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기계가공이 표면성상과 피로수명에 미치는 영향

전문가 제언: ○ 최근 산업의 발달에 따라 각종 기계요소들은 강도, 경량화, 정밀도 등의 관점에서 엄격한 설계기준이 요구되며 또한 첨단기술이 적용되는 다양한 전자부품의 경우 정밀가공의 필요성이 급격히 증가하고 있다. 이러한 기계가공 부품의 품질향상을 위해서는 기계가공 표면에 관한 연구가 필연적으로 뒷받침되어야 한다.

○ 철강부품은 보다 정확한 치수형상과 표면마무리(surface finish) 형상을 얻기 위해 열처리한 후에 기계가공을 하는 경우가 많다. 표면품질을 개선하면 피로강도, 마모율, 부식저항(corrosion resistance) 등의 특성을 향상시킬 수 있다. 표면품질에 영향을 미치는 가공변수는 절삭속도, 이송률, 공구선단반경(tool nose radius) 등이 있다.

○ 경질선삭(hard turning)공정은 공정을 단순화하고 목표로 하는 마무리 표면품질 수준을 달성하는데 중요한 공정이다. 크롬합금강(34CrNiMo6)을 시료로 선삭가공변수와 표면품질 및 피로현상과의 상관관계를 실험하였다. 그 결과 선삭공정변수 중에서 이송속도와 공구선단반경이 표면성상(surface integrity)과 피로수명(fatigue life)에 가장 크게 영향을 미치며 또한 표면 거칠기보다 잔류응력(residual stress)이 피로수명에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다.

○ 국내에서도 오래전부터 대학과 연구소를 중심으로 기계가공 후 표면품질 형성에 대한 시험과 연구를 수행하였고 철강이나 세라믹 등 특정 재료에 대해 밀링, 드릴링, 연마 등 여러 가지 공정을 적용하여 실험 분석한 결과 보고서를 많이 발표하였다. 추가로 고합금강이나 취성재료에 대한 가공시험에도 관심을 기울이고, 표면성상과 피로수명에 효과가 있는 최적 가공조건의 선택 과제를 수행할 필요가 있다.

저자: Ataollah Javidi , Ulfried Rieger, Wilfried Eichlseder
자료유형: 학술정보