• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2002년도 proceedings of the second asia international conference on tribology
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• pp.317-317
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• 2002

• 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.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권5호
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• pp.130-136
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• 2001

Generally, a metal slitting saw is plain milling cutter with thickness less than 3/16 inch. This is used for cutting a workpiece that high dimensional accuracy and surface finish is necessary. A small thin milling cutter like a metal slitting saw is useful for machining a narrow groove. In this case, built up edge(BUE) is severe at each tooth and affects the surface integrity of the machined surface and tool wear. It is well known that tool geometry and cutting conditions are decisive factors to remove BUE. In this paper, we optimized the geometry of the milling cutter and selected cutting conditions to remove BUE by the experimental investigation. The experiment was planned with Taguchi method based on the orthogonal array of design factors such as coating, rake angle, number of tooth, cutting speed, feed rate. Response table was obtained from the number of built-up edge generated at tooth. The optimized tool geometry and cutting conditions could be determined through response table. In addition, the relative effect of factors was identified bh the analysis of variance (ANOVA). Finally, coating and cutting speed turned out important factors for BUE.

• 터널과지하공간
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• 제25권5호
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• pp.417-422
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• 2015

본 논문은 TBM을 이용한 터널 굴착에서 커터의 마모 및 파손, 그에 따른 굴착속도 저하와 커터교체에 따른 공기 지연 등으로 인하여 프로젝트 전반에 심각한 영향을 미치는 전석층 지반 터널링에 관한 내용으로, 매우 조밀하고 단단한 상태의 점토지반에 강한 강도를 지니는 암석을 포함하는 싱가포르 포트캐닝 볼더베드(Fort Canning Boulder Bed, FCBB)에서의 터널링 경험을 바탕으로 볼더층을 통과하게 되는 토압식 쉴드TBM의 설계 및 시공 시 고려해야 할 주요 사항 및 볼더지반에서의 커터 마모 및 파손 특성, 점토 및 암석이 혼재된 지반에서의 쏘일 컨디셔닝 등의 내용을 기술하였으며, 향후 유사 지반에서의 터널링 프로젝트에 참고가 되길 기대한다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권1호
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• pp.141-159
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• 2017

A pick cutter is a rock-cutting tool used in partial-face excavation machines such as roadheaders, and its quality is a key element influencing the excavation performance and efficiency of such machines. In this study, pick cutters with hardfacing deposits applied to a tungsten carbide insert were made with aim of increasing their durability and wear resistance. They were field-tested by being installed in a roadheader and compared with conventional pick cutters under the same excavation conditions for 24 hours. The hardfaced pick cutters showed much smaller weight loss after excavation, and therefore better excavation performance, than the conventional pick cutters. In particular, the damage to and detachment (loss) of tungsten carbide inserts was minimal in the hardfaced pick cutters. A detailed inspection using scanning electron microscope-energy dispersive X-ray spectrometry and three-dimensional X-ray computed tomography scanning revealed no macro- or micro-cracks in the pick cutters. The reason for the absence of cracks may be that the heads of pick cutters are mechanically worn after the tungsten carbide inserts have been worn and damaged. However, scanning revealed the presence of voids between tungsten carbide inserts and pick cutter heads. This discovery of voids indicates the need to improve production processes in order to guarantee a higher quality of pick cutters.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.502-517
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• 2022

TBM의 활용이 증가하면서 최근 국내외에서 머신러닝 기법으로 TBM 데이터를 분석하여 디스크커터의 교환주기 예측 및 굴진율을 예측하는 연구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 굴진 시 획득되는 기계 데이터와 지반 데이터를 기반으로 최근에 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 머신러닝 기법들 중 회귀 모델을 접목하여 슬러리 쉴드 TBM 현장의 디스크 커터 마모 예측을 하였다. 디스크 커터 마모 예측을 위해서 Training과 Test 데이터를 7:3으로 분할하였으며, 최적의 파라미터를 선정을 위해서 분할 교차검증을 포함하는 그리드 서치를 활용하였다. 그 결과, 앙상블 계열의 그레디언트 부스팅 모델이 결정계수가 0.852, 평균 제곱근 오차가 3.111로 좋은 성능을 보여주었고 특히 학습성능과 더불어 학습속도에서 우수한 결과를 보여주었다. 현재 도출된 결과로 볼 때, 슬러리 쉴드 TBM의 기계데이터와 지반정보가 포함된 데이터를 활용한 디스크 커터 마모 예측 모델의 적합성은 높다고 보인다. 추가적으로 지반조건의 다양성과 디스크 마모 측정 데이터양을 늘리는 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.39-58
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• 2024

TBM (Tunnel boring machine)은 터널 굴착 과정에서 여러 디스크 커터를 이용하여 암석을 절삭한다. 디스크 커터는 암석과의 지속적인 접촉과 마찰로 인해 마모된다. 디스크 커터의 표면이 마모되면 절삭 능력이 감소하고 굴착 효율이 떨어진다. 암석의 마모성은 디스크 커터 마모에 큰 영향을 미친다. 높은 마모도를 가진 암석은 커터에 더 큰 마모를 일으키며, 이는 디스크 커터의 수명을 단축시킨다. 세르샤 마모지수(Cerchar abrasivity index, CAI)는 암석의 마모성을 평가하는데 널리 사용되는 지표로 CAI는 암석의 마모특성을 나타내며, 디스크 커터의 수명과 성능 예측에 필수적인 요소로 인식되고 있다. 본 연구의 목적은 암석의 강도, 암석학적 특성과 선형회귀, 머신러닝 기법을 이용하여 CAI를 효과적으로 추정하는 새로운 방법을 개발하는 것이다. 문헌 조사를 통해 CAI, 일축압축강도, 압열인장강도, 등가석영함량이 포함된 데이터베이스를 구축하고 파생변수를 추가하였다. 통계적 유의성과 다중공선성을 고려하여 다중선형회귀분석을 위한 입력변수를 선정하였고, 머신러닝 모델의 입력변수는 변수중요도 분석을 통해 선정하였다. 머신러닝 예측모델 중 Gradient Boosting 모델의 예측 성능이 가장 높게 나타나 최적의 CAI 예측 모델로 선정되었다. 마지막으로 본 연구에서 도출한 다중선형회귀분석과 Gradient Boosting 모델의 예측 성능을 선행연구들의 CAI 예측모델과 비교하여 연구 결과의 타당성을 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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• pp.19-22
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• 1997

The objective of this research is to use an analytical and experimental approach to develop optimal tool geometry for high speed machining. The tool geometry parameters and cutting process have complex relationships. Until now, numerous cutting tests were needed to acquire optimal design of endmill for the purpose of high speed machining, dut to the insufficient knowledge about process in high speed machining. In order to improve the cutting ability of endmill, a model for optimal cutter shape was developed to minimize resultant cutting force by combing cutting force and wear test and surface roughness test from optimized and conventional cutter with the same cutting condition. Using various tools with different geometry, relationships between the tool geometry parameter, rake angle, clearance angle, lengh of cutter have been stuied.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.23-27
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• 2008

This study is to evaluate the tool life of portable beveler which have various cooling system. It was compared with 3 different bevelers which has each other cooling system. Beveler A has no cooling system, beveler B has the cooling system for only inside of body, and beveler C has the cooling system for both the cutter and inside of body. The temperature of beveler A cutter surface had been continuously increasing as processing, but the rising tendency of temperature of beveler B cutter surface has slightly changed. In case of beveler C, the temperature is maintained. The tool life of beveler C is about 105m which is around 400% of beveler A(25m), and around 130% of beveler B(80m).

• 대한기계학회논문집
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• 제19권9호
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• pp.2114-2121
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• 1995

Surface generation model of three types of endmills is introduced to analyse the cutting mechanism of an endmill more accurately. Superposition method is introduced to define the effective cusp including the effects of cutter mark. Through the comparison of three endmills, it is shown that the ball-nose endmill is superior to the ball endmill and the flat endmill for inclined milling process in 3-or 5-axis machining modes. By using the objective function minimizing the machining time, appropriate nose radius is selected for various cutter radiuses and cutter inclination angles.