[기계공학] 실험 11. 절삭력 측정 실험

소개글

기계공학 응용실험 - #11. 절삭력 측정 실험

압전형 힘센서를 이용한 공구공력계를 사용하여 선반작업에서 외경 절삭실험을 행하면서 절삭력을 측정한다. 측정된 전기적 신호를 변환하여 PC에서 신호를 분석하는 과정을 통해 절삭기구의 특성을 이해하고 절삭조건(절삭속도, 이송량, 절삭깊이)의 변화에 따른 절삭력의 경향을 연구한다. 이를 토대로 공작기계의 설계변수의 결정에 중요한 인자인 강성의 결정과 절삭가공에서의 최적 절삭조건 선정에 이용되도록 한다.

목차

1. 서 론
2. 본 론
3. 결 론

본문내용

1) 절삭기구 및 절삭력 특성
주어진 소재로부터 불필요한 부분을 제거하여서 원하는 형상과 크기로 만드는 가공법을 절삭가공이라 부른다. 이러한 절삭가공은 공작물과 공구사이에 상대운동을 하여 이루어지는데, 회전운동과 직선운동이 행해진다. 선반가공에서는 공작물이 회전운동을 하고 공구는 이송운동을 하는 것이 일반적이다. 선반가공에서는 공작물이 회전운동을 하고 공구는 이송운동을 하는 것이 일반적이다. 공구는 공작물에 비해 상대적으로 경도와 강도가 큰 재료로 만들어져 있어서 공작물이 쉽게 소성변형을 하여서 칩(chip)으로 유출되도록 작용한다. 이때, 공구는 공작물에 힘을 가하고 반작용으로 공작물로부터 힘을 받게 된다. 이러한 절삭에 필요한 힘은 다음과 같은 절삭변수에 따라 변하게 된다.

가) 공작물의 화학적, 기계적 성질
나) 공구의 화학적, 기계적 성질
다) 절삭조건(절삭속도, 이송량, 절삭깊이)
라) 절삭유 특성
마) 절삭 온도
바) 공작기계의 특성
사) 공구의 형상 및 마멸상태

절삭력은 위와 같은 절삭변수에 따라서 크게 달라지므로 절삭공정의 비용, 생산성 그리고 정밀도를 만족하기 위한 절삭조건을 파악하는 것이 절삭가공기술의 기본적인 사항이다.
아래의 그림(a)는 절삭저항이 공구의 진행방향과 가공면에 직각방향으로 작용하는 2차원 절삭이며, 아래 그림(b)는 절삭저항이 공구의 진행방향과 직각이 아닌 경우, 즉 절삭날 경사각만큼 경사된 방향으로 절삭이 이루어지는 3차원 절삭이다.
실제의 가공공정에 있어서는 3차원 절삭이 대부분이지만 이에 대한 해석이 대단히 복잡하기 때문에 취급하기 쉬운 2차원 절삭에 관한 연구를 통하여 그 이론을 3차원 절삭에 응용하거나, 또는 3차원 절삭의 근사해를 얻는데 이용되고 있다. 2차원 절삭은 주로 형삭(shaping) 및 평삭(planning)에서 이루어진다.

참고 자료

1) 기계공학 응용실험, 청문각
2) http://www.kistler.com/mediaaccess/en/000-173e-07.01.pdf