선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 000061sec로 하여 가속도 응답을 측정하였다. 본 논문에서는 항공용 재료로 많이 사용되고 있는 Al2024를 대상으로 정면밀링가공 중에 진동상태를 분석하기 위해 직교 배열표 L27( 313)의 조건으로 실험 후 얻어진 진동 특성치를 S/N비로 변환한 후 인자들의 영향을 분석하였다[8]. 실험결과는 Table 4에 나타내었다.
- 다구찌 실험계획법에서는 로버스트 설계를 하기 위해 잡음의 존재에 둔감하도록 파라미터의 수준을 결정하며, 최적화 기술을 위해 요구되는 대부분의 방법보다 훨씬 적은 노력으로 절삭 파라미터의 최적화에 체계적이고 효율적인 방법론을 제공한다[6]. 본 연구에서는 고속 정면 밀링가공에서 가공 중 진동에 영향을 미치는 파라미터를 분석하기 위해 수행되었다. 가공 중 발생되는 진동은 공작기계 주축에 영향을 주어 공작기계의 수명을 약화시키고, 정도가 심할수록 생산 제품의 품질에 악영향을 주어 결과적으로 제품에 손실을 일으킨다.
제안 방법
- X, Y, Z축 방향에서 진동 가속도 센서에 의해 검출된 샘플링시간(sampling time)은 0.000061sec로 하여 가속도 응답을 측정하였다. 본 논문에서는 항공용 재료로 많이 사용되고 있는 Al2024를 대상으로 정면밀링가공 중에 진동상태를 분석하기 위해 직교 배열표 L27( 313)의 조건으로 실험 후 얻어진 진동 특성치를 S/N비로 변환한 후 인자들의 영향을 분석하였다[8].
- 본 연구에서는 경합금을 대상으로 고속가공이 가능한 정면밀링커터바디를 사용하여[5] 다구치 실험계획법 이론을 적용함으로써 고속밀링가공 공정 중 진동에 영향을 미치는 절삭 파라미터를 실험적으로 분석하였다. 가속도 센서를 주축에 부착하여 고속 정면밀링 가공 중 진동 데이터를 획득하였으며, 진동 특성치는 X, Y, Z 3방향으로 분석하였다. 본 연구의 결과는 공작기계의 주축 설계 시 진동발생의 억제를 위한 자료로 활용될 수 있기를 기대한다.
- 고속 정면밀링가공 시 진동특성을 파악하기 위하여 Fig. 3과 같이 X, Y, Z 3 방향의 진동가속도 센서를 주축에 부착하여 스핀들부에서 발생하는 진동을 측정하였다. Table 2는 본 실험에 사용된 진동실험 장치의 사양이다.
- 특히, 단속 절삭인 고속밀링 가공 중 진동으로 인한 스핀들 변위는 비정상적 공구파손에 영향을 크게 미친다. 그러므로 밀링가공에서 X, Y, Z 각 방향별 진동특성을 파악하고 각 방향의 진동에 영향을 미치는 절삭 파라미터에 관한 분석을 필요로 한다. 본 연구에서는 경합금을 대상으로 고속가공이 가능한 정면밀링커터바디를 사용하여[5] 다구치 실험계획법 이론을 적용함으로써 고속밀링가공 공정 중 진동에 영향을 미치는 절삭 파라미터를 실험적으로 분석하였다.
- 진동발생이 작을수록 공작기계를 안정화시키며 다구찌 실험계획법에서는 S/N(Power of Signal/Power of Noise)비가 큰 값 일수록 좋은 결과를 얻는다. 그러므로 손실함수는 망소특성으로 하였다. S/N비 값은 클수록 잡음에 둔감하다고 할 수 있고 강건 설계에 근접하다고 결정 할 수 있다.
- 본 연구에서 특성치인 진동데이터에 영향을 미치는 절삭 조건으로 이송속도, 절삭선단의 챔퍼길이, 절삭속도 그리고 절삭깊이 등 4개 인자를 선정하였고 각 인자는 3수준 으로 하여 27번의 실험수와 13개 열의 수를 갖는 L27(313) 직교배열표를 적용하였다.
- 본 논문에서 사용된 알루미늄 시편의 크기는 100mm×100mm×50mm(가로×세로×높이)이며, 건식절삭 하였다. 절삭 날은 드로우 어웨이 형식의 인서트 팁으로, 알루미늄 재료를 절삭가공하기 위한 전용팁인 SEEX09T3AFN-E04 F15M이며 팁은 한번 실험 후 새로운 팁을 사용하여 빌트업 에지 또는 공구마멸 등이 특성치에 영향을 미치지 못하도록 하였다. Table 3은 실험에 적용된 인자와 인자들에 대한 각각의 수준을, Fig.
대상 데이터
- 본 논문에서 사용된 알루미늄 시편의 크기는 100mm×100mm×50mm(가로×세로×높이)이며, 건식절삭 하였다.
- 직교 배열표상의 27번 각각의 실험조건에 의한 정면 밀링가공 중 3 방향 진동 가속도센서를 통해 얻어진 신호는 휴대용 펄스(potable pulse)를 이용하여 획득하였다.
데이터처리
- 본 연구에서 특성치인 진동데이터에 영향을 미치는 절삭 조건으로 이송속도, 절삭선단의 챔퍼길이, 절삭속도 그리고 절삭깊이 등 4개 인자를 선정하였고 각 인자는 3수준 으로 하여 27번의 실험수와 13개 열의 수를 갖는 L27(313) 직교배열표를 적용하였다. 실험 후 획득된 진동 특성치는 MATLAB 6.5프로그램에 의해 RMS값으로 변환하여 분석하였다.
이론/모형
- 본 연구는 고속정면밀링 가공 중 각각의 절삭 인자가 진동 특성치에 미치는 영향을 분석하기 위하여 다구찌 실험계획 방법을 이용하여 실험하였으며, 그 결과는 다음과 같다.
- 그러므로 밀링가공에서 X, Y, Z 각 방향별 진동특성을 파악하고 각 방향의 진동에 영향을 미치는 절삭 파라미터에 관한 분석을 필요로 한다. 본 연구에서는 경합금을 대상으로 고속가공이 가능한 정면밀링커터바디를 사용하여[5] 다구치 실험계획법 이론을 적용함으로써 고속밀링가공 공정 중 진동에 영향을 미치는 절삭 파라미터를 실험적으로 분석하였다. 가속도 센서를 주축에 부착하여 고속 정면밀링 가공 중 진동 데이터를 획득하였으며, 진동 특성치는 X, Y, Z 3방향으로 분석하였다.
성능/효과
- (1) 진동 특성치에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 X, Y, Z 3 방향에서 공통적으로 절삭속도의 영향이 가장 크게 작용하였으나 방향성에 따라 다소의 차이가 있는 것으로 나타났다.
- (2) 절삭속도의 증가는 X, Y 방향으로 진동을 증가시켜 공작기계의 스핀들을 악화시킬 수 있음을 실험적으로 검증하였다. 그러나 Z 방향으로의 진동은 감소시킨다.
- (3) 이송속도는 공구의 이송방향으로 진동특성에 가장 큰 영향으로 작용하였고 챔퍼의 길이는 Z 방향의 진동에 다소 작용하였다.
- (5) X, Y 방향에서는 C, A, D, B 인자 순으로 진동에 영향을 많이 미치는 것으로 나타났고 Z 방향에서는 C, B, A, D 인자 순으로 진동에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
- (6) 진동을 최소화하기 위한 최적 조건은 X, Y 방향에서 A1B2C1D1의 조합으로, Z 방향에서 A2B2C3D1의 조합으로 나타났다.
- 8에서 절삭깊이 수준 변화에 대한 X, Y, Z 방향의 진동특성은 S/N비 기울기에 상대적으로 변화가 다소 더 있는 Y 방향에서 진동의 영향을 다소 더 받고 있음을 나타내고 있으나 그 영향은 매우 작다. X, Z 방향으로의 진동특성은 절삭깊이의 수준이 변화하여도 그 응답성에 변화가 거의 발생하지 않는 것으로 나타났다. 따라서 X, Z 방향의 진동특성에 대한 절삭깊이의 영향은 무시하여도 될 것으로 사료된다.
- 그 중 상대적으로 Z 방향에 대한 진동특성이 X, Y 방향에 대한 특성보다 다소 크게 나타났으나 전체적으로 챔퍼의 길이 변화가 특성치에 미치는 영향은 이송속도 인자보다도 다소 작게 나타났다. 결과적으로 챔퍼의 길이는 진동 특성치에 고려되지 않아도 될 것으로 사료된다. 그러므로 정면밀링가공에서 공구의 기하학적 변화는 진동특성에 크게 영향을 주지 않는 것으로 사료된다.
- 6에서 챔퍼 길이의 수준 변화에 대한 진동특성은 S/N비의 기울기 변화가 매우 작게 나타났기 때문에 X, Y, Z 각 방향의 진동특성에 미치는 영향이 작음을 알 수 있다. 그 중 상대적으로 Z 방향에 대한 진동특성이 X, Y 방향에 대한 특성보다 다소 크게 나타났으나 전체적으로 챔퍼의 길이 변화가 특성치에 미치는 영향은 이송속도 인자보다도 다소 작게 나타났다. 결과적으로 챔퍼의 길이는 진동 특성치에 고려되지 않아도 될 것으로 사료된다.
- 본 연구에서 실험에 대한 분산분석 결과는 Table 5∼7에 나타내었다. 분산분석 결과, 모든 방향에서 진동특성에 가장 영향을 많이 미치는 인자는 절삭속도(C인자)로 나타났다. 각 방향의 진동특성에 영향을 미치는 인자는 X, Y 방향에서는 C, A, D, B 인자 순으로 나타났고 Z 방향에서는 C, B, A, D 인자 순으로 나타났다.
- X 방향은 절삭중 공구의 이송방향이므로 이송속도 인자는 공구의 이송 방향의 진동특성에 가장 크게 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있다. 이송속도 인자에 대한 Y, Z 방향의 진동 특성은 S/N비의 기울기 변화의 결과로 알 수 있듯이 Y 방향의 진동이 Z 방향의 진동 특성보다 다소 영향을 더 미치는 것으로 나타났다. 그러므로 이송속도 인자는 진동 특성에 미치는 영향의 크기가 X, Y, Z 방향의 순으로 파악된다.
- 05)일 경우 다른 인자에 비교하여 통계적으로 특성치에 미치는 영향이 크다는 것을 알 수 있다. 지금까지의 S/N비 분석 결과, 각 방향의 진동을 최소화하기 위한 최적 조건은 X, Y방향에서 A1B2C1D1의 조합이, Z방향에서는 A2B2C3D1의 조합인 것으로 분석되었다.
후속연구
- 그러므로 스핀들로부터 돌출된 정면밀링커터 바디의 길이에 의해서도 영향을 받을 것이다. 따라서 향후 정면밀링커터 바디의 설계에 고려되어야 할 것이다. 공작기계의 스핀들 변형은 정밀가공에 미치는 영향이 크므로 스핀들은 높은 강성과 작은 변형량을 요구한다.
- 가속도 센서를 주축에 부착하여 고속 정면밀링 가공 중 진동 데이터를 획득하였으며, 진동 특성치는 X, Y, Z 3방향으로 분석하였다. 본 연구의 결과는 공작기계의 주축 설계 시 진동발생의 억제를 위한 자료로 활용될 수 있기를 기대한다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.