본 연구에서는 초경 볼 엔드밀로 AMPCO 소재에 대한 평면 형상 가공 시 절삭조건의 변화가 표면거칠기에 미치는 영향을 연구하였다. 최근 전자분야 프레스 금형에서는 스테인리스 소재의 드로잉성을 개선하기 위하여 경도가 높고 마찰저항이 극히 적은 AMPCO 소재에 대한 사용빈도가 증가하고 있지만 강도와 경도가 매우 높고 ...
본 연구에서는 초경 볼 엔드밀로 AMPCO 소재에 대한 평면 형상 가공 시 절삭조건의 변화가 표면거칠기에 미치는 영향을 연구하였다. 최근 전자분야 프레스 금형에서는 스테인리스 소재의 드로잉성을 개선하기 위하여 경도가 높고 마찰저항이 극히 적은 AMPCO 소재에 대한 사용빈도가 증가하고 있지만 강도와 경도가 매우 높고 연신율과 연성이 낮아 가공이 어려운 난삭재로 평가받고 있다. 이러한 소재 특성으로 인하여 나타나는 높은 표면거칠기, 빠른 공구소모, 가공시간 증가 등의 문제는 제작비용 상승 및 제작일정 지연 등의 문제로 이어지고 있다. 하지만 현재 AMPCO 소재의 절삭조건에 대한 연구는 미흡한 편이며 현장 맞춤식 가공을 진행하고 있는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 절삭조건의 변화가 표면거칠기에 미치는 영향을 확인하여 개선된 절삭조건을 제시하고자 하였다. 실험에서 고려된 주요 절삭조건 인자는 절삭속도, 이송, 절삭깊이, 절삭방향이며 이와 같은 주요 인자들에 대하여 실험의 조합 및 횟수를 결정하고 분석하는데 용이한 실험계획법을 적용하였다. SN비 주효과 분석 결과 절삭속도가 표면거칠기에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 확인되었으며, 절삭속도가 증가함에 따라 나아진 표면거칠기를 보임을 확인할 수 있었다. 절삭속도를 제외하고 표면거칠기에 영향을 미치는 인자의 순서는 절삭방향, 이송, 절삭깊이 순으로 세 인자 모두 수준이 증가할수록 표면거칠기도 증가함을 확인할 수 있었으며 그 중 절삭깊이의 영향은 가장 미비하였다. 본 연구에서 고려된 인자수준에서 도출된 최적의 절삭조건은 절삭속도 3500rpm, 이송 550mm/min, 절삭깊이 0.1mm, 절삭방향 하향절삭이다. 최적 절삭조건을 기준으로 검증 가공을 실시한 결과 예측값과 실측값이 비슷한 수준에 결과를 얻을 수 있었으며 분산분석을 통한 신뢰성 검증에서도 주요 인자에 대하여 95%의 신뢰수준을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 초경 볼 엔드밀로 AMPCO 소재에 대한 평면 형상 가공 시 절삭조건의 변화가 표면거칠기에 미치는 영향을 연구하였다. 최근 전자분야 프레스 금형에서는 스테인리스 소재의 드로잉성을 개선하기 위하여 경도가 높고 마찰저항이 극히 적은 AMPCO 소재에 대한 사용빈도가 증가하고 있지만 강도와 경도가 매우 높고 연신율과 연성이 낮아 가공이 어려운 난삭재로 평가받고 있다. 이러한 소재 특성으로 인하여 나타나는 높은 표면거칠기, 빠른 공구소모, 가공시간 증가 등의 문제는 제작비용 상승 및 제작일정 지연 등의 문제로 이어지고 있다. 하지만 현재 AMPCO 소재의 절삭조건에 대한 연구는 미흡한 편이며 현장 맞춤식 가공을 진행하고 있는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 절삭조건의 변화가 표면거칠기에 미치는 영향을 확인하여 개선된 절삭조건을 제시하고자 하였다. 실험에서 고려된 주요 절삭조건 인자는 절삭속도, 이송, 절삭깊이, 절삭방향이며 이와 같은 주요 인자들에 대하여 실험의 조합 및 횟수를 결정하고 분석하는데 용이한 실험계획법을 적용하였다. SN비 주효과 분석 결과 절삭속도가 표면거칠기에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 확인되었으며, 절삭속도가 증가함에 따라 나아진 표면거칠기를 보임을 확인할 수 있었다. 절삭속도를 제외하고 표면거칠기에 영향을 미치는 인자의 순서는 절삭방향, 이송, 절삭깊이 순으로 세 인자 모두 수준이 증가할수록 표면거칠기도 증가함을 확인할 수 있었으며 그 중 절삭깊이의 영향은 가장 미비하였다. 본 연구에서 고려된 인자수준에서 도출된 최적의 절삭조건은 절삭속도 3500rpm, 이송 550mm/min, 절삭깊이 0.1mm, 절삭방향 하향절삭이다. 최적 절삭조건을 기준으로 검증 가공을 실시한 결과 예측값과 실측값이 비슷한 수준에 결과를 얻을 수 있었으며 분산분석을 통한 신뢰성 검증에서도 주요 인자에 대하여 95%의 신뢰수준을 확인할 수 있었다.
This study investigated the influence of cutting conditions on surface roughness during a surface machining of AMPCO metal with carbide ball end-mill. For press dies in the electronics industry, the use of AMPCO metal has rapidly increased because of its high hardness and extremely low friction char...
This study investigated the influence of cutting conditions on surface roughness during a surface machining of AMPCO metal with carbide ball end-mill. For press dies in the electronics industry, the use of AMPCO metal has rapidly increased because of its high hardness and extremely low friction characteristics, which are useful characteristics of improving the drawing property of a stainless material. However, since AMPCO metal shows high strength, high hardness, low elongation, and bad ductility, AMPCO metal is commonly considered to be a material that is difficult-to-cut with a tough processing and because of these characteristics, the mechanical properties produce several problems such as high surface roughness, quick tool consumption, and increased processing time, even resulting in increased cost and delayed production schedule. However, because there has not been much thorough investigation of relevant cutting conditions for AMPCO metal, AMPCO metal has been customized based on workers' experience and skills. Thus the present study aimed to suggest improved cutting conditions based on the investigation of the effect of cutting conditions on the resultant surface roughness. The experiment in the present study was carried out using the design of experiment technique, which is useful in determining and analyzing the combinations of complex factors. Cutting condition factors considered in the present experiment include cutting speed, feed rate, depth of cut, and cutting direction. From the SN ratio analysis based on the obtained experimental results, cutting speed was found to be the most sensitive factor on surface roughness. It was also verified that the surface roughness could be improved with increasing cutting speed. In contrast, the other factors of cutting direction, feed rate, and depth of cut showed that the increased level resulted in worse surface roughness. Among the factors, the contribution of depth of cut was found to be negligible within the considered range. The conditions of the factors for the best surface roughness was 3500rpm, 550mm/min, 0.1mm, and down milling for cutting speed, feed rate, depth of cut, and cutting direction, respectively. The suggested conditions were also experimentally confirmed from the additional cutting experiment. Finally, the confidence level of 95% was verified for the considered factors through the analysis of variance technique.
This study investigated the influence of cutting conditions on surface roughness during a surface machining of AMPCO metal with carbide ball end-mill. For press dies in the electronics industry, the use of AMPCO metal has rapidly increased because of its high hardness and extremely low friction characteristics, which are useful characteristics of improving the drawing property of a stainless material. However, since AMPCO metal shows high strength, high hardness, low elongation, and bad ductility, AMPCO metal is commonly considered to be a material that is difficult-to-cut with a tough processing and because of these characteristics, the mechanical properties produce several problems such as high surface roughness, quick tool consumption, and increased processing time, even resulting in increased cost and delayed production schedule. However, because there has not been much thorough investigation of relevant cutting conditions for AMPCO metal, AMPCO metal has been customized based on workers' experience and skills. Thus the present study aimed to suggest improved cutting conditions based on the investigation of the effect of cutting conditions on the resultant surface roughness. The experiment in the present study was carried out using the design of experiment technique, which is useful in determining and analyzing the combinations of complex factors. Cutting condition factors considered in the present experiment include cutting speed, feed rate, depth of cut, and cutting direction. From the SN ratio analysis based on the obtained experimental results, cutting speed was found to be the most sensitive factor on surface roughness. It was also verified that the surface roughness could be improved with increasing cutting speed. In contrast, the other factors of cutting direction, feed rate, and depth of cut showed that the increased level resulted in worse surface roughness. Among the factors, the contribution of depth of cut was found to be negligible within the considered range. The conditions of the factors for the best surface roughness was 3500rpm, 550mm/min, 0.1mm, and down milling for cutting speed, feed rate, depth of cut, and cutting direction, respectively. The suggested conditions were also experimentally confirmed from the additional cutting experiment. Finally, the confidence level of 95% was verified for the considered factors through the analysis of variance technique.
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