. 인장시험 결과 회전속도가 올라갈수록 항복강도와 인장강도가 소폭 하락하는 경향을 보였으며 연신률의 변화는 관찰되지 않았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권6호
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• pp.591-598
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• 2012

본 연구에서는 CNC선반을 사용하여 다양한 공구재질과 절삭속도에서 벌크금속유리(BMG)의 절삭 특성을 평가하였다. 선반가공시 Zr-기 BMG의 표면거칠기와 칩 형상을 관찰하여 가공조건에 따른 절삭력과 공구툴 마모 등 절삭 특성을 비교 검토하였다. 직경 8 mm $Zr_{50}Cu_{40}Al_{10}$ BMG시험편의 절삭에는 네 종류의 절삭공구를 사용하였다. 가공후 BMG 시험편의 표면거칠기를 측정하였고, 표면거칠기에 미치는 공구 회전속도의 영향을 조사하였다. 회전속도가 빠를수록 낮은 표면거칠기를 나타내었고, 공구 재질의 영향도 크게 나타났다. 칩 형상의 관찰 결과, 산화를 일으키지 않은 BMG 칩은 단열 전단띠 발생과 함께 나선형상의 형태를 나타내지만, 산화를 일으킨 칩은 국부적으로 용융과 함께 칩들이 뭉치는 현상을 나타내었다. BMG시험편을 가공하는 동안 발생한 절삭력은 TiN-WC에서 가장 큰 값을 나타내고, PCD가 그 다음, Cermet툴에서 가장 작은 값을 나타내었다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집 - 한국공작기계학회
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• pp.497-500
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• 2000

절삭 작업과정에서 발생하는 버는 공구와 피삭재가 만나는 상태에 따라 그 형상이 결정되어진다. 공구와 피삭재 사이의 각, 공구의 회전속도, 이송속도, 피삭재의 종류등은 이러한 버의 형상을 결정하는데 결정적인 역할을 하므로, 실험에 의해서 생성된 단계별 자료를 CAD 및 CAM 데이터와 연관시켜 효율적인 알고리즘을 만들고자 한다. 특별히 공장자동화에 따른 작업의 자동화뿐 아니라 관리 체계의 정립을 위하여 전문가 시스템의 도입 역시 시급히 요구되고 있는 실정이다. 여기서 CAD 데이터는 피삭재에 대한 특징 형상의 정보를 포함하고 있기 때문에 피삭재의 형상에 대한 정보를 얻을 수 있다. 인식된 형상에 대하여 Exit 버 형성시 접점과 Exit Angle을 계산하기 위해 도형의 방향인식이 필요하며, 이를 통해 공구와 피삭재와의 관계를 산출하여 Exit 버의 판별을 수행할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 과정을 수행하는 프로그램을 개발한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권3호
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• pp.181-186
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• 2017

점진 판재 성형은 금형을 제작하지 않고 판재를 가공하는 방법으로써 빠른 시제품 제작과 소량 생산에 적합한 성형법이다. 이러한 점진 판재 성형의 공정 변수로 공구 직경, 매 스탭당 z-방향 깊이, 공구 이송속도, 공구 회전 속도 등은 성형품의 품질에 크게 영향을 미친다. 본 연구에서는 Al5052-O(0.8mm) 판재를 사용하여 Varying Wall Angle Conical Frustum 모델의 점진성형을 실시하였으며, 각각의 변수들의 조합에서 성형성을 판단하였다. 다구찌 기법을 사용하여 점진성형 변수들의 조합을 찾아내고, 그레이 관계형 최적화를 통하여 최적 성형 변수 값의 조합을 찾아 내였다. 최종 성형물의 품질은 성형성, 스프링 백, 두께 감소량을 측정하여 판단하였다. 본 연구의 실험 조건에서의 최적의 변수 조합은 공구직경 6 mm, 회전속도 60rpm, 매 스탭당 z-방향 깊이 0.3 mm, 이송속도 500 mm/min으로 판단되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.560-567
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• 2020

점진판재성형은 금형을 제작하지 않고 판재를 가공하는 방법으로서 빠른 시제품 제작과 소량 생산에 적합한 성형법이다. 이러한 점진판재성형의 공정 변수로 공구 직경, 매 스탭당 Z-방향 깊이, 공구 이송 속도, 공구 회전 속도 등은 성형품의 품질에 크게 영향을 미친다. 본 연구에서는 두께가 1.0mm인 Al3004판재를 사용하여 원뿔절두체(VWACF: Varying Wall Angle Conical Frustum) 모델의 점진성형을 실시하였으며, 각각의 변수들의 조합에서 성형성을 판단하였다. BP신경망 (BPNN: Back Propagation Neural Network)를 기반으로 Minitab 소프트웨어를 사용하여 성형 각도를 예측하는 2 차 수학적 모델을 구축하였다. 또한 이 모델을 유전 알고리즘의 목적함수로 사용하였으며 최대 성형 각도로 얻기 위한 최적의 변수 조합을 찾아내었다. 공구 직경은 6mm, 회전 속도는 180rpm, Z-방향 피치는 0.401mm, 이송 속도는 772.4mm/min일 경우 가장 큰 성형 각도인 87.071°를 갖는 컵을 성형할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1572-1586
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• 1991

본 연구에서는 볼 엔드밀 공구를 사용한 코너가공에서 절삭력을 예측하고, 가 공중 공구의 회전주기에 대한 최대 수평합력(max. resulant force)을 일정하게 유지시 키는 모델을 개발하고, 코너가공에 적용한다. 또 금형가공에는 절삭시간을 많이 소 요하여 생산성이 떨어지게 하는 주요한 원인이 되기 때문에 최대 수평합력을 황삭가공 에 적합하도록 설정하면 본 연구의 결과로 이송속도를 결정할 수 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권1호
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• pp.73-79
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• 2013

본 실험에서는 NIMAX재료를 3차원 측정기 및 백색광간섭계를 이용, 진원도 측정과 표면조도 측정을 하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 절삭특성은 재료의 경도가 큰 관계로 2F의 조건보다 4F의 조건에서 낮게 나타났으며, 주축 회전수 및 공구 이송이 낮을수록 양호하게 나타났다. 3차원 측정기를 통한 진원도 측정은 절삭분력과 같은 4F 조건에서 양호하게 나타났으며, 주축회전수 1,700 rpm, 공구이송속도 85 mm/min의 조건에서 진원도는 양호한 결과를 보였다. 가공면의 표면거칠기는 2F 조건보다 4F의 조건에서 양호하게 나타났으며, 주축회전수 1,700 rpm, 공구이송속도 55 mm/min의 조건에서 Ra $0.4025{\mu}m$값을 보였다.

• 기계와재료
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• 제24권2호
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• pp.96-109
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• 2012

채터진동은 공작기계에서 가공중에 소재와 공구사이에 나타나는 급격한 상대진동을 말한다. 이러한 진동은 가공 소재 품질에 심각한 영향을 미치는 요소일 뿐만 아니라 가공툴과 기계에 손상을 유발시키는 인자이기도 하다. 본 연구는 공작기계의 구동 중 발생되는 채터진동을 실시간으로 감지하여 공구의 회전속도와 이송 속도를 제어하여 자율보정함으로써 보다 빨리 채터진동의 영향을 보상함을 물론 보다 정밀한 가공물을 생산할 수 있는 채터진동 감지 및 보정에 관한 것이다. 실시간 처리를 위하여 본 연구에서의 공작기계의 채터진동 보상장치는 공작기계에 임베디드 형태의 디바이스로 개발되었으며, 구성은 공작기계의 채터진동을 감지하는 센서와 센서로부터 감지된 채터진동에 따라 보상값을 예측하여 산출하는 채터보상기를 포함하여 공작기계의 CNC제어기의 연계 구성됨을 특징으로 한다.

• 한국기계가공학회지
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• 제12권5호
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• pp.129-134
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• 2013

Titanium used in industry has been widely applied for aerospace important parts and automobile important parts, etc. because the titanium is higher in strength compared to the steel and light in weight compared to the steel. This study is to investigate the effect of cutting tool cooling method and cutting time on the spindle speed and feed rate of vertical machining center as a parameter to find the rough cutting time in the medium speed cutting machining of the titanium alloy. It is found that the cutting machining heat are increased as the feed rate, cutting time and spindle speed are raised.