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실험계획법에 의한 초음파가 부가된 자기연마가공의 특성평가
진동현(Dong-Hyun Jin),곽재섭(Jae-Seob Kwak) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集A Vol.39 No.9
본 논문에서는 고경도의 재료를 효과적으로 가공하기 위하여 초음파-자기연마 복합가공을 제시하고, 초음파-자기연마 복합가공의 효율성을 검증하기 위해. 실험계획법을 적용하여 각 인자의 영향력을 평가하였다. 그 결과, 기존의 자기연마가공보다 초음파-자기연마가공의 가공효율이 더 높게 나타났으며, 초음파-자기연마 복합가공에서 가장 적절한 주파수는 28kHz 인 것으로 나타났다. 또 표면거칠기에 대한 인자의 영향을 평가하였을 때, 초음파의 진폭이 가장 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 그러나 55μm의 진폭이 적용되었을 때, 자속밀도의 변화에도 불구하고 가공효율이 오히려 떨어지는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 지나치게 큰 초음파 진폭은 오히려 자기연마가공의 효과를 저하시키는 것임을 알 수 있었다. In this paper, we propose an ultrasonic magnetic abrasive polishing (US-MAP) technique to effectively machine a high-strength material, and we prove the efficiency of hybrid finishing. We use Taguchi`s experimental method to determine the influence of each parameter. Based on the results, US-MAP exhibited a higher polishing efficiency than traditional MAP, and a suitable frequency for hybrid finishing was 28 kHz. When investigating the effect of the parameters on the surface roughness, the ultrasonic amplitude had the greatest effect. However, when machining with 55-Dm amplitude, the machining efficiency decreased as the magnetic flux density varied.
원통형 공작물에서 미세패턴의 디버링 및 버의 생성 메커니즘
진동현(Dong-Hyun Jin),이성호(Sung-Ho Lee),곽재섭(Jae-Seob Kwak) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集A Vol.41 No.4
미세 패턴의 기계적 가공에서는 버의 발생이 불가피하고, 패턴과 버의 크기가 매우 작아 이를 구분하기 어렵다. 본 연구에서는 turning machine을 이용하여, 원통형 공작물의 옆면에 패턴의 피치와 높이가 각각 60, 1μm인 마이크로 패턴을 제작하고, 패턴의 형상을 이용하여 버의 형상과 생성 메커니즘을 정의하였다. 또한, 자기연마 디버링을 이용하여 마이크로 패턴의 정밀도를 높이고자 하였다. 그 결과, 미세패턴의 제작 시, 공구의 이송방향에 따라 버의 생성방향이 결정됨을 확인할 수 있었다. 또한, 자기연마 디버링 공정에서 자속밀도와 공구의 회전속도가 각각 40mT, 1600rpm일 때, 패턴의 높이는 1.018μm로 측정되었으며, 자기연마 디버링에 가장 적합한 조건임을 알 수 있었다. Burr generation is inevitable during the machining of a micro-pattern, and it is difficult to distinguish between the pattern and burr because they have a very small dimensions. In this study, a micro-pattern with a pitch of 60 μm and height of 1 μm was fabricated on a cylindrical surface using a turning machine. The structure of a burr and its generation mechanism were determined, and a magnetic abrasive deburring process was used to improve the accuracy of the pattern. As a result, when fabricating a micro-pattern, it was shown that the direction of the burr was determined by the feed direction of the tool. The measured pattern height was 1.018 μm when the magnetic flux density and spindle speed were respectively 40 mT and 1600 rpm, respectively, during magnetic abrasive deburring, which were determined to be the optimal conditions for processing.
자기 디버링을 이용한 복합 미세패턴의 형상 정밀도 향상
진동현(Dong-Hyun Jin),곽재섭(Jae-Seob Kwak) 대한기계학회 2016 大韓機械學會論文集A Vol.40 No.11
최근, 산업에서는 미세패턴의 효과가 입증됨에 따라 미세패턴에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나, 이러한 연구들은 단일 패턴에 집중되어있으며, 복합 미세패턴의 제작 및 디버링에 관한 연구는 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 원통형 공작물에 복합 미세패턴을 제작하고, 자기 디버링을 이용하여 디버링을 실시하였다. 또한, 반응표면법을 이용하여 패턴의 높이에 대한 예측모델을 도출하고, 자기 디버링 공정을 최적화하였다. 그 결과, 패턴의 높이에 대한 예측값과 실험값을 비교하였을 때, 평균적으로 7%의 오차가 발생하는 것을 확인하였다. 또한, 검증실험을 통하여 형상 정밀도가 우수한 복합 미세패턴의 제작이 가능하고, 예측모델이 신뢰성이 있음을 알 수 있었다. In recent times, the requirement of a micro pattern on the surface of products has been increasing, and high precision in the fabrication of the pattern is required. Hence, in this study, dual micro patterns were fabricated on a cylindrical workpiece, and deburring was performed by magnetic abrasive deburring (MAD) process. A prediction model was developed, and the MAD process was optimized using the response surface method. When the predicted values were compared with the experimental results, the average prediction error was found to be approximately 7%. Experimental verification shows fabrication of high accuracy dual micro pattern and reliability of prediction model.
마이크로 머시닝에서 공구 정렬과 가공정밀도에 관한 연구
진동현(Dong-Hyun Jin),안주은(Ju-Eun An),김주권(Joo-Kwon Kim),이성호(Sung-Ho Lee),손출배(Chul-Bae Son),곽재섭(Jae-Seob Kwak) 대한기계학회 2015 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2015 No.11
Micro end mill is one of the precise tools, which is used in machining of ultra-precision products such as micro channel, micro patterned mold, and so forth. To satisfy the required precision of these products, many studies were investigated on the cutting force, burr formation, and burr generation mechanism of micro end mill, but there are little studies on the alignment of micro tool even which is the foundation of machining. Hence in this investigation, a simulation on manufacturing of channel with misaligned micro end mill was carried out and its effect was evaluated.
진동현(Dong-Hyun Jin),이성호(Sung-Ho Lee),유만희(Man-Hee You),하경호(Kyung-Ho Ha),김태완(Tae-Wan Kim),곽재섭(Jae-Seob Kwak) 대한기계학회 2015 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2015 No.11
In recent industry, the requirement of micro pattern on the surface of products has been increasing, and at the same time high precision of the pattern is necessarily needed. Hence in this study the dual micro patterns on a cylindrical workpiece were fabricated and its deburring was carried out with magnetic abrasive polishing. Subsequently the most effective factor, magnetic flux density, was examined by the design of experiment.