Ti-6Al-4V ELI 합금의 선반가공에서 코팅 공구와 비코팅 공구의 성능 분석 = A performance analysis of coated and uncoated tools in shelf machine of Ti-6Al-4V ELI

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study investigates the machining performance of Ti-6Al-4V ELI during using coated and uncoated carbide tools under systematically varied cutting speeds and feed rates. Cutting forces, tool-wear progression, and surface-roughness characteristics were quantitatively assessed using a multi-component dynamometer, optical microscopy, and contact-type profilometry. The uncoated tool exhibited relatively low initial cutting forces but showed rapid flank wear, unstable thrust-force behavior, and surface deterioration under high-speed or high-feed conditions. In contrast, the PVD-coated tool demonstrated significantly enhanced wear resistance and more stable cutting behavior, particularly reflected in reduced thrust-force fluctuations and improved hip evacuation. As a result, the coated tool consistently produced better surface quality at elevated machining parameters. These findings highlight the distinct mechanical and thermal advantages of coated tools in machining this low-thermal-conductivity titanium alloy and provide practical guidelines for selecting tooling and optimizing cutting conditions for high-stability, high-precision machining of Ti-6Al-4V ELI.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구의 배경 1
• 1.2 연구의 목적 1
• 제 2 장 이론적 배경 3
• 2.1 절삭이론 3
• 2.2 선반가공 8
• 2.2.1 선반가공 이론 8
• 2.2.2 선반가공의 주요 절삭 변수 8
• 2.2.3 절삭력과 절삭 동력 9
• 2.2.4 절삭 칩 형성과 전단각 이론 10
• 2.2.5 절삭 이론의 수치 해석 및 전단역학 모델 12
• 2.3 공구 마모 이론 19
• 2.3.1 공구 마모의 분류 19
• 2.3.2 공구 마모의 메커니즘 21
• 2.3.3 공구 수명의 판정 기준 22
• 2.4 표면거칠기 이론 24
• 제 3 장 실험 장비 및 방법 27
• 3.1 실험 장비 27
• 3.1.1 실험 장치 27
• 3.1.2 피삭재 및 절삭공구 33
• 3.2 실험 방법과 조건 37
• 제 4 장 결과 및 고찰 39
• 4.1 절삭력 측정 및 공구 마모 형태 39
• 4.1.1 비코팅 초경 공구의 절삭력 39
• 4.1.2 코팅 초경 공구의 절삭력 47
• 4.1.3 코팅 공구와 비코팅 공구의 절삭력 비교 및 공구 마모 54
• 4.2 표면거칠기 측정 66
• 4.2.1 표면거칠기 측정 개요 66
• 4.2.2 표면거칠기 측정 결과 분석 67
• 제 5 장 결론 72
• 참고문헌 73