[논문]자기연마공구의 연마운동방식과 절삭특성에 관한 연구

정성용; 양순철; 정윤교

자기연마공구의 연마운동방식과 절삭특성에 관한 연구
A Study on the Polishing Moving Type and the Cutting Characteristics of Magnetic Polished Tool 원문보기

한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society for Precision Engineering, v.25 no.2 = no.203, 2008년, pp.28 - 34

정성용 (창원대학교 기계공학과 대학원) , 양순철 (㈜ 윈 트) , 정윤교 (국립창원대학교 기계공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, with the development of high speed machining technology for difficult-cutting materials, to improve the cutting performance of cutting tool, fine surface finish of complex shape tools using magnetic polishing technology is in high demand. This study is, therefore, discussed and compared the cutting characteristics of polished tools by the adopted various magnetic polishing moving types a point of view the cutting forces and the tool life. Moreover, the practicality of magnetic polished tools in the wide range cutting conditions is investigated. From obtained results, It is confirmed that the CW(clockwise) revolution and oscillation type as the polishing moving type is proper and magnetic polished tool shows the excellence in high cutting speed range.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 채택되어진 다양한 자기연마 운동방식에 의해 연마되어진 절삭공구의 절삭 특성을 절삭저항과 공구수명의 관점에서 비교, 검토하고, 또한 넓은 절삭범위에서 자기 연마 공구의 실용성을 파악하는 것을 연구목적으로 하였다.
본 연구에서는 엔드밀의 자기연마를 위하여 자기연마 장치를 자체 제작하였다. 자기연마 장치는 자기장을 발생시키는 자석부, 공작물을 구동하는 주축부 및 자성연마재의 용기인 수조부로 구성되어있다.
본 연구에서는 자기연마 절삭공구의 절삭 특성을 검토하기 위하여, 자기연마 장치를 자체 제작하여 엔드밀 공구를 자기연마한 후 절삭가공을 수행하여 절삭저항과 프랭크면마모의 관점에서 일련의 실험적 연구를 수행하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

제안 방법

초경엔드밀의 자기연마 시 사용되어진 연마 입자는 #8, 000 다이아몬드 입자로 자성유체(241ES) 와 50wt%의 비율로 혼합하여 사용하였으며, 자속밀도는 0.6Tesla, 연마속도는 l, 050rpm으로 하였다" 연마되어 진 엔드밀의 표면관찰은 Mitutoyo사의 공구현미경(MF 1030TH)을 사용하였고, 표면거칠기는 엔드밀표면의 복잡성을 고려하여 Kosak-a제 촉 침식 표면 조도계를 사용하여 엔드밀의 크레이트면 (Crater plane)과 프랭크면(Flank plane)에 대하여 즉정하였다.
& Osc. 연마 운동방식에 의하여 연마되어진 엔드밀을 사용하여 저속, 중속 및 고속에서 절삭가공을 수행 하였을 때, 자기연마의 효율성을 비교, 검토하는 것으로 하였다. 먼저, 절삭속도를 2,000rpm으로 하고 이송속도 240mm/ min, 절입 깊이를 2.
자기연마되어 진 엔드밀의 절삭특성을 검토하기 위하여 독일 DMG사의 고속5축가공기를 이용하여 절삭실험을 수행하였다. 절삭실험 시 절삭 저항의 측정은 키슬러(Kistler)사제 공구동력계를 이용하여 주분력 Fc를 측정하였으며, 엔드밀의 프랭크 마모량 *는 공구현미경으로 관찰한 사진으로부터 정량화하였다.
자기연마 장치는 자기장을 발생시키는 자석부, 공작물을 구동하는 주축부 및 자성연마재의 용기인 수조부로 구성되어있다. 자석부는 자기장의 가변을 용이하게 하기 위하여 영구자석과 전자석을 동시에 장착하였으며, 주축부의 최대회전속도는 l, 800rpm으로 스크류 모터에 의해 상하로 요동할 수 있으며, 진폭의 제어가 가능하도록 제작되었다. Fig.
절삭실험을 수행하였다. 절삭실험 시 절삭 저항의 측정은 키슬러(Kistler)사제 공구동력계를 이용하여 주분력 Fc를 측정하였으며, 엔드밀의 프랭크 마모량 *는 공구현미경으로 관찰한 사진으로부터 정량화하였다. Fig.

성능/효과

(1) 자기연마운동방식에 있어서는 요동을 주면서 시계방향으로 연마(CW Rev. & Osc.)한 엔드밀의 표면거칠기가 가장 좋게 나타났으며, 절삭성능도 가장 우수하였다.
(2) 황삭 절삭 조건보다는 중삭 및 정삭조건에서공구 경면화에 대한 효율성이 두드러지며, 특히 고속절삭일수록 연마한 엔드밀의 효율성이 더욱 커짐을 알 수 있었다.
1mm에 도달하였을 때의 절삭시간으로 정의하였다. 그림에서 보는 바와 같이, 엔드밀의 표면조도가 나빠지면 공구 수명은 감소함이 확인되었다.
)의 4가지 방식을 채택할 수 있다. 엔드밀의 회전방향은 인선 날 부의 표면조도에 영향을 줄 것이며, 엔드밀의 요동의 유무는 크레이트면의 조도에 큰 영향을 줄 것으로 예상된다.
& Osc. 연마 운동방식에 의해 연마되어진 엔드밀의 프랭크면과 크레이트면의 표면 거칠기가 가장 작게 나타나고 있으며, 이 결과로부터 엔드밀의 표면조도의 양부는 공구의 성능에 직접적으로 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다.

후속연구

2의 (a) 및 (b)는 각각 자기장의 유무에 따른 자성연마재의 배열상태를 보여주는 그림으로, 연구자석에 의하여 자기장이 형성되었을 때 자력선의 방향으로 자성연마재가 잘 배열되어 있음을 관찰할 수 있다. 이러한 자기연마법에 의해 3차원의 자유 곡면을 가지는 절삭 공구인 엔드밀의 표면을경면으로 연마하고자 할 때는 엔드밀의 자기연마 운동방식 즉, 엔드밀의 회전방향과 요동의 유무에 따라 엔드밀 인선선단의 연마 상태가 달라질 수 있음이 예상되며, 이에 대한 연구가 필요하다.

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