[기계공학]절삭력 측정 실험

소개

기계공학기초실험 과정의 절삭력 측정 실험 입니다.

실험에 필요한 기초지식과 과정과 결론 도출 고찰까지 체계적으로 서술되어있습니다.

목차

I.서론
1.목적
2.이론
II.본론
1.실험장치
2.실험방법
3.측정 실험 자료(original measurements data list)
4.중요결과
5.결과의 비교 검토
III.결론 및 고찰
IV.참고문헌

본문내용

◆실험목적
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.

◆실험 배경 이론 개요
1)절삭기구 및 절삭력 특성
•절삭가공 : 주어진 소재로부터 불필요한 부분을 제거하여서 원하는 형상과 크기로 만드는 가공방법.
절삭가공은 공작물과 공구사이에 상대 운동을 하여 이루어지는데 회전운동과 직선운동이 행해진다. 선반 가공에서는 공작물이 회전운동을 하고 공구는 이송운동을 하는 것이 일반적이다. 공구는 공작물에 비해 상대적으로 경도와 강도가 큰 재료로 만들어져 있어서 공작물이 쉽게 소성 변형을 하여서 칩으로 유출되도록 작용한다. 이때 공구는 공작물에 힘을 가하고 반작용으로 공작물로부터 힘을 받게 된다.

위의 실험에서 절삭속도가 느릴수록, 이송량이 많을수록, 절삭깊이가 깊을수록 절삭력이 증가한다는 것을 알 수 있다.
가령, 동일 이송량과 절삭깊이를 주고 절삭속도를 2배로 한 경우에는 칩 단면적에는 변화가 없으므로 절삭날 부분이 거의 2배의 부하를 받는 것으로 되고 절삭력은 감소하게 된다. 동일 이송량과 절삭깊이를 주고 절삭속도를 2배로 한 경우에는 칩 단면적에는 변화가 없으므로 절삭날 부분이 거의 2배의 부하를 받는 것으로 되고 절삭력은 감소하게 된다. 동일 절삭속도와 이송량을 주고 절삭깊이를 2배로 하면 발생에너지, 절삭부하가 2배로 증가하지만 작용절삭날 길이도 2배가 되므로 절삭날의 단위 길이당 부하는 거의 변하지 않으므로, 절삭력이 절삭깊이에 비례하게 된다.
절삭력을 줄이기 위해 절삭속도를 빠르게 한다면 절삭날이 받는 부하가 증가하여 공구의 수명이 줄어들게 되고, 절삭속도를 느리게 하면 많은 제품을 가공할 수 없다. 이송량을 줄이면 그만큼 절삭시간이 길어지므로 역시 제품생산이 느려진다. 반면 이송량을 증가시키면 가공시간은 줄지만 절삭력이 커져 양호한 가공상태를 기대하기 어렵다. 절삭깊이는 깊게 하지 않는 편이 좋으나 절삭깊이가 작으면 가공시간이 길어지게 되므로 적절한 절삭깊이를 택해야 한다.
이와 같이 절삭력은 절삭변수(절삭속도, 이송량, 절삭깊이 등)에 따라서 크게 달라지므로 절삭공정의 비용, 생산성 그리고 정밀도를 만족하기 위한 절삭조건을 파악하는 것이 반드시 필요하다.

참고자료

· ․절삭가공 , E.trent, P.K.Wright, 강명창외4 공역 , 영한출판사
· ․절삭공구와 가공기술 , 강구봉, 황영동 , 기전연구사