고속 볼 엔드밀링에서 가공환경에 따른 난삭재(Ti-6A1-4V 합금)의 가공성 평가 = Machinability Evaluation According to Cutting Environment of difficult-to-cut material(Ti-6A1-4V Alloy) in High Speed Machining

국문 초록 (Abstract)

티타늄합금은 산업전반에 걸쳐 폭넓게 응용되어 사용되고 있다. 그러나 가공과 연삭등에는 많은 어려움이 따른다. 고속가공에서 난삭재는 열전도도가 낮아 열이 집중되어 공구날 끝의 손상을 일으켜 급속하게 공구수명을 단축시킨다. Ti-6Al-4V 합금은 이런 난삭재 중에 하나이며 이런 합금의 가공성평가가 필요한 상황이다. 따라서 본 논문에서는 볼엔드밀을 이용한 Ti-6Al-4V합금의 고속가공시의 가공성을 평가하기 위하여, 절삭속도, 윤활조건 등을 변화 시켜 가면서 최적 절삭조건을 찾아본 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Though titanium alloys are being increasingly sought in a wide variety of engineering and biomedical applications, their manufacturability, especially machining and grinding imposes lot of constraints. But, high speed machining of difficult-to-cut materials generates the concentrated thermal and frictional damage at the cutting edge of the tool and rapidly decreases the tool life. Ti-6Al-4V is one of the most difficult workpiece for machining. So it is necessary to evaluate the machining characteristics of Ti-6Al-4V. In this study, High speed machining of this material was carried out with TiCN coated WC ball endmill. The cutting force and shape of machined surface and chip type were investigated by changing cutting speed and cutting environment. The following conclusions can be drawn;
1. The maximum cutting length occurred when the cutting speed is 301.44m/min(12,000rpm) in all conditions(301, 351, 401m/min).
2. To improve the tool life, the optimal cutting environment using not cutting fluid is advised.
3. Under cutting fluid condition, extreme growth of thermal cracks quickly made chipping take place and develop into excessive chipping and fracture of cutting tool.
4. Good surface roughness can be achieved when dry cutting.

목차 (Table of Contents)

• 초록 1
• 1. 서론 3
• 1.1 난삭재와 연구 배경 3
• 1.2 연구 동향 7
• 1.3 연구 목적 8
• 2. 이론적 배경 9
• 2.1 볼엔드밀의 유효공구직경 9
• 2.2 볼엔드밀의 마멸 메커니즘 12
• 3. Ti-6Al-4V의 가공성 평가 15
• 3.1 실험장치 및 방법 15
• 3.1.1 실험장치 15
• 3.1.2 실험방법 17
• 3.2 실험결과 및 고찰 20
• 3.2.1 가공환경에 따른 공구수명과 절삭력 20
• 3.2.2 공구마멸 경향 25
• 3.2.3 칩 형상과 표면거칠기 30
• 4. 결론 40
• 참고문헌 41
• Abstract 44