• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1993.10a
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• pp.351-356
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• 1993

최근의 프로세스 공업화에 있어서 생산Line의 장치나 기계류는 점차 대형화, 고속화,연속화,복잡화되고 있다. 또한, 기계가공공업,자동차공업,기계,전자부품의 가공조립등의 생산설비는 각설비가 고도로 자동화되고 있는 실정으로 공장 전체의 유기체적인 제어 및 감독을 필요로 하고 있다. 마찬가지로 기계부품제작산업도 CNC.FMS등으로 점차 조작화,자동화됨에 따라 공작기계 장치나 기계류등의 이상이나 고장으로 생산 및 품질에 미치는 영향도 종래와 비교할 수 없을 정도로 중요시 되고 있는 실정이다, 이와같이 설비의 안전성을 도모하고 고신뢰도를 부여하기위해서는 기계설비의 이상 및 고장진단이 필수적이며, 공장 자동화와 함께 공작기계자체의 고장 및 이상진단을 실시하고, 검출된 신호의 크기등으로 고장상태를 판정해야만 한다. 공작기계에서 동적인 회전시스템을 이루는 주축용베어링의 손상은 제작하고자 하는 제품의 정밀도 표면거칠기등의 저하 뿐만아니라 시스템 전체의 기능까지도 떨어뜨리는 요인이 될수 있으므로 베어링 상태를 진단하여 송상유무를 판단하는것은 필수적이라 생각된다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1995.04b
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• pp.215-219
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• 1995

요사이 공작기계는 고생산성을 위해 고속절삭과 강력 절삭이 가능하도록 설계되고, 고성능의 Controller를 부착하여 이송과 공구착탈에 필요한 비절삭 시간을 급격히 단축시켜 나가고 있다. 본 연구에서는 공작기계 주축 베어링의 비대칭 벌열의 원인과 발열형태를 이론적으로 예측하고, 실험에 의해 비대칭 발열과 냉각특성 을 운전조건 별로 확인하였다. 또한 비대칭 발열이 주축대의 열변형에 어떤 영향을 미치는지 알기 위해 유 한요소법에 의해 열변위 특성을 분석하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.1
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• pp.105-111
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• 2013

The spindle is the main component in machine tools. The static and dynamic characteristics of the spindle directly affect the machining accuracy of workpieces. The characteristics of the spindle depend on the shaft size, bearing span, built-in motor location, and so on. Therefore, the appropriate selection of these parameters is important to improve the spindle characteristics. This paper presents the analysis of the static and dynamic characteristics and optimization design of a 40,000-rpm high-speed spindle. Statistical analysis for optimization and finite element analysis were performed. This study uses the response surface method to optimize the objective function and design factors. The targets are the natural frequency and displacement. The design factors are the shaft length, shaft diameter, bearing span, and motor location. The optimized design provides better results than the initial model, and these results are expected to improve the static and dynamic characteristics of the spindle.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.12 no.5
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• pp.5-17
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• 1995

기술과 과학이 끊임없이 발달되고 있는 가운데 생산기술과 생산공업도 비약적으로 발달되고 있다. 공작기계에 대한 요구사항은 일반적으로 고정도화, 고속도화 그리고 고능률화 나아가서는 자동화이다. 다시 말해서 더욱 좋은 품질(고정도화)과 저렴한 가격(고능률화)의 제품을 빨리 사용자에게 공급(고속화)할 수 있고, 다양한 제품을 만들 수 있는 공작기계가 요구되는 것이다. 고능률화 또는 고속화를 위해서는 고속절삭가공을 실현해야하며 그러기 위해서는 Spindle(주축)의 회전수를 높이고 각 축의 이송 속도가 빨라야 되며 절삭 이송을 고속화하여야 한다. 그리고, 머시닝센터에서는 공구를 자동으로 교환하는(ATC)을 신속히 해야 한다. 이와 같은 고속 공작기계에 대한 요구는 점점 많아지고 있으며 공작기계전시회가 열릴때마다 고속도화는 점점 진전되고 있다. 최근에는 주축의 회전수가 10,000$min^{-1}$은 보통이고 최고 40,000$min^{-1}$이상에 도달하고 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1992.10a
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• pp.91-95
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• 1992

현재 대부분의 공작기계에서는 모터의 동력을 주축으로 전달하기 위해서 커플링, 밸트,기어 등을 사용하고 있지 만 주축이 고속회전할 수록 커플링 구동방법에서는 주축과 모터의 미스얼라인먼트에 의한 진동과 소음이 커지고 벨트 구동방법에서는 원심력에 의한 벨트 장력의 증가 및 벨트의 파손현상, 벨트와 풀리간의 미끄럼현상 등이 발생하며, 기거 구동방법에서는 기어간의 금속접촉에 의한 진동과 소음이 증대하게 된다. 본 연구에서는 모터내장형 주축의 동특성을 체계적으로 해석하기 위해서 유한요소모델을 도입하였다. 특히 공작기계 주축은 세장비가 비교적 작기 때문에 Timoshenko보 이론으로 모델화하였고, 여러장의 얇은 철심용 강판들도 적층된 내장형 모터의 회전부(rotor)는 굽힘변형 및 전단변형에 대해서 상당 수준의 강성효과를 나타내기 때문에 질량효과 외에도 그 강성효과를 수학적 모델에서 고려하였다, 또한 진동실험 결과로 부터 모터회전부의 강성특성을 규명하는 방법을 제시하였으며, 제안된 규명방법의 유용성은 모터내장형 주축에 대한 모드매개변수의 이론값과 실험값을 비교함으로써 입증하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Machine Tool Engineers Conference
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• 1996.03a
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• pp.56-60
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• 1996

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• v.5 no.4
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• pp.90-97
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• 1996

The thermal deformation of a machine tool spindle influences the performance of the manufacturing systems for precision products. In this research, thermal analysis of a high speed machine tool spindle with the rolling bearing and the built-in motor is carried out by using Finite Difference Method. The thermal boundary conditions describing the heat generation in the bearing and built-in motor are considered in the simulation. And various convective boundary conditions are assumed with the empirical formula in the references. From the simulation results, the characteristics of each element affecting the dynamic thermal behaviour of the machine tool spindle system have been clarified. Therefore, this model can be well applied to the future development of the high speed spindle systems.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.12 no.6
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• pp.5-12
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• 1995

전술한 바와 같이 공작기계 기술은 고정밀화, 고속화 고성능화의 추세로 발전해 나가고 있다. 고속 절삭이라고 하면 직감적으로 주축이 수만 rpm으로 회전하면서 어떤 재료를 가공할 수 있는 MC의 고속 주축을 생각하게 된다. 그러나, 이와 같은 고속절삭은 A1이나 Plastic등 재료를 가공 하는데 국한되고 있으며, 철계금속의 고속절삭이란 정의는 절삭속도를 수백m/min의 초고속 가공 뿐만 아니라 '가공시간의 단축'도 고속 가공의 정의에 포함시켜서 이해해야되며 가공물의 소재가 일반 강철, 열처리된 강철, Ceramics재료, 난삭재료 등의 고속절삭을 위해 개발된 Tooling기술에 대한 검토 필요성이 급속히 증가하고 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1996.11a
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• pp.615-620
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• 1996

생산성의 향상을 위하여 공작기계의 고속가공이 필요하고 이를 위한 연구가 상당히 진행되고 있다. 단위 시간당 절삭량을 올리고 알루미늄과 같은 연질 금속의 가공을 위하여 주축을 고속화하는 것이 매우 중요하나, 각 요소간의 마찰로 인한 발열에 의해 베어링의 수명단축이나 열변형 등을 동반하여 정밀도가 떨어지게 된다.(중략)

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.20 no.7
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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)