초록 ▼

Modular 구조형 공작기계에 관한 기초연구로 이송 장치부의 컴퓨터 이용설계와 공작기계 구조 동특성 최적화를 수행하였다.
빈번히 사용되는 설계기술과 표준 데이타들을 컴퓨터에 효율적으로 documentation 하여 활용하는 컴퓨터 이용설계 기술을 복잡한 기계 장치의 설계에 이용하면 시간의 절약뿐만 아니라 다양한 설계가 가능하다.
본 연구에서는 선반의 이송장치부를 설계하는데 있어서 관련 설계기술과 데이타들을 IOWA CADET의 building block principle을 이용하여 전산 프로그램 팩키지화하고 임의로 주어

Modular 구조형 공작기계에 관한 기초연구로 이송 장치부의 컴퓨터 이용설계와 공작기계 구조 동특성 최적화를 수행하였다.
빈번히 사용되는 설계기술과 표준 데이타들을 컴퓨터에 효율적으로 documentation 하여 활용하는 컴퓨터 이용설계 기술을 복잡한 기계 장치의 설계에 이용하면 시간의 절약뿐만 아니라 다양한 설계가 가능하다.
본 연구에서는 선반의 이송장치부를 설계하는데 있어서 관련 설계기술과 데이타들을 IOWA CADET의 building block principle을 이용하여 전산 프로그램 팩키지화하고 임의로 주어진 선반의 제원과 절삭 조건에 대하여 이상적인 이송장치부가 자동설계(graphic 은 제외)되도록 하였다.
1차년도에서는, 밀링 공작기계 구조의 동특성을 규명하는데 그쳤으나 2차년도에는 각 구성유닛트를 평판 구조로 모델링하여 새로운 밀링 모형 구조물을 제작하고, 유한 요소법을 이용하여 고유진동수와 진동형상을 구한 후, digital data processing 과 impulse test 에 의하여 얻어진 실험값과 비교하여 해석의 타당성을 검증한 후 전체 공작기계 구조를 부분구조로 분활하여 유한요소 해석도중에 각 부분에서 각각의 진동형(mode)에 대한 운동에너지 및 위치에너지를 구하여 절삭단에서의 모우달 플랙시빌리티(modal flexibility)가 최소화하는 방향으로 형상을 최적화해가는 유한요소-최적화 기법을 시도하였다.

Abstract ▼

As a basic study on the machine tools of modular structure, a Computer Aided Design of feed driving unit and an optimization of the dynamic characteristics of a machine tool structure are carried out. Computer-aiced design technique enables designers to save time and to easily do the job in var

As a basic study on the machine tools of modular structure, a Computer Aided Design of feed driving unit and an optimization of the dynamic characteristics of a machine tool structure are carried out. Computer-aiced design technique enables designers to save time and to easily do the job in variant design by effectively documenting design techniques and data. In this study a computer program package was developed for automatic design of a proper feed driving units by utilizing building block principle of IOWA CADET.
In the preceding year, a milling machine is modelled as a 3-dimensional thin plate model structure and the dynamic characteristics of the model structure are investigated by use of Finite Element method and impulse digital testing method. In this year, after adequacy of the analysis by FEM and the experimental method by the impulse digital test is examined by cross-checking the results obtained from both methods, optimization of the dynamic characteristics of the structure are carried out. The total structure is sub-divided into several substructures and the distribution of kinetic energy and potential energy of those substructures at each mode is examined to minimize the modal flexibility at the cutting point. In this way, iterative Finite-Element-Optimization technique can be successfully applied to a machine tool structure.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 요약문 ...3
• ABSTRACT ...4
• 목차 ...5
• 1. 공작기계 구성 유닛트 (선반 이송장치부)의 컴퓨터 이용설계...6
• 1-1. 서론...6
• 1-2. 선반의 이송장치의 일반사항...7
• 1-3. 나사절삭을 위한 변속기구의 고안...8
• 1-4. 이송동력 계산...18
• 1-5. 축 설계 및 베어링 하중 계산...19
• 1-6. 기어 설계...24
• 1-7. KOHEMA-860 선반의 이송 장치...38
• 1-8. 전산 처리...39
• 1-9. 컴퓨터 프로그램에 의한 설계 예...44
• 1-10. 결언...46
• 2. 공작기계 구조의 동특성 해석 및 최적화...47
• 2-1. 서론...47
• 2-2. 구조 해석 이론...47
• 2-3. 동특성 최적화 이론...56
• 2-4. 수학적 모델의 수치해석...57
• 2-5. 진동 특성 실험...60
• 2-6. 컴퓨터 시물레이션에 의한 동특성 개선...64
• 2-7. 결과의 고찰...67
• 2-8. 결 론...68
• 참 고 문 헌...71
• A-1. 부록...72
• 제출문 ...78
• 요약문 ...79
• ABSTRACT ...80
• 목차 ...81
• 1. 공작기계의 구성 유닛트(선반 주축 구동부)의 최적설계 ...82
• 1-1 서론
• 1-2 설계자료와 설계과정(1, 2, 3, 4) ...83
• 1-3 Gear Volumn 의 최적화 ...106
• 1-4 스핀들 형상 및 정적 변형도 ...107
• 1-5 전산처리 ...110
• 1-6 결과 ...114
• 1-7 결론 ...123
• 부록 ..124
• 2. 공작기계구조의 동특성 해석 및 실험 ...129
• 2-1 서론 ...129
• 2-2 밀링반 모형 구조물의 이상화 ...131
• 2-3 수치해석 및 결과 ...133
• 2-4 시험방법 및 결과 ...139
• 2-5 결론 ...144
• 참고문헌 ...146