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다이아몬드 터닝 단속 절삭 시 알루미늄 합금과 공구 경사각에 따른 가공 표면 특성 연구
박성현(S. H. Park),김영재(Y. J. Kim),강종균(J. G. Kang),함중규(J. K. Ham),곽영태(Y. T. Kwak),김건희(G. H. Kim) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
소형, 경량화된 우수한 성능의 광학부품수요가 증가함에 따라 비철금속기반의 제품을 초정밀 가공할 수 있는 Diamond Turning (DT) 공정이 산업에서 널리 활용되고 있다. 특히 광학 부품의 형상이 다양화 됨에 따라 DT 가공 중 불연속한 형상을 가공하는 방법인 단속 절삭에 대한 수요가 증가하고 있다. 그러나 알루미늄 합금 재료 표면을 단속 절삭 가공할 시, 절삭경계에서 공구 또는 피삭재에 충격이 발생하여 표면 스크래치와 거칠기가 증가하고 광학적 기능이 저하되는 문제점이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 광학 부품의 재료로 활용되는 알루미늄 합금의 종류와 DT 가공 공구의 경사각을 가공 변수로 두어 DT 단속 절삭 시 나타나는 가공 표면의 특성을 실험, 관찰하였다. 시편은 총 4 종(Al6061-T6, T651, Al7075-T6, RSA6061-T6)의 알루미늄 합금 재료를 사용하였으며, 각 재료는 20 x 8 x 10 mm 크기의 직사각형 모양 시편으로 제작하였다. 공구경사각을 제외한 DT 가공 조건은 동일하게 하였으며, 공구경사각은 총 4 가지 각도(0, -5, -10, -15°)를 변수로 선정하여 실험하였다. 실험 후 가공된 표면을 평가하기 위해 백색광 간섭계를 이용하여 표면 거칠기를 측정하였고, 광학 및 전자현미경을 사용하여 표면 형상을 관찰하였다. 그 결과 모든 알루미늄 합금 소재는 공구경사각이 -5°일 때 공통적으로 가장 좋은 표면 거칠기를 얻었으며, 그 중에서도 알루미늄 외 기타 합금물 입자(Si, Fe 등)의 영향이 가장 적은 RSA6061-T6 소재의 표면 거칠기가 Ra 0.9 nm로 가장 우수한 값을 얻을 수 있었다.