기계공학응용실험 - 절삭력측정, 링압축에 의한 소성마찰 측정실험 결과보고서

목차

Ⅰ. 절삭력 측정실험
1. 실험목적
2. 실험장치
3. 이론적 배경
4. 실험방법
5. 실험조건
6. 실험결과
7. 고찰

Ⅱ. 링 압축에 의한 소성마찰 측정실험
1. 실험목적
2. 실험장치의 구성
3. 링 시편 및 윤활제의 준비
4. 실험방법 (책 내용과 다른 실제 실험방법)
5. 실험결과
6. 결론 및 고찰

본문내용

절삭력 측정실험

실험목적

- 압전형 힘센서를 이용한 공구동력계를 사용하여 선반작업에서 바깥지름 절삭실험을 행하면서 절삭력을 측정
- 공구동력계에서 측정된 겂은 전기적 신호로 변환하여 PC에서 신호분석하는과정을 통해 절삭기구의 특성을 이해, 절삭조건(절삭속도, 이송량, 절삭깊이)의 변화에 따른 절삭력의 변화 특성을 파악
- 이를 통해 공작기계의 설계변수에 있어서 가장 중요한 인자인 강성(stiffness) 결정과 절삭가공에서의 최적 절삭조건 선정에 이용

실험장치

컴퓨터, A/D변환기 선반

이론적 배경

1) 절삭기구 및 절삭력 특성
기계부품을 만드는 데 있어서 소재로부터 불필요한 부분을 제거하여 원하는 형상과 크기로 만드는 가공방법을 절삭가공이라 부른다. 이러한 절삭가공은 공작물과 공구 사이의 상대운동을 통하여 이루어지는데, 주로 회전운동과 직선운동을 하게 된다. 선반가공에서는 공작물이 회전운동을 하고, 공구는 이송운동을 하는 것이 일반적이다. 공구는 공작물에 비해 상대적으로 경도와 강도가 큰 재료로 만들어져 있어서 공작물이 쉽게 소성변형을 하여 칩(chip)으로 유출되도록 하는 역할을 한다. 이때 공구는 공작물에 힘을 가하고 반작용으로 공작물로부터 힘을 받게 된다. 이러한 절삭공정에 작용하는 힘은 다음과 같은 절삭변수에 따라 변하게 된다.
· 공작물의 화학적, 기계적 성질
· 공구의 화학적, 기계적 성질
· 공구의 형상 및 마멸 상태
· 절삭조건(절삭속도, 이송량, 절삭깊이)
· 절삭유 특성
· 절삭온도
· 공작기계의 강성
절삭력은 위와 같은 절삭변수에 따라서 크게 달라지므로 절삭공정의 비용, 생산성, 그리고 정밀도를 만족하기 위한 절삭조건을 파악하는 것이 절삭가공기술의 기본적인 사항이다.

왼쪽과 같이 절삭력이 공구의 진행방향과 가공면에 직각방향으로 작용하는 절삭형태를 2차원 절삭이라 한다. 그리고 오른쪽과 같이 절삭력이 공구의 진행방향과 직각이 아닌 경우, 즉 절삭날 경사각(inclination angle)만큼 경사된 방향으로 절삭이 이루어지는 형태를 3차원 절삭이라 한다.

참고자료

· 조정기, 김종주, 절삭기계, 기전연구사, 2009.
· 기계공학응용실험 2012
· 기계공학부응용실험 2013
· 알루미늄 항복강도: http://blog.naver.com/hiboat?Redirect=Log&logNo=110025276755