[논문]STS304합금의 선삭가공에서 표면거칠기의 최적화

최만성

STS304합금의 선삭가공에서 표면거칠기의 최적화
Optimization of Surface Roughness of STS 304 in a Turning Process 원문보기

반도체디스플레이기술학회지 = Journal of the semiconductor & display technology, v.16 no.1, 2017년, pp.59 - 64

Abstract ▼ AI-Helper

The general manufacturing problem can be described as the achievement of a predefined product quality with given equipment, cost and time constraints. Unfortunately, for some quality characteristics of a product such as surface roughness it is hard to ensure that these requirements will be met. Stainless steels STS 304 is frequently used as shaft materials in small fiber reinforced polymer(FRP) fishing boats. In this work, the dry turning parameters of STS 304 are optimized by using Taguchi method. The experiments were conducted at three different cutting speeds with three different feed and three different depth of cut. The cutting parameters are optimized using signal to noise ratio and the analysis of variance. The effects of cutting speed and feed on surface roughness was analyzed. The results revealed that the spindle speed is the more significant parameter influencing the surface roughness.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

주 용도는 항공기용, 반도체장비용, 화학플랜트 등에 이용된다. 본 연구에서는 STS304합금의 표면품위, 기능 및 안정성을 확보하고, 선삭가공 공정에서 우수한 표면 거칠기를 얻기 위해 절삭조건을 최적화하는 방법을 구하였다. 이를 위해 직교배열에 의한 실험계획표를 작성하고, 실험을 통하여 표면거칠기의 실험 자료를 얻었다.

제안 방법

본 연구에서는 Taguchi법을 이용하여 STS304를 피삭재로 사용하여 선삭가공을 하였다. 이에 따른 표면거칠기의 영향을 분석한 결과에 따르면, 표면 거칠기를 가장 영향을 미치는 공정변수는 주축회전수이며, 절삭깊이와 이송량은 상대적으로 그 영향이 미미하였다.
본 연구에서는 STS304합금의 표면품위, 기능 및 안정성을 확보하고, 선삭가공 공정에서 우수한 표면 거칠기를 얻기 위해 절삭조건을 최적화하는 방법을 구하였다. 이를 위해 직교배열에 의한 실험계획표를 작성하고, 실험을 통하여 표면거칠기의 실험 자료를 얻었다. 이 자료를 기초로 하여 망소특성에 따른 SN(signal to noise) 비를 도출하였다.

데이터처리

이 자료를 기초로 하여 망소특성에 따른 SN(signal to noise) 비를 도출하였다. 그리고 분산분석 (analysis of variation,ANOVA)을 통하여 절삭조건과 그 수준에 따라, 표면거칠기에 미치는 영향을 검토하였다.

성능/효과

이에 따른 표면거칠기의 영향을 분석한 결과에 따르면, 표면 거칠기를 가장 영향을 미치는 공정변수는 주축회전수이며, 절삭깊이와 이송량은 상대적으로 그 영향이 미미하였다. 또한. 각 공정변수에 수준에 따른 교호작용은 거의 없었다. 향후 STS304에 대한 선삭가공의 표면품위를 심도있게 연구하기 위해서는 금속조직현미경(SEM)에 의한 분석과 원자현미경(AFM)을 이용하여 합금성분의 분석이 필요할 것이라 생각된다.
본 연구에서는 Taguchi법을 이용하여 STS304를 피삭재로 사용하여 선삭가공을 하였다. 이에 따른 표면거칠기의 영향을 분석한 결과에 따르면, 표면 거칠기를 가장 영향을 미치는 공정변수는 주축회전수이며, 절삭깊이와 이송량은 상대적으로 그 영향이 미미하였다. 또한.

후속연구

각 공정변수에 수준에 따른 교호작용은 거의 없었다. 향후 STS304에 대한 선삭가공의 표면품위를 심도있게 연구하기 위해서는 금속조직현미경(SEM)에 의한 분석과 원자현미경(AFM)을 이용하여 합금성분의 분석이 필요할 것이라 생각된다. 또한 다양한 공정변수가 표면 거칠기에 미치는 영향을 분석하기 위해 마하라노 비스-다구찌 법을 적용하면 다양한 합금의 선삭가공에서 표면품위를 더욱 개선할 수 있을 것이라 여겨진다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	다구찌법의 특징은 무엇인가?	실험계획법은 실험적인 횟수를 줄이면서 통계적인 방법을 사용하므로 현장에서 효율적인 가공조건을 찾는데 매우 유용한 방법이다. 실험계획법 중에서 다구찌법 (Taguchi method)은 기계, 화학, 전기, 전자 등 산업전반에 걸쳐 생산공정의 공정조건을 최적화 하고 품질손실 비용을 줄일 수 있는 최적화 설계 기법이다[8-12]. STS304는 오스테나이트 조직으로 이루어져 있는 스텐레스강이다.
	분산분석이란 무엇인가?	분산분석은 공정의 파라메터를 분석하기 위한 한 방법으로 각 인자들이 특성치에 미치는 유의성을 검정할 수 있다. Table 6의 분산 분석표에서는 모형의 각항에 대한 자유도 순차제곱합(sequential sum of squares), 수정제곱합(adjusteed sum of squares), 수정평균제곱(adjusted mean of square)을 사용하여 F-통계량, p-값을 구한다.
	스텐레스강의 특징은 무엇인가?	STS304는 오스테나이트 조직으로 이루어져 있는 스텐레스강이다. 이 강은 높은 내식성을 갖고 있는데 주요 합금성분인 크롬 (Cr)이 강의 표면에 강한 산화피막을 형성하고, 그 피막이 더 이상의 산화를 방지하기 때문이다. STS304의 대표성분은 18%Cr-8%Ni이며, 고용화 열처리를 하고 가공경화성을 가지고 있어 절삭성이 떨어지는 강종이다.

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