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티타늄의 워터젯 밀링을 위한 가공깊이/폭 모델링
Modeling of Depth/Width of Cut for Abrasive Water Jet Milling of Titanium 원문보기

한국생산제조시스템학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers, v.25 no.1, 2016년, pp.83 - 88  

박승섭 (School of Mechanical Engineering, Pusan National University) ,  김화영 (Research Institute of Mechanical Technology, Pusan National University) ,  안중환 (School of Mechanical Engineering, Pusan National University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Because of the increasing tool cost for cutting hard-to-cut materials, abrasive water jet (AWJ) milling recently has been regarded as a potential alternative machining method. However, it is difficult to control the depth and width of cut in AWJ milling because they vary depending on many AWJ cuttin...

주제어

#Abrasive water jet (AWJ)   #AWJ milling   #Depth profile   #Depth/width of cut   #Regression analysis  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 AWJ의 가공 변수에 따른 가공 깊이와 폭을 예측하기 위해 가공 깊이/폭을 모델링하여 실험적으로 구하고자 한다. 실제 난삭재인 티타늄을 대상으로 실험을 하여 회귀분석법으로 가공깊이/폭 모델 식을 구하였다.

가설 설정

  • 가공 깊이 측정 시스템은 측정위치 제어를 위한 직선 이송계와 가공깊이 측정을 위한 레이저 변위센서로 구성된다. 가공깊이의 측정은 레이저 변위 센서를 가공 방향에 수직으로 이송하면서 가공깊이를 측정하였다. 이때 레이저센서 이송속도는 0.
  • 하지만 공구 끝점의 위치를 제어하여 원하는 가공깊이를 얻을 수 있는 기존의 밀링과 달리 AWJ는 원하는 가공 깊이를 얻기 위해서는 연마재 유량, 펌프 압력, 가공 속도와 같은 가공 변수를 적절하게 조절해야 한다. 아울러 pick feed를 얼마로 주어야 밀링으로 생성되는 면의 거칠기가 적절할 것인가도 가공깊이의 폭에 따라 조절해야 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
연마제 워터젯(AWJ: abrasive water jet) 가공이란 무엇인가? 연마제 워터젯(AWJ: abrasive water jet) 가공은 2,000~ 4,000 bar 정도로 압축된 고압의 물을 노즐을 통해 음속의 2~3배의 속도로 분사시켜 피삭재를 가공하는 기술이다. 이는 난삭재를 포함한 대부분의 재질의 가공이 가능하며, 상온에서 물을 이용하는 가공 방법이므로 열에 의한 변형이 없어 자동차, 전자관련 산업뿐만 아니라 항공우주 분야 등 고부가 가치 부품들에 적용되고 있다 [1] .
연마제 워터젯(AWJ: abrasive water jet) 가공 방법의 특징과 적용 분야는? 연마제 워터젯(AWJ: abrasive water jet) 가공은 2,000~ 4,000 bar 정도로 압축된 고압의 물을 노즐을 통해 음속의 2~3배의 속도로 분사시켜 피삭재를 가공하는 기술이다. 이는 난삭재를 포함한 대부분의 재질의 가공이 가능하며, 상온에서 물을 이용하는 가공 방법이므로 열에 의한 변형이 없어 자동차, 전자관련 산업뿐만 아니라 항공우주 분야 등 고부가 가치 부품들에 적용되고 있다 [1] .
AWJ 시스템의 장점은 무엇인가? AWJ를 이용한 밀링 가공은 1987년 Hashis [2] 에 의해 처음 언급된 후부터 현재까지 꾸준히 연구가 진행되고 있다. AWJ 시스템은 재질의 구분없이 가공성이 매우 뛰어나 [3] 재료에 미치는 영향이 적고 공구소모 등의 가공 비용 측면에 장점을 가지고 있기 때문에 최근 난삭재-텅스텐 카바이드, 인코넬, 공구강, 티타늄, 유리, 화강암, 복합재료 등의 수요가 늘어남에 따라 급격히 증가하고 있는 난삭재 가공용 공구비용을 줄이기 위한 방법으로 절단 위주로 사용 하는 AWJ기술을 밀링에 적용하려는 노력이 시도되고 있다.
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참고문헌 (11)

  1. Jin, Y. H., Chung, N. Y., Kim, K. H., 2004, Characteristics of Cut Surface by Abrasive Waterjet Cutting of Titanium Alloy, 2004 KSAE Annual Conference, 1441-1447. 

  2. Hashish, M., 1987, Milling with Abrasive-Waterjets-A Preliminary Investigation, Proceedings of the 4th U.S. Water Jet Conference, 1-20. 

  3. Hashish, M., 1984, A Modeling Study of Metal Cutting with Abrasive Water Jets, ASME Journal Engineering Materials and Technology, 106:1 88-100. 

    상세보기 crossref

  4. Lee, H. R., Kwak, Y. K., Kim, H. Y., Ahn, J. H., Yeo, M. H., 2011, Effects of Mixing Chamber Shape on Cutting Performance in AWJ, KSMTE, 20:5 535-540. 

  5. Park, Y. K., Park,K. S., Kim, H. H., Shin, B. S., Ko, J. S., Ko, J. S., 2008, Evaluation of Efficiency on Glass Precision Machining by using Abrasive Water-jet, Journal of the Korean Society for Precision Engineering, 27:7 87-93. 

  6. Srinivasu, D. S., Axinite, D. A., Shipway, P. H., Folkes, J., 2009, Influence of Kinematic Operating Parameters on Kerf Geometry in Abrasive Waterjet Machining of Silicon Carbide Ceramics, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 49:14 1077-1088. 

    상세보기 crossref

  7. Kolahan, F., Khajavi, A. H., 2009, Modeling and Optimization of Abrasive Waterjet Parameters using Regression Analysis, World Academy of Science Engineering and Technology, 59 488-493. 

  8. Zeng, J., 2007, Determination of Machinability and Abrasive Cutting Properties in AWJ Cutting, 2007 American WJTA Conference and Expo. 

  9. Fowler, G., Shipway, P. H., Pashby, I. R., 2005, Abrasive Water-jet Controlled Depth Milling of Ti6Al4V alloy- an Investigation of the Role of Jet-workpiece Traverse Speed and Abrasive Grit Size on the Characteristics of the Milled Material, Journal of Materials Processing Technology, 161:3 407-414. 

    상세보기 crossref

  10. Mukul, S., 2013, Nontraditional Machining Processes(Ch6), Springer Verlag, England. 

  11. Song, G. Y., Moon, H. H., Park, B. G., Kim, S. C., Lee, E. S., 2002, A Study on the Tool Temperature Estimation for Different Cutting Conditions in Turning Using Statistical Method, Journal of the Korean Society of Precision Engineering, 19:11 96-102. 

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