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진동 보조 기계가공에 관한 고찰

전문가 제언: ○ 진동 보조 기계가공(VAM: Vibration Assisted Machining)은 작은 진폭의 공구진동과 결합하여 제작공정을 개선한 정밀 기계가공이다. VAM은 드릴 가공에서 그라인딩까지 여러 가공공정에 적용할 수 있다.

○ 이 문헌 고찰은 VAM이 몰드와 광학 요소 제품을 위한 복잡한 기하학적 형상을 갖는 미세구조를 만드는 철금속 및 취성 재료의 다이아몬드 선삭의 어려운 응용이나, 인코넬이나 티타늄의 경질합금에서 정밀한 거시적 규모의 부품을 경제적으로 생성하는 선삭 공정에 중점을 두었다.

○ 1차원(선형 진동 공구 경로) 및 2차원 VAM(원형 및 타원형 공구 경로)을 위한 기본 운동학 관계를 제시하였고, 진동운동을 달성하는 데 사용된 전형적인 하드웨어 시스템을 설명하였다.

○ VAM의 특성인 공구 경사면과 절삭 안 된 재료 사이의 주기적 분리가 공구력(tool force)을 감소시키고, 이것이 표면 마무리 향상과 공구 수명 연장에 관계가 있다.

○ 간헐적인 절삭 메커니즘과 철강 재료를 기계 가공할 때 신속한 다이아몬드공구의 마모를 초래한다고 믿는 열화학 메커니즘의 영향을 어떻게 감소시키는가에 대해 설명했다. VAM은 절삭 깊이가 크고 연성영역에서 취성재료를 기계 가공할 수 있는 능력이 있다.

○ Inconel 718 초합금의 초음파 진동보조 드릴링 가공을 실험하였는데 31.8㎑ 진동수와 4㎛ 진폭의 진동보조 드릴링 가공이 진동 없는 드릴 가공 보다 수명이 2.7배 연장되고, 최선의 품질 및 작업 시간의 절약을 보여주었다.

○ 2D VAM이 경화강, Inconel, Titanium 및 SiC와 같은 난삭 재료의 다이아몬드 선삭에서 표면 마무리가 개선되고 공구 수명이 연장되므로 국내에서도 형(mold) 제조와 초정밀 광학 재료가공에 이용하기 위해 연구가 진행되는 것이 원가 절감을 위해 바람직하다.

저자: D.E. Brehl et. al.,
자료유형: 학술정보