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- 저자 : Sangjin Maeng (검색결과 4 건)
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Sangjin Maeng,Pyeong An Lee,Bo Hyun Kim,Sangkee Min 한국정밀공학회 2020 International Journal of Precision Engineering and Vol.7 No.6
Micro grinding with a poly crystalline diamond (PCD) tool is one of the promising approaches for fabricating a micro mold on difficult-to-cut materials. As the process can also achieve good surface integrity without additional finishing processes, it could shorten total processing time and reduce total energy and resource impact. Modeling of micro grinding is necessary to understand the key design factors of the PCD tool which influence the grinding force inducing geometric errors in micromachining. This research proposes a model to describe the micro grinding of the difficult-to-cut material and predict the grinding force. The model for calculating the grinding force has been established considering contact area, grit size and distribution, tool shape, cutting depth, and cutting speed. Micromachining experiments with a PCD micro grinding tool fabricated by wire electro discharge machining have been conducted in tungsten carbide and provided the validation of the proposed model.
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Sangjin Maeng,Hiroaki Ito,Yasuhiro Kakinuma,Sangkee Min 한국정밀공학회 2023 International Journal of Precision Engineering and Vol.10 No.1
Machining of steel-based alloy (STAVAX) and tungsten carbide (WC) is very challenging due to their superior hardness. Severe wear in the machining of the die materials is the dominant problem. Texturing on the rake face of the tool and ultrasonic elliptical vibration cutting (UEVC) may resolve this issue and could prolong tool life. The patterns on the rake face of the tool entrap the chip and debris created in machining and prevent abrasion. During UEVC the flank face of the tool does not contact the workpiece and the rake face of the tool helps the chip evacuate from the machining area when the tool disengages with the workpiece. Thus, UEVC reduces cutting force and tool wear compared to conventional cutting. This paper investigates the cutting performance and tool wear in machining of the die materials with textured polycrystalline diamond (PCD) tools under UEVC. The linear patterns parallel or perpendicular to the chip flow are engraved on the rake face of the PCD tools with the focus ion beam (FIB) process. Orthogonal cutting experiments are carried out on ultra-precision machine tools with and without UEVC. Machining under UEVC remarkably reduces the cutting and thrust force and improves tool life. For machining of STAVAX with the textured PCD tool, the linear patterns alone do not improve the cutting, but they improve the cutting when they are combined with UEVC. In machining of WC, the linear pattern becomes effective by slightly decreasing the thrust force and friction coefficient when UEVC is not applied.
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Work Coordinate Setup in the Ultra-precision Machine Tool Using Electrical Breakdown
Sangjin Maeng,Sangkee Min 한국정밀공학회 2023 International Journal of Precision Engineering and Vol.24 No.5
Work coordinate setup in an ultra-precision machine tool is one of the important tasks to fabricate a structure at the desired position with high accuracy. Setting up the work coordinate is very challenging because it requires high precision, direct measurement, and non-contact preferred. This paper proposes a new method to measure the relative distance between tool-work materials using the electrical breakdown where current flows through electrical insulator when an applied voltage is higher than the breakdown voltage. The applied voltage is linearly proportional to the relative distance in nanoscale. Experiment with Al6061, SS316, AISI1018 steel, and OFHC Cu work materials, and WC and CBN tools showed a successful and easy application of this method in work coordinate setup with 70 nm uncertainty at low applied voltage. Surface damages by the electrical breakdown of Al6061, SS316, AISI1018 steel, and OFHC Cu were not found at less than or equal to 1, 2, and 3 V, respectively. An automated detection test was conducted and found approaching speed of 0.1 mm/min without surface damage. Standard uncertainty analysis validated the confidence of the proposed method.
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맹상진(Sangjin Maeng) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
가공기술과 공작기계의 발전으로 초정밀 절삭가공으로 제작하는 부품은 수백 나노미터 이하의 형상정밀도와 Ra 기준 수십 나노미터 이하의 표면조도를 갖게 되었다. 특히, 초정밀 공작기계의 발전으로 이송축은 1 nm 나 0.1 nm 수준의 명령분해능을 갖는 수준까지 향상되었다. 이러한 초정밀 공작기계의 발전으로 높은 형상정밀도나 표면 조도가 필요한 광학 렌즈나 다이 몰드와 같은 부품을 정밀하게 가공할 수 있게 되었다. 공작기계의 정밀한 이송으로 가공 정밀도가 향상되고 있지만, 공작기계 상에서 공구를 세팅과 공작기계의 회전축에서 발생하는 기구오차는 가공 정밀도 향상을 방해하는 요인이다. 공구 세팅은 작업자에 의해 공구와 절삭물이 정밀 공작기계에 설치하는 과정과 공구와 공작물의 좌표를 정의해주는 것을 의미한다. 공구 세팅 과정에서 작업자의 숙련도의 차이에 따라 공구와 공작물의 좌표가 달라지며, 공구와 공작물이 지지대에 고정될 때 미세한 기구 오차가 발생한다. 좌표를 정의할 때 발생하는 오차와 공구와 공작물 설치에서 발생하는 기구오차는 100 nm 이하의 형상정밀도를 요구하는 정밀 부품을 가공할 때 주요한 오차 요인이다. 또한, 공구나 공작물의 위치를 측정하는 센서의 정밀도 한계로 공구를 정밀하게 세팅하기에 어려움이 있다. 공작기계의 0.1 nm 수준의 지령분해능 비하면 측정장비의 정밀도는 공작기계의 분해능 수준이 미치지 못하는 200-500 nm 수준이다. 공작기계의 회전축에 존재하는 기구오차도 가공 정밀도를 하락시키는 주요 요인이다. 4축이나 5축 초정밀 공작기계의 회전축은 직선축에 비하여 기구오차가 크다. 회전축의 기구오차는 공구나 공작물의 위치를 지령을 내린 이상적인 위치에서 벗어나게 만들어 가공품의 형상 정밀도를 낮춘다. 이번 연구에서 초정밀 공작기계의 기구오차를 공작기계 상에서 정밀 측정장비를 이용하여 측정하고 보정하는 방법을 다루고 있다. 초정밀 5축 가공기의 회전축에 존재하는 기구오차를 OMM 장비를 이용하여 정밀하게 측정하였고, G-code에 보정하여 자유 곡선을 절삭하여 오차 보정 효과를 검증하였다. 또한, 공구와 공작물의 상대위치를 측정하기 위한 두가지 전기적 특성을 이용한 측정 방법을 제시하였다. Electrical Breakdown과 Tunneling 현상을 이용하여 공구와 공작물의 상대 위치를 100 nm 이하의 정밀도로 측정하였다.
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