• 한국정밀공학회지
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• 제19권3호
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• pp.137-143
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• 2002

This paper presents the In-process compensation to control cutter runout and improve the machined surface quality. Cutter runout compensation system consists of the micro-positioning servo system with piezoelectric actuator which is embeded in the sliding table to manipulate radial depth of cut in real-time. Cutting force feedback control was proposed in the angle domain based upon repetitive learning control strategy to eliminate chip load variation in end milling process. Micro-positioning control due to adaptive actuation force response improves the machined surface quality by compensation runout effect induced cutting force variation. This result will provide lots of information to build-up the preciswion machining technology.

• 한국CDE학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.161-167
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• 1998

Cutting forces in ball-end milling of slanted surfaces are calculated. The cutting area is determined from the Z-map of the surface geometry and current cutter location. The obtained cutting area is projected onto the cutter plane normal to the Z-axis and compared with cutting edge element location. Cutting force is calculated by integration of elemental cutting forces of engaged cutting edge elements. Experiments with various slanted angles were performed to verify the proposed cutting force estimation model. It is shown that the proposed method predicts cutting force effectively for any geometry including sculptured surfaces with cusp marks and surfaces with pockets and holes.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.161-182
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• 2018

본 연구에서는 퇴적층 암석에서 픽 커터의 절삭성능을 평가하기 위하여 선형절삭시험을 수행하였다. 중국에서 채취된 Linyi사암과 역암을 모사한 콘크리트를 시험체로 사용하였다. 소규모 선형절삭시험장비를 이용하여 다양한 절삭조건하에서 절삭조건에 따른 커터작용력과 비에너지의 변화양상을 평가하였다. 커터작용력은 두 가지 재료 모두에서 압입깊이와 커터간격이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었고 재료의 강도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 반면 최대작용력과 평균작용력의 비율은 재료의 강도에 영향을 받기 보다는 재료의 구성 물질과 절삭특성에 영향을 받는 것으로 판단되었다. 절삭계수는 암석과 픽 커터의 마찰 특성에 영향을 받으나 절삭조건에는 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 따라서 절삭계수와 픽 커터 작용력의 합력방향에 따라 암석의 특성을 고려한 최적의 절삭각도를 선정해야 할 것으로 판단되었다. 한편 절삭조건에 따른 비에너지의 변화양상으로부터 최적 절삭조건을 규명하였다. 두 가지 재료에서 최적 s/p비는 2~4 범위로 도출되었고, 압입깊이가 증가함에 따라 비에너지는 감소하는 경향을 나타내었다. 본 연구의 결과는 픽 커터의 절삭메커니즘 규명을 위한 데이터베이스로 활용될 수 있으며, 픽 커터를 사용한 기계굴착장비의 설계에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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• 제7권3호
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• pp.8-13
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• 2006

Plunge milling process is used for machining hole and is widely used in aerospace, automobile, and die/mold industries. The cutter is fed in the direction of spindle axis which has the highest structural rigidity. The kinematics of plunge milling differs from the traditional turning and milling in aspect of tool engagement and chip generation. This paper proposes the mechanistic cutting force model for plunge milling. Uncut chip thickness is calculated using the present cutter edge position and the previous cutter edge position. Instantaneous cutting force coefficients, which depend only on instantaneous uncut chip thickness, are derived based on the mechanistic approach. The developed cutting force model is verified through comparison of the predicted and the measured cutting forces.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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• pp.151-156
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• 1995

This paper presents a methodology for real-time detecting and identifying the runout geometry of an end mill. Cutter runout is a common but undesirable phenomenon in multi-tooth machining such as end-milling process because it introduces variable chip loading to insert which results in a accelerated tool wear,amplification of force variation and hence enlargement vibration amplitude. Form understanding of chip load change kinematics, the analytical sutting force model was formulated as the angular domain convolution of three dynamic cutting force component functions. By virtue of the convolution integration property, the frequency domain expression of the total cutting forces can be given as the algebraic multiplication of the Fourier transforms of the local cutting forces and the chip width density of the cutter. Experimental study are presented to validata the analytical model. This study provides the in-process monitoring and compensation of dynamic cutter runout to improve machining tolerance tolerance and surface quality for industriql application.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.277-292
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• 2012

본 논문에서는 쉴드 TBM 커터비트의 절삭력 평가를 위한 기초적 연구를 실시하였다. 기존 커터비트 절삭력 분석을 위한 여러 이론식이 존재하지만 기존이론식은 실제 커터비트 절삭력과 차이를 보인다. 따라서 실제 커터비트의 절삭력을 분석하기위하여 축소모형실험을 실시하였으며, 축소모형시험에서 얻은 결과는 기존 이론식과 비교 분석하였다. 이 연구로부터 얻은 결과는 TBM 커터헤드 설계에 있어 기본적으로 매우 필수적인 자료로 활용될 것이라 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.181-191
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• 2014

본 연구는 선형절삭시험 중에 동일한 커터 링 형상을 가진 더블디스크커터와 싱글디스크커터에 발생하는 커터작용력과 각 디스크커터 축에 발생하는 축응력 및 토크를 평가하였다. 선형절삭시험 결과, 선형절삭실험 중에 발생한 더블디스크커터의 연직력과 회전력의 평균값은 싱글디스크커터의 약 두 배 내외인 것으로 측정되었다. 더블디스크커터의 축에 작용하는 축응력의 평균값 역시 연직력과 마찬가지로 싱글디스크커터의 두 배 정도로 나타났지만, 토크의 경우에는 전체적으로 낮은 측정값을 보여 비교의 의미가 없는 것으로 판단되었다. 하지만 더블디스크커터의 연직력의 평균값이 직경 432 mm(17인치) 디스크커터의 허용하중을 상회하기 때문에 테이퍼 롤러 베어링의 내구성능에 대한 검토가 필요한 것으로 판단되었다. 또한 더블디스크커터 축에 작용하는 축응력은 싱글디스크커터의 약 두 배 정도로 발생하였지만, 일반적으로 사용하는 디스크커터 축 재료의 항복강도를 고려할 때 적용 상에 문제가 없는 것으로 나타났다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제28권3호
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• pp.209-216
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• 2003

Red pepper calyx cutting devices using a impacting force by a rotational cutter were devised and tested to obtain the fundamental data for development of a calyx removal unit. Fresh red peppers with 80∼87%(w.b.) of initial moisture contents were used as experimental materials. Square and wire type of rotational cutters were used to cut the red pepper calyx and the fresh red peppers were fed into the device both manually and automatically. Three rotational speeds of 250, 500, 700rpm were selected for a square, and 1000, 1500, 1800rpm for a wire type cutter respectively. Four types of red pepper fixing unit were used in manual feeding. The cutting rate of the square type cutter was over 50% regardless the shape and specification of the cutter. For the wire type cutter, the copper wire and nylon chord could not be applied to cut the red pepper calyx because of the low cutting rate. But for the fine wire, the cutting rate was higher and the cutting mechanism was more steady than copper wire and nylon chord. The cutting rate of automatic feeding and wire type cutting unit was about 70% for all levels of the rotational speed. The cutting rate was highly related to the impacting point of red pepper in carrier box. To increase the cutting rate using the rotational cutter, a proper device and mechanism was required to keep the impacting point consistently.

• 터널과지하공간
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• 제33권6호
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• pp.519-533
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• 2023

본 연구에서는 평균 압축강도가 100 MPa 이상인 암석에 대해 픽커터의 선형절삭시험을 실시하였고, 적외선 열화상 카메라를 통해 측정된 픽커터 절삭 시의 발생 온도와 커터 작용력과의 상관관계를 분석하였다. 모든 시험조건에서 최대 온도는 치핑이 발생하는 암석면에서 측정되었고, 암석에 발생한 온도는 픽커터의 작용력과 밀접한 상관관계를 나타내었다. 반면, 픽커터에 발생하는 온도는 대기 온도 대비 최대 36℃ 이내로 상승하였고 커터 작용력과의 상관관계도 뚜렷하지 않았다. 이는 실험실 조건의 짧은 절삭거리와 텅스텐 카바이드 삽입재의 높은 열전도 특성이 원인인 것으로 사료된다. 단, 픽커터의 주요 부위 중에 텅스텐 카바이드 삽입재에 상대적으로 높은 온도가 유지되는 것으로 나타나, 픽커터 절삭 성능의 유지를 위해서는 삽입재와 헤드부 사이에 보강을 실시하거나 픽커터 제작 시에 은납 공정의 품질을 향상시키는 것이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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• pp.179-184
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• 1995

A new cutting parameter is defined in the spherical part of ball end-mill cutter. A series of slot cutting experiments were carried out to obtain the cutting parameter. The cutter contact area is expressed as the grid posiotion in the cutting plane using Z map. The cutting forces in each grid are calculated and saved as force map, prior to the average cutting forces calculation. The cutting force, in the arbitrary cutting area, can be easily calculated by summing up the cutting forces of the engaged grid in the force map. This model was verified in the inclined surface cutting by cutting test of a cylindrical part.