• 실천공학교육논문지
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• 제14권1호
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• pp.119-125
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• 2022

교육용으로 사용되는 피삭재(소재)는 SM20C, Al6061, 아크릴 등의 소재를 사용한다. SM20C 소재는 탄소강으로서 자격증 시험 및 기능경기대회에서 많이 사용되지만 산업현장에서도 많이 사용된다. Al6061 소재는 탄소강에 비하여 경도가 낮아지고 전성(연성)이 강한 소재이기에 공구의 구성인선이 많이 발생하는 소재라고 한다. 아크릴 소재를 이용하여 학생들에게 실습지도 하면 어느 부분에서 과다 절삭으로 인하여 진동이 발생하고 공구의 파손이 발생하는 소재이다. 이러한 과정에서 5축장비인 2NC헤드에게 가해지는 충격이 정밀도 제어에는 어느정도 영향을 줄 수 있는지 알아본다. 5축장비의 가장 취약한 부분은 AC축을 제어하는 헤드가 가장 약한 부분이라 할 수 있다. 이 부분의 정밀도 및 누적 공차가 발생할 경우 모든 제품의 정밀도가 떨어지는 현상이 발생한다. 따라서 2NC헤드의 핵심적인 부분, 스핀들 하우징은 Al7075 T6(미국 알코아사) 소재를 사용하여 진행하였다. 이 소재에서 작용되는 진동 및 절삭 과정에서 힘을 극한조건에서 유한요소 해석으로 적용되는 값을 밝혀 내고자 해석을 진행하였다. 이러한 해석 데이터를 활용하여 학생들이 5축절삭 보다 5축가공기의 구조를 보고 이해하는데 도움이 되기를 기대한다.

• 실천공학교육논문지
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• 제13권2호
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• pp.327-332
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• 2021

교육용으로 사용되는 피삭재(소재)는 SM20C, Al6061, 아크릴 등의 소재를 사용한다. SM20C 소재는 탄소강으로서 자격증 시험 및 기능경기대회에서 많이 사용되지만 산업현장에서도 많이 사용된다. Al6061 소재는 탄소강에 비하여 경도가 낮아지고 전성(연성)이 강한 소재이기에 공구의 구성인선이 많이 발생하는 소재 라고 한다. 아크릴 소재를 이용하여 학생들에게 실습지도 하면 어느 부분에서 과다 절삭으로 인하여 진동이 발생하고 공구의 파손이 발생하는 소재이다. 이러한 과정에서 5축장비인 2NC헤드에게 가해지는 충격이 정밀도 제어에는 어느정도 영향을 줄 수 있는지 알아본다. 5축장비의 가장 취약한 부분은 AC축을 제어하는 헤드가 가장 약한 부분이라 할 수 있다. 이 부분의 정밀도 및 누적 공차가 발생할 경우 모든 제품의 정밀도가 떨어지는 현상이 발생한다. 따라서 2NC헤드의 핵심적인 부분, 스핀들 하우징은 Al7075 T6(미국 알코아사) 소재를 사용하고 전체 바디는 FCD450 (구상흑연주철) 사용하여 진행하였다. 이 두가지 소재에서 작용되는 진동 및 절삭 과정에서 힘을 극한조건에서 유한요소 해석으로 적용되는 값을 밝혀 내고자 해석을 진행하였다. 이러한 해석 데이터를 활용하여 학생들이 5축절삭 보다 5축 가공기의 구조를 보고 이해하는데 도움이 되기를 기대한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권4호
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• pp.251-255
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• 2017

미세 패턴의 기계적 가공에서는 버의 발생이 불가피하고, 패턴과 버의 크기가 매우 작아 이를 구분하기 어렵다. 본 연구에서는 turning machine을 이용하여, 원통형 공작물의 옆면에 패턴의 피치와 높이가 각각 60, $1{\mu}m$인 마이크로 패턴을 제작하고, 패턴의 형상을 이용하여 버의 형상과 생성 메커니즘을 정의하였다. 또한, 자기연마 디버링을 이용하여 마이크로 패턴의 정밀도를 높이고자 하였다. 그 결과, 미세패턴의 제작 시, 공구의 이송방향에 따라 버의 생성방향이 결정됨을 확인할 수 있었다. 또한, 자기연마디버링 공정에서 자속밀도와 공구의 회전속도가 각각 40mT, 1600rpm일 때, 패턴의 높이는 $1.018{\mu}m$로 측정되었으며, 자기연마 디버링에 가장 적합한 조건임을 알 수 있었다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.63-69
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• 2006

This study deals with the friction welding of A2024- T6 to A6061- T6; The friction time was variable conditions under the conditions of spindle revolution of 2000rpm, friction pressure of 50MPa, upset pressure of 100MPa, and upset time of 5.0seconds. Under these conditions, the microstructure of weld interface, tensile fracture surface and mechanical tests were studied, of friction weld, and so the results were as follows. 1. When the friction time was 1.5seconds under the conditions, the maximum tensile strength of the friction weld happened to be 292MPa, which is $94.2\%$ of the base material's tensile strength(310MPa). At the same condition, the maximum shear strength was 2l2MPa, which is equivalent to $103\%$ of the base material's shear strength (205MPa). 2. At the same condition, the maximum vickers hardness was Hv 146 at A2024- T6 nearby weld interface, which is higher Hv3 than condition of the friction time 0.5seconds, and the maximum vickers hardness was Hvl20 from weld interface of A6061-T6, which is higher Hv28 then base material's. 3. The results of microstructure analysis show that the structures of two base materials have fractionized and rearranged along a column due to heating and axial force during friction, which has affected in raising hardness and tensile strength.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권11호
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• pp.98-105
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• 2010

In this paper, double ball-bar is used to estimate the geometric errors of a rotary table, which includes one-axial motion, two-radial motions and two-tilt motions, except the angular positioning error. To simplify the measurement procedures, three measurement steps have been designed and developed. At each measurement step, one end of the double ball-bar is fixed at the nose of spindle and the other end is located on the rotary table. And specific circular test path is planned to keep the distance between two balls as constant at ideal case. The relationship including the geometric errors of a rotary table and the measured distance between two balls which is distorted by the geometric errors is defined by using ball-bar equation. Each geometric error is modeled as $4^{th}$ order polynomial considering $C^1$-continuity. Finally the coefficients of polynomial are calculated by least-square method. Simulation is done to check the validation of the suggested method considering set-up errors and measurement noise. Suggested method is applied to estimate geometric errors of a rotary table of a 5-axis machine tool.

• 한국기계가공학회지
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• 제16권6호
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• pp.69-74
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• 2017

In the current machining industry, machining precision is necessary and machining is being carried out. In this ultra-precision machining industry, the fixation of the workpiece is very important and the degree of machining depends on the degree of fixation of the workpiece. In ultra-precision machining, various methods, such as using a vise chuck or the like and using bolt nut coupling, are used for fixing a workpiece to an existing machine tool. In particular, when the precision gripping force of the jig is insufficient during machining of the ultra-precision mold parts, the machining material shakes due to the vibration or friction, and the machining precision is lowered. In the ultra-precision machining of power transmission parts, such as gears, the accuracy of the product is then determined. In addition, the amount of heat generated during machining has a significant effect on the machining accuracy. This is because the vibration value changes according to the grasp force of the jig that fixes the workpiece, and the change in the calorific value due to the change in the main shaft rotation speed of the ultra-precision machining. The increase in the spindle rotation speed during machining decreased the heat generation during machining, and the machining accuracy was also good, and it was confirmed that the machining heat changed according to the fixed state of the workpiece and the machining accuracy also changed. In this study, we try to optimize the driving part of the power vise by using structural analysis, rather than the power vise, using the basic mechanical-type power unit.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.42-50
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• 2008

Various researches to reduce weight of a vehicle are achieving. One of these researches is tendencious to manufacture the hollow piston rod using friction welding instead of solid one of the vehicle shock absorber. This study deals with the friction welding of SM45C to SM20C-pipe that is used normally in the vehicle shock absorber. The friction time was variable conditions under the conditions of spindle revolution of 2,000rpm, friction pressure of 55MPa, upset pressure of 75MPa, and upset time of 2.0seconds. Under these conditions, the microstructure of weld interface, tensile fracture surface and mechanical tests of friction weld were studied and so the results were as follows. When the friction time was l.5seconds under the conditions, the maximum tensile strength of the friction weld happened to be 837MPa, which is 113% of SM20C's tensile strength and 97% of SM45C's. The optimal welding conditions were n=2,000rpm, $P_1=55MPa$, $P_2=75MPa$, $t_1=1.5sec$, $t_2=2.0sec$ when the total upset length is 1.7mm.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.65-70
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• 2008

This study deals with the friction welding of SKH55 and SM45C; The friction time was variable conditions under the conditions of spindle revolution 2,000rpm, friction pressure of 190MPa, upset pressure of 270MPa and upset time of 2.0 seconds. Under these conditions, the microstructure of weld interface, tensile fracture surface and mechanical tests were studied, and so the results were as follows. 1. When the friction time is 1.0 seconds, the tensile strength of friction welds was 926MPa, which is around as much as 84% of the tensile strength of base metal(SKH55), the bending strength of friction welds was 1,542MPa, which is around as much as 80% of the bending strength of base metal(SKH55), the shear strength of friction welds was 519MPa, which is around as much as 70% of the shear strength of base metal(SKH55). 2 According to the hardness test, the hardness distribution of the weld interface was formed from 964Hv to 254Hv. HAZ(Heat Affected Zone) was formed from the weld interface to 1.5mm of SKH55 and 2mm of SM45C.