최근 산업의 발달에 따라 각종 기계요소들은 강도, 경량화, 정밀도와같은 측면에서 엄격한 설계기준이 요구 되고 있고, 또한 첨단기술이 적용되는 다양한 전자부품에서 초정밀 가공을 필요로하고 있어, 이러한 기계요소 들의 품질향상을 위해서는 기계가공면에 관한 연구가 필연적으로 뒷받침 되어야 한다. 기계 가공면에 관한 연구에 있어서 반드시 고려되어야 할 요소는 surface integrity로서 이는 물리적 요소들을 포함하는 가공면의 성질이나 특성을 지칭하며, 피삭재의 정밀도 영향 평가나 고응력을 받는 부품의 설계시반드시 고려되어야 할 요소이다. 본 연구에서는 연속재결정법을 기계가공면에 도입하여 SUS304가공면에 형성된 소성스트레인을 평 가함과 동시에 이것의 신뢰도를 바탕으로기계가공면에 생성된 소성스트레인과 절삭조건과의 관계를 규명하고자 한다.
Micro/Meso 기계적 가공은 기존 MEMS 공정에서 제작할 수 없었던 높은 세장비(aspect ratio)를 가지는 제품을 가공할 수 있을 뿐만 아니라 보다 높은 가공 정밀도를 획득할 수 있다. 따라서, 미소 부품에 대한 마이크로/매소 단위의 미세 절삭 가공을 위해서는 공간적 측면과 에너지 소비, 정밀도 측면에서 효율적인 시스템을 구성하기 위해서 마이크로 머시닝 전용 기계가 요구된다. 이에 본 연구에서는 '마이크로 팩토리' 의 기본 공작기계인 마이크로 선반을 개발하여 초정밀 미소 절삭에 대한 연구를 진행 중에 있다.(중략)
공작기계의 기본은 POSITION ACCURACY이다. XYZ 3축 직선운동 복합으로 거의 모든 형태를 표현할 수 있다. 3축 각각의 직선운동만 정확하면 정밀한 절삭가공이 된다는 뜻이다. 직선운동의 정확도를 기하기 위하여 볼스크류 를 쓰고 기아도 그라인딩을 한다. POSITION ACCURACY는 NC-CONTROLLER를 사용하면서 극대로 증가한다. 이것이 공작기계의 원리이다. 항공기의 조립은 공작기계가 갖고 있는 X Y Z 3축의 복합만으로는 STROKE가 짧아 표현할 수 없는 상당히 긴 STROKE이면서 공간의 위치가 요구된다. 이를 찾는 방법은 지극히 정밀한 LENS를 동원한 OPTICAL TOOL을 쓰는 것이 가장 용이하다. 항곡부품의 위치도 OPTICAL TOOL을 사용하는 것이 가장 용이하다. 물론 건축용 OPTICAL TOOL보다 항공용은 몇배 더 정밀하다.
최근의 높은 생산성을 향한 NC 혹은 CNC 공작기계를 이용한 기계가공의 자동화 및 작업 공간 내부에서의 오차측정이라는 시대적 조류와 함께, 기계가공 오차의 보상 제어, 혹은 형상 및 치 수의 적응 제어(Geometric Adaptive Control, GAC)는 이미 여러 선진국가에서 주목을 받아 왔고, 병기 공학을 포함한 여러 분야에서 정밀도의 향상에 대한 요구는 높아만 가고 있어 이 방향에 대한 계속적인 연구가 요망된다. 더군다나 전자 및 광전자적인 계측 제어 기구의 발달과, 저렴 하고 높은 성능의 마이크로 컴퓨터의 등장으로 GAC를 통한 정밀도 향상은 더욱 가능하여졌다.
광학용 정밀유리와 건축용 패널유리 전문가공을 위한 CNC Glass Scribing Machine 을 개발하였다. 이제까지는 고품질의 고가기계를 수입하여 사용하던가 간이 자동화된 자체 개발기계를 사용하여 여유있게 절단한후 연삭가공에서 정밀칫수를 맞추는 작업을 해왔었다. 그러나 금번 개발된 기계를 사용하여 작업한 결과 연삭공정을 생략할수 있음은 물론 가공칫 수 정밀도도 일급 수준을 얻을수 있었다. 그러나 아직 세계일류의 품질과 성능은 도달치 못 했다. 생산성 향상을 위한 이송속도 향상설계와 가공칫수 정밀도의 초일급 달성을 위한 초 정밀설계를 통해 품질과 성능에서 세계일류의 상품화 개발과정을 준비중에 있다. 본논문에 서는 본 기계의 개발과정 및 주요요소기술들과 개발 결과를 정리하였다.
형상이 복잡한 정밀기계 부품은 설계시의 선형과 제작후의 선형에 대한 검증이 필수적이므로 정밀계측에 의한 신뢰성 있는 monitoring은 중요한 의미를 지니고 있다. 본 연구에서는 plumb line method로 왜곡보정한 비측량용 사친기로 정밀기계 부품인 스크류우에 대해 초근접 사진 측량을 실시하여 tortion, offset, section, thickness 등의 3차원적 변화를 정밀 해석하였다. 연구결과 비측량용 사진기에 의한 정밀기계 부품의 monitoring을 효율적으로 실시할 수 있었으며, 이의 적용 가능성을 제시할 수 있었다.
The vibration amplitude of boring bar is generally large at the tool tip, because it has the high length-diameter(L/D) ratio. A new dynamic cutting force model is presented by considering the change of shear angle under dynamic cutting. The boring bar is modelled as a cantilever with dynamic force acting at the tool end point. Based on this realistic continuous system model, the equation of motion of borring bar is solved by numerical computations. A good agreement is found between the proposed model and the experimental results.
AE(Acoustic Emission) signal is correlated to workpiece material, cutting conditions and tool geometry during metal cutting. The relationship between AE signal and cutting parameters can be obtained by theoretical model and experiments. The value of CR(Count Rate) is nearly constant in stable cutting, but when the chatter vibration occours, the value of CR is rapidly increased due to the vibration deformation zone. By experimental signal processing of AE, it is more effective than by RMS(Root Mean Square) measurement to detect the threshold of chatter vibration by CR measurement.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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