• 한국정밀공학회지
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• 제21권1호
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• pp.51-60
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• 2004

Ball-end milling is one of the most common manufacturing processes for the parts with sculptured surface. However, the conventional roughness model is not suitable for the evaluation of surface texture and roughness under highly efficient machining conditions. Therefore, a different approach is needed for the accurate evaluation of machined surface. In this study, a new method, named ‘Ridge method’, is proposed for the effective prediction of the geometrical roughness and the surface topology in ball-end milling. Theoretical analysis of a machined surface texture was performed considering the actual trochoidal trajectories of cutting edge. The characteristic lines of cut remainder are defined as three-types of ‘Ridges’ and their mathematical equations are derived from the surface generation mechanism of ball-end milling process. The predicted results are compared with the results of conventional method. The agreement between the results predicted by the proposed method and the values calculated by the simulation method shows that the analytic equations presented in this paper are useful for evaluating a geometrical surface roughness of ball -end milling process.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.74-81
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• 2013

The high-speed machining in the manufacturing industry field has been widely applied for parts of vehicles, aircraft, ships, electronics, etc., recently, because the effect of cost savings for shortening processing time and improving productivity is great. The purpose in this study is to investigate the effect of cutting depth on the surface roughness of workpiece with the spindle rotational speed and feed rate of high-speed machines as a parameter to find the optimal depth in the finishing for ball end mill of the aluminum alloy 7075 which is used much in aircraft parts. When the cutting depth for the respective feed rate and spindle rotational speed is varied from 0.1 mm to 0.7 mm at intervals of 0.2 mm in the wet finishing of the aluminum alloy 7075 by the insoluble cutting oils and high-speed machining used in the rough machining of previous study, the surface roughness values and the cutting temperature are measured. In addition, the cutting surface shapes of test specimens are observed by optical microscope and compared with respectively. It is found that the surface roughness values and the temperature generated during machining are increased as the feed rate and cutting depth are raised, but those are decreased as the spindle rotational speed is increased.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권11호
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• pp.115-121
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• 2017

의료용 디지털 영상 및 통신 표준과 5축 가공기술의 융합적 연구를 통하여 맞춤형 인공관절의 기초적 지식을 얻고자 하였다. 연구방법으로 의료영상의 위팔뼈에 대해 3차원 모델링을 생성하고 케미컬우드 소재로 형상을 가공하여 해부학적 특징과 모델링 가공 연산시간을 비교하였다. 그 결과 스테레오리소그래피 모델링이 아이제스 모델링에 비해 중삭 2배, 정삭 10배 정도로 시간이 많이 소요되었다. 5축 가공된 위팔뼈는 해부목, 큰돌기, 작은돌기, 결절사이 고랑의 해부학적 구조가 3차원 의료영상과 동일한 특징으로 나타났다. 이와 같이 위팔뼈의 외과목 언더컷 등 다양한 형태의 구조가 5축으로 가공되는 융합적 가공 기술들은 인체의 정밀한 모형을 추구하는 맞춤형 관절 제작 시 향후 적용 가능성이 높음을 알 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권7호
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• pp.62-69
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• 2004

This paper presents an experimental study on the dimensional error in ball-end milling. In the 3D free-formed surface machining using ball-end milling, while machining conditions are varied due to the Z component of the feed and existing hemisphere part of the ball-end mill, the mechanics of ball-end milling are complicated. In the finishing, most of cutting is performed the ball part of the cutter and the machined surface are required the high quality. But the dimensional errors in the ball-end milling are inevitably caused by tool deflection, tool wear, thermal effect and machine tool errors and so on. Among these factors, the most significant one of dimensional error is usually known as tool deflection. Tool deflection is related to the instantaneous horizontal cutting force and varied the finishing cutting path. It lead to decrease cutting area, thus resulting cutting forces but the dimensional precision surface could not be obtained. So the machining experiments are conducted fur dimensional error investigation and these results may be used for decrease dimensional errors in practice.

• Design & Manufacturing
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• 제16권4호
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• pp.17-23
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• 2022

Recently, several studies are being conducted to achieve a curvature of 180° or more for the edge of the display glass. The thermocompression molding process is applied to the manufacture of curved glass, and high hardness G5 graphite is used as the mold material to withstand the impact applied to the mold. G5 graphite has high hardness and strong brittleness, which makes tool wear and surface damage easy during machining. Therefore, the demand for diamond-coated tools with good mechanical properties is increasing in the G5 machining field. In this study, the optimal cutting conditions and machinability of a nanodiamond (NCD) coated ball end mill being developed by a tool manufacturer were analyzed and evaluated. For this purpose, the same test was performed on the microdiamond (MCD) coated ball end mill and compared together. In summary, the machinability of MCD and NCD coated tools showed better cutting performance at a cutting speed of 282 m/min, a feed rate of 1,400 mm/min, and a radial depth of cut of 0.08 to 0.1 mm.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.33-55
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• 2016

PVD(Physical Vapour Deposition)코팅은 70년대 미국의 Multi-arc이란 기업에 의해 질화물계나 탄화물계 피막 증착이 가능한 아크이온플레팅(Arc Ion Plating) 기술이 산업에 소개되어, 주로 내마모나 내구성을 요구하는 금형, 절삭공구, 산업용 부품 분야 등에 적용되면서 꾸준한 성장세를 거듭해 왔다. 최근 들어 PVD기술은 그 수요의 급증과 더불어 보다 진화된 형태의 코팅장치 및 코팅피막들이 산업에 소개 되고 있다. 먼저 절삭가공분야에는 new composition, nano composite, multi-element composition, multi-layer, SML(Self Modification Layer)등의 코팅피막들이 단독 또는 조합된 형태로 개발되어 철계 소재를 대상으로 고경도 소재의 고속가공, 저경도~중경도 소재의 중속~고속 광범위영역에서 동시 절삭을 가능케 하였고, 비철.비금속 소재 절삭용으로 종전의 가스방식의 DLC(a-C:H)코팅을 훨씬 능가하는 ta-C Plus(Ultra super DLC) 코팅이 개발되어 고 Si함량의 Al-Si계 합금, Cu-W계, 고 섬유 CFRP, CFRM 및 반소결 상태의 세라믹 소재들을 황삭에서 정삭까지 단일 공정으로 절삭이 가능한 고성능 공구들이 개발보급되고 있다. 금속 성형분야에는 고장력 강판을 냉간에서 성형 가능한 Lubricative multi-layer coating, 열간 또는 고온에서 성형이 가능한 functional multi layer과 이형성이 더한층 개선된 dimpled(or embossed) functional multi layer 코팅들이 개발되어 산업현장에 빠르게 확산되고 있다. PVD 코팅의 또 다른 주요 적용분야로 의료분야를 들 수 있는데, 이는 코팅의 대다수가 고경도의 생체친화적인 특성을 가진데 착안되었으며, 흔히 현대성 질환이라 일컫는 과민성 체질, 과체중 및 허약체질 환자의 증가와 각종 재해 및 사고의 증가 및 인간 수명 증가에 따른 인공적인 시술의 요구증가에 편승하여 이 분야의 시장 또한 가파르게 성장하고 있다. 또한 대량으로 양산 적용단계에 접어든 자동차 핵심부품들을 비롯해서 각종 산업용, 방산용 기계 부품에도 성능 향상, 내구성 향상, 환경친화성 등 다양한 목적으로 확대 적용되고 있는 사례들을 본 발표를 통해 간략하게나마 소개하고자 한다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.12-12
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• 2009

터빈에서 핵심부품인 로터는 블레이드를 원심 운동시키는 대형 단조강이며, 고압의 증기 조건에서 고속회전하며 고온에서 운전과 저온에서 과속시험 동안 높은 원심력을 받는다. 또한 기동/정지 천이 동안 열응력을 받기 때문에, 이러한 운전조건에 부합되는 소재로서는 높은 Creep 강도 및 피로강도를 가지는 CrMoV type의 강종이 사용되어져 왔다. 발전소의 대용량화 및 고온화에 따라 종래의 증기조건에서 사용되어져 왔던 1%CrMoV강은 내산화성 및 내부식성이 문제가 되어 더 이상 사용이 불가하며, 고온/고압하에서도 우수한 소재 특성을 가지는 12%Cr강의 사용이 필수적이다. 그러나 12%Cr강으로 제작되는 로타는 Cr 양이 높기 때문에 저널부에 Galling 또는 Scuffing 이라 불리는 부적절한 마모현상과 사용 중 소착이 발생하기 쉬운 단점이 있기 때문에, 저널부에 Cr 함유량 2~3% 이하의 저합금강을 오버레이 용접하여 육성하는 일체형 가공구조의 로타 저널부가 주목되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 Large scale 로타가 용접 도중 급열 및 급냉이 되지 않으면서 균일한 온도로 일정 시간 유지할 수 있는 열관리 장치 개발, 최적 오버레이 용접조건 선정 및 용접부 건전성 시험 평가를 통하여 12%Cr 로타 저널부의 최적 오버레이 용접공정을 확립하고자 하였다. 용접 열관리 장치는 전기저항 가열방식을 적용하고 있으며 용접이 최종 완료되기 전까지 로타 제품 전체는 $93^{\circ}C$이상의 온도로 유지 되어져야 하며, 규정 용접후열처리 온도는 $650^{\circ}C{\pm}14^{\circ}C$ 이다. 또한 로타 오버레이 용접은 모재 Set up $\Rightarrow$ 용접예열 $\Rightarrow$ GTA용접 $\Rightarrow$ SA용접 $\Rightarrow$ 용접후열(Post heating) $\Rightarrow$ 용접후열처리(PWHT) $\Rightarrow$ 정삭가공 $\Rightarrow$ NDE(UT) 순으로 수행 되어진다 실제 로타의 1/3 Scale로 시험편을 제작하여, 오버레이 mockup 시험을 수행한 후 화학성분, 경도 분포, 인장강도, 충격인성 및 굽힘시험을 수행한 결과, 오버레이 용접에서 요구되어지는 용접 물성값을 만족하는 것으로 확인되었다. 또한 균열 등의 선형 결함이나 기공, 슬라그 혼입과 같은 결함은 관찰되지 않았으며, 용접 시 아크의 안정성과 슬라그의 박리성은 양호하였으며 비드의 외관도 미려하여 용접 작업성도 양호하였다.