절삭력 측정실험 보고서

목차

1.실험목적
2.실험장치 및 방법
3.선행학습
4.실험결과
5.고찰
6.참고문헌

본문내용

1. 실험목적
압전형 힘센서를 이용한 공구동력계를 사용하여 선반작업에서 바깥지름 절삭실험을 행하면서 절삭력을 측정한다. 공구동력계에서 측정된 값은 전기적 신호로 변환하여 PC에서 신호 분석하는 과정을 통해 절삭기구의 특성을 이해하고, 절삭조건(절삭속도, 이송량, 절삭깊이)의 변화에 따른 절삭력의 변화 특성을 파악한다. 이러한 절삭력의 특성파악을 통하여 공작기계의 설계변수에 있어서 가장 중요한 인자인 강성(stiffness) 결정과 절삭가공에서의 최적 절삭조건 선정에 이용하게 된다.

1. 선행학습
1) 압전형 센서의 종류, 특성, 원리
(1) 압전소자(Piezoelectric Materials)
일반적으로 고체결정은 대칭성에 따라 32 정족(Class)으로 나누며, 그 중 20 정족에 해당하는 결정은 압전성(Piezoeletricity)을 나타낸다. 가속도계에서 주로 사용되는 압전소자는 크게 Quartz와 세라믹(Ceramic)으로 나눌 수 있다.

① Quartz
천연 수정인 Quartz는 시간과 온도에 따른 특성 변화가 비교적 적고 안정적이다. 그러나 Quartz는 세라믹에 비하여 크기 당 감도가 떨어지며, 그에 따라 소음이 많다. 또한 천연제품인 관계로 원하는 방향으로 극성을 갖도록 하기 위하여 결정체를 가공하는데 어려움이 있다. 비교적 사용 주파수가 좁아 고주파에서 특성이 좋지 않으며, 압전 상수를 조절하기 어려운 특징을 갖고 있다.

② 세라믹(Ceramic)
압전 세라믹은 지금까지 가장 많이 사용되고 있는 압전소자이다. 압전 세라믹은 그 자체로서는 사용할 수 없고 원하는 방향으로 전극을 입힌 후 강한 직류전계를 가하여 극성을 갖게 하여야 한다. 가장 흔히 볼 수 있는 압전소자인 PZT는 티탄산납(PbTio3)과 지르코산 납(PbZrO3)을 일정한 비율로 섞어서 여기에 사용 온도에 따라 불순물을 첨가시켜 고온에서 소결하여 만들어진다. 압전 세라믹은 크기 당 감도가 우수하며 사용 주파수 범위가 넓고 소음이 적어 상대적으로 작은 신호를 잘 측정할 수 있다.

참고 자료

기계공학실험교재편찬위원회, 기계공학응용실험, 청문각
조영돈, 압전형 센서의 종류와 특성, 월간 계장기술, 2002.04
이종찬, 강성수, 강충길 외 9명, 실무 중심의 기계공작법, 문운당