[논문]압축냉각공기 시스템을 적용한 항공기 부품 가공 기술

이채문; 이득우; 김석원; 정우섭; 김상기

문제 정의

본 논문에서는 중기거점 과제인 ''고속 . 지능형 가공시스템 개발''의 세부과제로써 개발된 압축냉각공기를 이용하여 항공기 부품 가공시 발생하는 절삭유와 혼합된 대용량 칩의 처리를 보다 용이하게 하기 위한 한 방법으로 절삭유를 대체한 압축냉각공기 가공환경 시스템을 제안하였다. 실제 항공기 부품의 하나인 wing rib 부품을 이용하여 실험을 수행하였으며 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
따라서 본 논문에서는 항공기 부품의 고속가공에서 압축 냉각공기를 이용한 친환경적인 가공, 부품 품질, 칩 처리 용이성, 습식 가공환경을 대체할 수 있는 한 방법으로 압축냉각공기에 대하여 연구하였다.

제안 방법

압축냉각공기는 에서 보듯이 두 개의 노즐을 이용하여 공구에서 약 "cm 떨어진 거리에서 분사를 하였으며 분사압력은 약 7kg/orf였다. 모든 가공 조건은 현장에서 사용하는 조건을 가능한 반영하였으며 황삭, 중삭, 정삭의 세 가공 공정으로 나누어 수행하였다.
지능형 가공시스템 개발'' 사업의 일환으로 제작된 압축냉각공기 시스템을 이용하여 실험을 수행하였다. 본 시스템은 크게 두 부분으로 구성되어 있는데, 흡입된 압축공기의 열교환 부분과 냉매 순환 부분으로 구성되어 있다. 본 시스템의 작동원리는 압축기와 에어 드라이어를 이용하여 충분히 건조된 압축공기를 흡입하여 열 교환기에서 냉매를 이용하여 압축공기의 온도를 저하시킨 후 토출구를 통해 압축냉각공기를 토출하는 방식이다.
4에 나타내었다. 본 실험에서는 습식과 압축냉각공기의 가공성, 표면 품질 등을 비교하기 위하여 습식과 14℃, -3℃ 의 압축냉각공기 하에서 가공을 수행하였다. 압축냉각공기는 에서 보듯이 두 개의 노즐을 이용하여 공구에서 약 "cm 떨어진 거리에서 분사를 하였으며 분사압력은 약 7kg/orf였다.
은 본 논문의 실험 장치도를 나타낸 것이다. 일반 고속 가공기는 크기의 제한으로 인해 대형 부품을 실험하기에 부적합하여 본 논문에서는 항공기 부품 중 wing rib 을 선택하여 실험을 수행하였으며 형상은 fig.4에 나타내었다. 본 실험에서는 습식과 압축냉각공기의 가공성, 표면 품질 등을 비교하기 위하여 습식과 14℃, -3℃ 의 압축냉각공기 하에서 가공을 수행하였다.

대상 데이터

본 논문에서는 ''고속 . 지능형 가공시스템 개발'' 사업의 일환으로 제작된 압축냉각공기 시스템을 이용하여 실험을 수행하였다. 본 시스템은 크게 두 부분으로 구성되어 있는데, 흡입된 압축공기의 열교환 부분과 냉매 순환 부분으로 구성되어 있다.
지능형 가공시스템 개발''의 세부과제로써 개발된 압축냉각공기를 이용하여 항공기 부품 가공시 발생하는 절삭유와 혼합된 대용량 칩의 처리를 보다 용이하게 하기 위한 한 방법으로 절삭유를 대체한 압축냉각공기 가공환경 시스템을 제안하였다. 실제 항공기 부품의 하나인 wing rib 부품을 이용하여 실험을 수행하였으며 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.

성능/효과

2. 압축냉각공기를 이용한 가공환경 시스템에서 알루미늄 소재를 고속가공할 경우, 절삭유 시스템에 비해 공구수 명 측면에서는 다소 불리한 면이 있으나, 표면 거칠기 측면에서는 비슷하거나 오히려 유리한 측면이 있음을 알 수 있었다. 결론적으로, 압축냉각공기를 이용할 경우 기존의 절삭유 시스템을 충분히 대체할 수 있으며 생산령 향상 및 부가적인 장치설치비용을 감소시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
압축냉각공기를 이용한 가공환경 시스템에서 알루미늄 소재를 고속가공할 경우, 절삭유 시스템에 비해 공구수 명 측면에서는 다소 불리한 면이 있으나, 표면 거칠기 측면에서는 비슷하거나 오히려 유리한 측면이 있음을 알 수 있었다. 결론적으로, 압축냉각공기를 이용할 경우 기존의 절삭유 시스템을 충분히 대체할 수 있으며 생산령 향상 및 부가적인 장치설치비용을 감소시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 절삭유를 대체하여 압축냉각공기를 가공환경 시스템으로 적용하여 건식칩이 발생하도록 하여 베드위의 칩처리에 발생하는 문제를 해결할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 자동화된 칩 회수 장치를 설치할 경우에도 매우 유리하다는 것을 알 수 있었다.
항공기 부품의 경우 대부분의 소재를 절삭을 통해 제거하기 때문에 대용량의 칩이 발생하게 되며, 다음 공정을 위해 베드위의 칩을 처리할 때 많은 시간과 비용이 발생하게 된다. 본 논문에서는 절삭유를 대체하여 압축냉각공기를 가공환경 시스템으로 적용하여 건식칩이 발생하도록 하여 베드위의 칩처리에 발생하는 문제를 해결할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 자동화된 칩 회수 장치를 설치할 경우에도 매우 유리하다는 것을 알 수 있었다.
일반적으로 냉각공기를 발생시키는 장치에는 vertex tube를 이용한 방법도 있으나, 이는 토출되는 압축 공기의 압력을 떨어뜨려 압축냉각공기의 효과를 감소시키는 것으로 알려져 있다. 본 장치의 최대 냉각 설정값은 -3 01까지 가능하며 외부온도에 따라 토출되는 압축공기의 온도는 달라질 수 있지만 최저 -20P까지는 충분히 냉각시킬 수 있으며 -301C까지 압축냉각공기를 토출하는 것을 실험을 통해 확인하였다.
8은 습식과 압축냉각공기를 이용하여 실제 가공된 wing rib 부품을 나타낸 것이다. 육안으로 부품의 상태를 판단했을 때 특별히 두 조건 모두 별다른 이상 현상을 발견할 수 없었으며, 압축냉각공기의 경우 습식에 비해 표면의 광택이 좋은 것으로 보였다.
표 1은 각 지점의 표면 거칠기를 측정한 결과를 표시한 것이다. 표 1의 결과에서 알 수 있듯이 압축냉각공기의 경우 표면 거칠기 측면에서는 습식에 비해 오히려 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 이는 습식의 경우 발생한 칩이 절삭유와 결합하여 공구의 가까운 지점에 바로 떨어지게 되고, 이 칩이 다시 재절삭되는 경우가 발생하게 되는데, 이와 같은 재절삭 등의 이유로 표면이 다소 좋지 않은 것으로 판단된다.

후속연구

전체적으로, 압축냉각 공기의 경우 습식에 비해서 공구 마멸이 조금 증가한 것으로 판단되며, 이는 압축냉각공기의 윤활작용이 충분하지 않기 때문에 발생하는 것으로 생각된다. 하지만 식물성 미스트와 같은 윤활제를 첨가하여 사용한다면 환경오염 방지, 공구수명 향상, 용이한 칩 처리등의 이득을 충분히 얻을 수 있을 것이다.

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

압축냉각공기 시스템을 적용한 항공기 부품 가공 기술
A study on machining of aircraft parts using compressed chilly air system 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

압축냉각공기 시스템을 적용한 항공기 부품 가공 기술 A study on machining of aircraft parts using compressed chilly air system 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

압축냉각공기 시스템을 적용한 항공기 부품 가공 기술
A study on machining of aircraft parts using compressed chilly air system 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper