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선삭가공 조건에 따른 Inconel718 소재의 절삭력 분석
신필선(P. S. Shin),김재경(J. K. Kim),전의식(E. S. Jeon) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
최근 첨단 기술의 발달로 내마모성, 내열성, 내부식성 등을 요구하는 내열합금의 부품의 사용이 점차 증가하고 있다. 내열합금 소재인 Inconel718 은 니켈 기반 소재로 기계적 특성이 상대적으로 우수하여 우주항공산업 및 자동차 엔진부품 등의 재료로 많이 사용되고 있다. 그러나 큰 인성과 절삭 가공 시 인서트와 공작물 사이에 발생하는 높은 열로 인한 가공 경화로 급격한 공구 마모가 발생하여 극단적으로 절삭 속도를 낮추어 가공하고 일관성 없이 마모된 노즈부 형상의 변화로 정밀 가공에 어려운 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위하여 인서트 경계부의 마이크로 경도 측정을 통한 경계 마모 예측 모델 도출, 이송량과 인서트 노즐 반경에 따른 공구 수명과 잔류응력의 영향, 공구 코팅과 절삭속도에 따른 공구 마모 특성 분석 등 다양한 연구가 수행되고 있으나 여러 공정 조건에 대한 영향도 분석 및 공정 최적화의 문제는 여전히 남아있다. 본 논문에서는 절삭 조건과 인서트 소재에 따른 가공성에 영향을 미치는 절삭력을 평가하고자 한다. 인서트의 소재는 초경 합금과 세라믹으로 설정하였으며 선삭 가공 시 절삭 조건을 절삭 속도, 이송 속도, 절삭 깊이로 설정하고, 절삭력을 평가하기 위한 결과 값으로 가공 접촉면의 온도와 표면 거칠기 그리고 원통도로 설정하였다. 절삭 조건과 절삭력 간의 주 효과를 분석하였으며 최대 절삭력을 갖는 공정 조건을 도출하였다. 최적 공정 조건을 적용함으로써 각 소재별 절삭 공구의 수명 향상과 난삭제의 가공 시간을 단축 시킬 수 있을 것으로 사료된다.