[논문]디버링 휠의 회전수 변화에 따른 디버링 특성에 관한 실험적 연구

천경호; 김해지

doi:10.14775/ksmpe.2018.17.5.103

디버링 휠의 회전수 변화에 따른 디버링 특성에 관한 실험적 연구
An Experimental Study on the Deburring Characteristics according to rpm Change of Deburring Wheel 원문보기

한국기계가공학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, v.17 no.5, 2018년, pp.103 - 110

천경호 (경남과학기술대학교 대학원 자동차공학과) , 김해지 (경남과학기술대학교 자동차공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The modern aircraft consists of tens/hundreds of thousands of components. A large proportion of these components are manufactured using a machining process. A deburring process must be performed after to machining. This study investigates the effect of changes in the deburring wheel rpm on the deburring force and radius. The deburring wheel is used to trim sharp edges off machined parts of the aircraft. The deburring wheel used consists of a core and a nylon hair(this new concept is protected under patent). We find that higher deburring wheel rpm results in increased deburring force and radius. For deburring wheel rotation rates of 500~750rpm, deburring force of 3.4~6.5kgf and deburring radius of 0.4~0.5mm were observed.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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

문제 정의

본 논문에서는 디버링 휠의 회전수 변화에 따른 디버링 힘과 디버링 Radius 값을 실험적으로 연구한 결과에 대하여 고찰하였다.
본 실험적 연구 결과를 바탕으로 디버 공정 자동화를 위한 장비 개발과 연계하여 수작업 공정을 자동화 공정으로 설계하는 패러다임을 실현할 수 있는 기초 자료를 확보하였다.
본 연구에서는 항공기의 구성품 중 복잡한 형상 및 대형 기계 가공 부품의 디버 공정 자동화를 위한 기초 연구 과정인 디버링 휠의 개발에서 디버링 휠(deburring wheel)의 회전수(rpm) 변화에 따른디버링 힘(deburring force)과 디버링 Radius 값(deburring radius value)과의 상관관계에 관하여 연구하고자 한다.

가설 설정

두 번째부터는 b)~e) 공정을 반복하게 되는 것이다. 디버링 휠 회전수 가변은 필요 시 b) 공정에서 가능하다. 이러한 공정으로 각 회전수에서 9회를 반복하여 테스트하였다.
7에서는 인디케이터의 형상을 나타내었다. 이와 같이 준비된 상황에서 테스트 공정의 첫 번째는 a)디버링 휠 높이 조정 → b)장비 시작 위치로 이동, 디버링 휠 회전, X축 이동 → c)시편과 디버링 휠 접촉 → d)로드 셀과 디버링 휠 접촉→ e)장비 시작 위치로 이동 순이다. 두 번째부터는 b)~e) 공정을 반복하게 되는 것이다.

제안 방법

디버링 휠의 회전수 변화에 따른 디버링 힘과 디버링 Radius 값을 검출하기 위한 테스트 장비는 3축(X/Y/Z 축)과 스핀들 회전수(spindle rpm)를 가변할 수 있는 장비를 적용했다. 스트로크는 X축 1,800mm, Y축 1,700mm, Z축 1,500mm이며, 스핀들 회전수는 최대 1,000까지 가변 가능한 장비이다.
5kgf-750rpm으로 나타났다. 디버링 휠의 회전수는 100rpm을 기준으로 하여 100~200rpm, 200~300rpm, 300~400rpm, 400~600rpm, 600~800rpm 범위에서 테스트 장비가 회전 가능한 rpm으로 테스트 하였다. 위의 결과로써 디버링 휠의 회전수 변화에 따른 디버링 힘의 변화는 회전수 증가에 비례하여 힘이 증가함을 확인할 수 있었다.
디버링 휠 회전수 가변은 필요 시 b) 공정에서 가능하다. 이러한 공정으로 각 회전수에서 9회를 반복하여 테스트하였다.
6에서는 로드 셀과 시편이 테이블에 고정된 지그 및 바이스에 의해 위치한 형상을 나타내었다. 인디케이터는 테이블 상면에 고정되지 않은 상태로 디버링 휠의 회전에 의한 간섭을 받지 않는 이격된 위치에 놓았다. 인디케이터는 로드 셀의 센스와 시그널 케이블로 연결되어 있으며, 케이블을 통해 전달된 힘을 시각적으로 확인할 수 있게 디지털 형식의 숫자로 표시하는 기능이다.

대상 데이터

4(b)에서는 디버링 시편의 형상을 나타내었다. 디버링 Radius 값 확인을 위한 시편은 윙립의 소재와 유사한 AL70계열을 적용했으며, 크기는 300mm(L), 75mm(W), 6mm(t)의 사각 판재이다.
휠 전체 외경 850mm, 폭 100mm이고, 내부 코어(core)는 외경 300mm, 내경 100mm, 폭 100mm로 기계 가공되었으며, 모(nylon hair)를 고정하기 위한 홀이 가공되어 있다. 모는 메시(mesh) #180, 외경 1mm,길이 275mm로 구성되어 있다.
본 실험에 사용된 장비는 수평형으로 X/Y/Z 축의 스트로크가 최소 1,000mm 이상, 최대 회전수 1,000 범위이다. 이것은 외경이 최대 850mm인 디버링 휠을 장착하기 위해서이다.
디버링 휠의 회전수 변화에 따른 디버링 힘과 디버링 Radius 값을 검출하기 위한 테스트 장비는 3축(X/Y/Z 축)과 스핀들 회전수(spindle rpm)를 가변할 수 있는 장비를 적용했다. 스트로크는 X축 1,800mm, Y축 1,700mm, Z축 1,500mm이며, 스핀들 회전수는 최대 1,000까지 가변 가능한 장비이다. 또한 테스트에 필요한 로드 셀, 인디케이터 및 바이스를 고정할 수 있는 테이블이 포함된 것이 특징이다.

성능/효과

Fig. 8과 같은 공정으로 테스트한 디버링 휠의 회전수 변화에 따른 디버링 Radius 값의 변화는 회전수 증가와 비례하여 디버링 Radius 값이 증가하는 결과로 나타났다. 디버링 휠의 회전수 변화에 따른 디버링 힘의 변화보다는 완만하게 증가하는 결과를 보였다.
Fig. 8과 같은 공정으로 테스트한 디버링 휠의 회전수 변화에 따른 디버링 힘과 디버링 Radius 값의 변화는 회전수 증가와 비례하여 힘과 Radius 값이 증가하는 결과로 나타났다. 디버링 휠의 회전수 대비 디버링 힘과 디버링 Radius 값이 0.
Fig. 9에서는 각 회전수에서 측정한 디버링 힘을 나타내었으며, 로드 셀과 디버링 휠이 접촉하는 깊이 10mm를 기준으로 10mm 단위로 증가시켜 10mm, 20mm, 30mm, 40mm, 50mm로 테스트한 결과 40mm일 때가 디버링 Radius 값이 요구 범위내(0.1mm≤R≥0.5mm)에 분포하는 유효한 접촉 깊이였으며, 이때 각 회전수에서 측정된 디버링 힘은 0.6kgf-125rpm, 1.3kgf-250rpm, 1.5kgf-355rpm, 3.4kgf-500rpm, 6.5kgf-750rpm으로 나타났다.
5mm이다. 디버링 Radius 값은 요구도의 최댓값을 초과하지 않으면서 가능한 큰 값을 선호함으로 디버 공정의 자동화에 적용할 적정한 디버링 휠의 회전수 범위는 500~750 사이인 것을 확인하였다. 이때의 디버링 힘은 3.
8과 같은 공정으로 테스트한 디버링 휠의 회전수 변화에 따른 디버링 Radius 값의 변화는 회전수 증가와 비례하여 디버링 Radius 값이 증가하는 결과로 나타났다. 디버링 휠의 회전수 변화에 따른 디버링 힘의 변화보다는 완만하게 증가하는 결과를 보였다. 로드 셀과 디버링 휠이 접촉하는 깊이 10mm를 기준으로 하여 10mm 단위로 증가시켜 10mm, 20mm, 30mm, 40mm, 50mm로 테스트한 결과 40mm일 때가 디버링 Radius 값이 요구범위내(0.
5mm-750rpm으로 나타났다. 디버링 휠의 회전수 변화에 따른 디버링 힘의 증가 폭은 6:10(회전수 증가비:힘 증가비)으로 컸으며, 디버링 Radius 값의 증가 폭은 6:2.5(rpm 증가비:Radius 증가비)로 작은 것을 테스트 결과로 확인할 수 있었다. Table 4에서는 테스트 조건 및 결과를 나타냈으며, Fig.
로드 셀과 디버링 휠이 접촉하는 깊이 10mm를 기준으로 하여 10mm 단위로 증가시켜 10mm, 20mm, 30mm, 40mm, 50mm로 테스트한 결과 40mm일 때가 디버링 Radius 값이 요구범위내(0.1mm≤R≥0.5mm)에 분포하는 유효한 접촉 깊이였으며, 이때 각 회전수에서 Fig. 4의 측정 게이지를 사용하여 측정된 디버링 Radius 값은 0.2mm-125rpm, 0.3mm-250rpm, 0.3mm-355rpm,0.4mm-500rpm, 0.5mm-750rpm으로 나타났다.
디버링 휠의 회전수는 100rpm을 기준으로 하여 100~200rpm, 200~300rpm, 300~400rpm, 400~600rpm, 600~800rpm 범위에서 테스트 장비가 회전 가능한 rpm으로 테스트 하였다. 위의 결과로써 디버링 휠의 회전수 변화에 따른 디버링 힘의 변화는 회전수 증가에 비례하여 힘이 증가함을 확인할 수 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	디버 공정은 어떤 공정인가?	이와 같이 기술 우위에 있는 항공기 제조에서도 기술의 발전 추이를 따라가지 못하는 공정이 있는데, 그 중 한 가지가 디버 공정(deburr process)이라고 할 수 있다. 디버 공정은 기계 가공이 끝난 후 수행하는 공정으로써 기계 가공 공정에 의해 생성된 날카로운 모서리를 둥글게 만드는 공정이다. 항공기 부품의 대형화는 3차원의 복잡한 형상 설계, 날카로운 가공 모서리 증가 및 작업시간 증가로 인해 지금까지 수작업으로 수행한 디버 공정에 대한 새로운 패러다임의 필요성을 요구하게 되는 것이다.
	최근 항공기 제조기술은 어떤 추세에 편승하고 있는가?	항공산업은 다양한 분야의 지식과 기술이 집약된 것으로 생산 및 기술 파급효과가 매우 큰 미래형산업이다[1]. 최근의 항공기 제조기술은 대형항공기[2]의 중량을 줄이기 위해 부품의 일체화 및 대형화 추세이다. 이와 같은 추세는 설계 및 제작기술의 발전과 함께 제작에 소요되는 시간을 줄이기 위한 공정기술, 장치, 공구 등의 개발을 요구하는 경향이 두드러지게 나타나고 있다.
	항공기 부품의 대형화로 인하여 디버 공정에 요구되는 새로운 패러다임은 무엇인가?	항공기 부품의 대형화는 3차원의 복잡한 형상 설계, 날카로운 가공 모서리 증가 및 작업시간 증가로 인해 지금까지 수작업으로 수행한 디버 공정에 대한 새로운 패러다임의 필요성을 요구하게 되는 것이다. 이것은 수작업의 한계와 디버 공정의 품질 균일성, 지속성 및 생산시간 단축의 요구인 것이다. 여러 가지 특성의 항공기 구성품 중에서 항공기 주익(날개)을 구성하는 윙 탑 판넬(wing top panel)의 외피(skin)와 윙 바텀판넬(wing bottom panel)의 외피 사이에 조립되는 윙립(wing rib)[9]처럼 복잡한 형상의 대형 기계 가공 부품을 디버링[3-5]하기 위해서는 새로운 디버링장치[6-8]가 필요할 것이다.

참고문헌 (10)

Choi, W. Y., “The history and current state of Korean Aircraft Industry,” Current Industrial and Technological Trends in Aerospace, Vol. 9, No. 1, pp. 27-36, 2011.
Chang, T. J., “The Market result and forecast of Commercial Aircraft industry,” Current Industrial and Technological Trends in Aerospace, Vol. 9, No. 1, pp. 15-26, 2011.
Lee, Y. C., Shin, G. H. and Kwak, T. S., “Deburring Technology of Vacuum Plate for MLCC Lamination Using Magnetic Abrasive Polishing and ELID Process,” Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 14, No. 3, pp. 149-154, 2015.

원문보기 상세보기
Lee, S. H. and Kwak, J. S., "Application and Parameter Optimization of EP-MAP Hybrid Machining for Micro Pattern Deburring," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers Vol. 12, No. 2, pp. 113-119, 2013.

상세보기
Shine, K. S., "A Study on the Process Optimization of Brush Deburring Grinding System," Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers Vol. 21, No. 3, pp. 394-400, 2012.

원문보기 상세보기
Koo, J. H., Kim, I. H. and Hur, N. S., "A Study on Development of High Speed Deburring Machine," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers Vol. 12, No. 5, pp. 116-121, 2013.

상세보기
Hwang, J. D., Kim, J. S. and Jung, Y. G., "The Development of Shape Guided Automatic Deburring Machine for Mold Products," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers Vol. 10, No. 1, pp. 16-22, 2011.
Kim, S. M., Jung, Y. G. and Cho, S. L., "A Basic Research for the Development of Generalized Shape Guided Automatic Deburring Machine," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers Vol. 11, No. 3, pp. 104-109, 2012.
Lee, I. S., Kim, H. J., Kim, D. H. and Kim, N. K., “A Study on Simulation of Chip Recycling System for the Management of Cutting Chip in 5-Axis FMS Line,” Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 12, No. 6, pp. 175-187, 2013.

원문보기 상세보기
Cheon, K. H., "Deburring Machine and Deburring Wheel," Retrieved 18, Apr, 2012, from http://www.kipris.or.kr.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증