평 엔드밀을 이용한 깊은 홈 포켓가공시 절삭력과 공구변형에 관한 연구 = A study on the cutting forces and tool deflection when machining deep pocket cutting with plane end mill cutter

국문 초록 (Abstract)

최근 산업현장에서는 생산성 향상과 품질 향상을 위하여 고속화, 고정도화가 요구되는 정밀가공(Precision machining)이 이루어지고 있으며, 컴퓨터의 급격한 발전과 CNC 공작기계와 CAM 소프트웨어의 급속한 개발로 자동차 부품, 항공기 부품, 금형 등 복잡한 삼차원 자유 곡면 형상을 갖는 제품의 수요가 급증하고 있다.
본 연구에서는 산업현장에서 일반적으로 많이 사용되고 있는 재료인 AL6061 알루미늄을 피삭재로 사용하여 평 엔드밀 공구로 포켓 사각 형상을 상향·하향 절삭 등 여러 가지 가공조건에 따라 수행 하였으며 직교 배열표를 활용하여 가공조건변화에 따른 절삭력 특성과 공구변위에 영향을 미치는 요인들을 분산분석(ANOVA)를 통하여 알아보았다.
정밀가공에서 실험과 같은 조건의 포켓 사각형상 가공에서는 공구가 4날인 경우보다 2날로 사용하는 것이 더 좋은 가공결과가 나타났으며, 절삭력의 힘이 커질수록 주축회전수가 증가할수록 공구의 변형이 증가하였으며 아울러 공구가 시편의 도입부 보다 코너부 진입시 가장 큰 절삭력을 받으며 공구의 변화가 급격히 일어남을 알 수 있었다.
본 연구의 결과는 최적의 가공방법과 가공조건을 제시하여 경제적인 정밀가공방법을 제시할 때 유용하게 사용될 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

To increase product and quality, recently the precision machining operation has been for high speed and accuracy in the industrial field.
Moreover the demand on the products with complex 3D free curved surface shape is increasing rapidly in the development of computer system, CNC machining and CAM software in the fields of various manufacturing, especially in automotive engineering.
The aluminium(AL6061), which is widely used in the industry field, is used in this study, and the end-mill down cutting is conducted in fillet cutting at a corner with end-mil tools in various process conditions.
From the experimental results, it was found that the end mill cutter with four blades is more advantaged than that of two blades on shape forming in the same condition of precise shape forming. It was also found that cutting forces and the tool deformation is increased as the cutting speed is increased. the tool entering to corner conducts the largest cutting force than starting point of workpiece and then the tool deformation is occurred rapidly The experimental research is expected to use efficiently when the method of economical precision machining is required for various cutting conditions in the industrial fields.

목차 (Table of Contents)

• 국문요약
• 제 1 장 서 론 = 1
• 1-1 연구의 배경 = 1
• 1-2 연구의 내용 = 3
• 제 2 장 이론적 배경 = 4
• 2-1 평 엔드밀의 형상 및 가공이론 = 4
• 2-2 상향절삭과 하향절삭 = 7
• 2-3 공구변형 모델 = 9
• 제 3 장 실험 장치 및 방법 = 13
• 3-1 실험장치의 구성 = 13
• 3-2 측정장치 = 19
• 3-3 피삭재 및 공구의 특성 = 20
• 3-4 실험 조건 및 실험 방법 = 22
• 3-5 와전류센서간의 신호간섭 해소 = 24
• 제 4 장 실험결과 및 고찰 = 28
• 4-1 포켓 사각형상 가공시 절삭력과 공구변형 = 28
• 4-2 절삭동력과 공구변위의 분산분석 = 46
• 제 5 장 결 론 = 52
• 참고문헌 = 53
• ABSTRACT = 55