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문제 정의
- 그리고 협소한 저부가공은 분출·흡인법이 곤란하기 때문에 분사법을 사용하게 되는데, 이 경우 깊이 가 깊어질수록 대부분의 유량은 전극과 피가공물에 부딪혀 일부만 틈새로 유입이 된다. 그래서 AJC와 함께 펌프작용 을 병행하는데, 본 장치를 사용함으로써 전극의 면적이 넓 거나 가공액을 분사하기가 곤란한 형상에 있어서 다른 플러 싱법과 비교해 볼 때 가공효율을 보다 극대화할 수 있는 사 실을 뒷받침해 주고 있다. 또한 분사가 약한 곳에서는 집중 방전을 일으켜 가공물에 많은 손상이 발생하는데, 가공면 전체에 균일한 분사가 이루어지므로 2차방전의 발생을 극 소화시켜 가공면 성상이 향상될 것이라는 사실과 일치하고 있다.
- 지금까지 적용 되고 있는 대표적인 플러싱 방법으로는 분출법, 흡인법, 분 사법이 있지만, 방전가공의 종류나 전극의 형상에 따라서 적용상의 단점이 나타나고 있어 실용상 장애가 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 단점들을 보다 효율적으로 극복하고 실용적으로 적용하기 쉬운 새로운 유형의 칩 배출장치로서 측면 플러싱 장치(Side Flushing Devices)를 고안하였다.
- 이에 따라 본 연구에서는 방전특성과 관련하여 가공액의 유동해석을 통해 측면 플러싱 장치의 특성 메카니즘을 실증 적으로 검증하고자 하였다. 방전 갭에서 발생하는 유동기구 를 유한요소법을 통해 해석하였으며, 그 결과를 실험적으로 검토하는 과정을 통해 전극과 피가공물 사이에 쌓이게 되는 칩을 보다 효과적으로 배출시킬 수 있는 방안을 도출하고자 하였다.
- 고안된 측면 플러싱 장치는 방전가공조건 이외에도 형상 및 압력 등 여러 변수에 따라 그 성능이 달라지게 된다. 본 연구에서는 Fig. 14에서 보이는 바와 같이 박스형의 밀폐구 조로 측면 플러싱 장치를 알루미늄 소재로 제작하였는데, 치수의 정확성을 기하기 위하여, 밀링가공으로 홈을 파내어 밀폐된 공간을 형성시켰다. 한편 전극에 있어서는 협소한 저부가공 시에 칩이 배출되는 정도를 쉽게 비교할 수 있도록 Fig.
- 본 연구에서는 방전가공시 기존의 플라싱 장치들이 갖는 단점을 극복시키는 새로운 측면 플러싱 장치를 고안하였으며, 가공액의 유동과정의 수치해석과 실험적 결과들을 통해 그 효과의 우수성을 검증하였다. 이러한 내용을 요약하면 다음과 같다.
- 이에 따라 본 연구에서는 방전특성과 관련하여 가공액의 유동해석을 통해 측면 플러싱 장치의 특성 메카니즘을 실증 적으로 검증하고자 하였다. 방전 갭에서 발생하는 유동기구 를 유한요소법을 통해 해석하였으며, 그 결과를 실험적으로 검토하는 과정을 통해 전극과 피가공물 사이에 쌓이게 되는 칩을 보다 효과적으로 배출시킬 수 있는 방안을 도출하고자 하였다.
가설 설정
- 따라서 이 열발생 문제를 수치 해석적 방법으로 접근하려면 피가공물과 전극의 형상 을 모델링한 후 방전 시마다 제거되는 피가공물과 전극의 형상을 보정하여 실시간으로 방전현상을 해석할 수 있는 모델의 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 이를 단순화 하여 가공이 진행되는 동안의 방전형상은 고려하지 않았으 며, 가공칩은 극간이라는 유로를 통과해서 배출구로 빠져나 가는 가공액의 흐름과 같다고 가정하였다. 또한 해석을 통해서 전극과 피가공물의 고온사이를 흐르는 가공액의 속도 를 구한 후 실험 데이터와 비교하여 이의 상호연관성을 중심으로 해석하였다.
- 본 연구에서 사용된 가공액은 Newtonian 유체로 가정 하였으며I, 가공진행 중에 방전이 이루어질 때의 상태 변화는 무시했다. 가공액이 분사되는 입구에서의 유속이 1, 013 mm/s이기 때문에 마하수는 0.
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