엔드밀 가공시 절삭소음 특성에 관한 연구 = (A)study on the cutting noise characteristics in end milling

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 비접촉 음향센서에 의한 절삭소음 측정을 통한 절삭성능 평가를 위한 기초연구로서 절삭조건에 따른 절삭소음 특성을 파악하고, 피삭재의 정적 및 동적특성과 절삭소음과의 관계를 규명하였다. 이를 위해 절삭소음에 대한 측정결과를 협대역 및 옥타브대역 분석을 하였다. 절삭소음 시험용 피삭재로는 일반적으로 기계부품이나 기계장치에 많이 사용되고 있는 탄소강, 주철 , 알루미늄 및 황동으로 하였으며, 사용한 공작기계는 보편적으로 쓰이고 있는 머시닝센터로 하였다. 특히 절삭시험에 사용된 피삭재는 시험기준에 의한 강도평가와 함께 재료별 감쇠계수 및 고유진동수 파악을 위한 동특성시험을 수행하였다.
절삭소음에 대한 측정과 분석을 통하여 엔드밀링의 절삭소음은 1/3옥타브대역의 중심 주파수 3150Hz에 해당하는 2800 Hz∼3600Hz대역에서 주로 발생하였다. 특히 피삭재의 종류나 절삭조건을 다르게 하더라도 절삭소음의 주파수대역은 바뀌지 않고, 절삭소음의 음압레벨만이 변화하였으며, 음압레벨값은 이송속도보다는 절삭속도 및 절삭깊이와 강한 의존성이 있음을 확인하였다. 또한 절삭소음의 크기는 피삭재의 재질 및 정적/동적특성과 밀접한 관련이 있음을 알았다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, the validity for evaluating the cutting performance through the end milling noise measurement is investigated. The end milling noises were measured by non-contact acoustic sensor and analysed by bandwidth analyzer. The cutting conditions such as cutting speed, table speed and depth of cut in up end milling process are varied. The hardness, tensile stress and damping ratio of workpieces are tested to obtain the relation between the static and/or dynamic characteristics and end milling noise. Several workpieces for up end milling are made of SM45C steel, GC200 cast iron, 6:4 brass and Al2017 aluminium.
The end milling noises are mainly generated in frequency band from 2800Hz to 3600Hz. This band corresponds to the one-third octave band with the center frequency of 3150Hz and also is very sensitive to the human ear. By this study, it is found that the sound pressure level of cutting noises depends upon the cutting speed and depth of cut rather than the table speed in end milling process. It can be shown that the sound pressure level of cutting noises is affected by the damping ratio and the hardness of workpieces.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 요약 = i
• 표목차 = ii
• 그림목차 = iii
• 사진목차 = iv
• 기호설명 = v
• 1. 서론 = 1
• 2. 이론검토 = 4
• 2.1 소음발생원 = 4
• 2.2 소음평가법 = 5
• 2.3 동적특성 평가 = 11
• 2.4 정적특성 평가 = 12
• 3. 실험 = 15
• 3.1 피삭재와 절삭공구 = 15
• 3.2 피삭재의 정적시험 = 18
• 3.3 피삭재의 동적시험 = 20
• 3.4 절삭소음 측정 = 22
• 4. 결과 및 고찰 = 26
• 4.1 피삭재의 정적/동적특성 = 26
• 4.2 절삭소음 측정결과 = 31
• 5. 결론 = 53
• 참고문헌 = 54
• ABSTRACT = 56
• 부록 = 58