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One way is to set the depth of cut  ∼mm, the other way is to set the depth of cut. Then, the depth of cut ( ∼mm) at the required power less than the nominal motor output was determined by theoretically calculating. In the second analysis, the structural analysis was performed by modifying the depth of cut ( ∼mm) to meet the safety factor of 2.

Considering the compressive and tensile strengths of the bite, depth of cut must be less than mm to satisfy the safety factor 2. The stress of supporting section by structural analysis is very small and does not affect the depth of cut.

연구 배경

연구 목적

연구 방법

이동식 자동 선반의 구조 및 명칭

그림에서 볼 수 있듯이 크랭크 핀과 크랭크 사이의 위치를 ​​나타내는 가이드가 4개 있습니다. 왼쪽 바스켓과 오른쪽 바스켓을 연결하는 지지봉과 피드봉이 있습니다. 비트는 소켓 헤드 볼트로 비트 홀더에 부착되고, 비트 홀더는 비트 광고 홀더로 부착됩니다.

바이트 홀더는 피드로드와 피드스크류에 의해 바스켓에 지지되며, 길이 조절이 가능한 지지로드가 바스켓을 일정한 간격으로 지지한다. 즉, 크랭크핀을 고정하고 비트가 크랭크핀을 회전시켜 절단하는 방식이다.

Fig. 3은 이동식 자동 선반의 각부 명칭을 보여주는 그림이다. 그림에서 알 수 있듯이 크랭크핀과 바스켓 사이에는 위치를 지정해주는 4개의 가이드 (guide)가 있다

절삭 저항

공구로 금속을 절단하면 절단력 이 생성될 뿐만 아니라 실제로 절단면에 수직인 압축력 도 작용합니다. 금속의 소성 변형은 일반적으로 이 두 가지 힘(수직력과 전단력)에 의해 발생합니다. 따라서 절단속도의 방향과 절단속도에 수직인 방향으로 나누어 전단저항을 측정하는 방법을 사용한다.

무화과. 도 5는 전단강도를 보여주는 3차원 모델을 보여준다. 3가지 절단저항력 중 가공물의 회전력에 직접적으로 반작용할 수 있는 주력 는 가공물의 절단난이도나 바이트의 절단능력을 가늠하는 척도로 사용된다.

비절삭 저항

이송

소요 동력

계산된 필요 동력을 절단 시 순 절단 동력이라고 합니다. 실제 절삭력에 이송력이 추가됩니다. 그러나 절삭속도에 비해 이송속도가 매우 작아 이송력을 무시하였다.

필요한 동력이 모터의 동력보다 작으면 정상적인 절단이지만, 그보다 크면 과부하가 걸립니다. 극단적인 경우에는 모터가 정지하거나 과열되어 정상적인 절단이 불가능하므로 이러한 현상은 피해야 합니다. 1][2]

가정

가정하면, 속도변화에 따른 절삭저항의 변화를 관찰하기보다, 절입깊이에 따른 절삭저항의 변화를 살펴보자.

Fig. 7 Variation of cutting resistance according to cutting speed

기본정보

• 바이트 재질
• 피삭재 재질
• 바이트를 제외한 부분 재질
• 비절삭 저항
• 이송
• 모터 정격출력
• 치수
• 피삭재 최소 지름

이때 필요한 특정 절단 저항()을 구합니다.

Table 1은 대표적인 금속 재료에 대하여 바이트의 경사각을 0°로 하고 이송 을 변화시켜 절삭했을 때의 절삭 저항을 비절삭 저항   로 정리한 것이다

절삭 조건

절삭 저항

예시 2는 깊이 선택 분석이다.

Table 4 Cutting resistance according to cutting depth (    ∼mm ) Cutting depth  mm Principal cutting resistance   [ N ]

소요 동력

절삭 깊이가 증가할수록 요구 동력도 증가하고, 회전수가 증가하면 요구 동력도 증가합니다.

Table 6 Required power versus cutting depth (    ∼mm ) Power

토크

절삭깊이가 증가할수록 토크값은 증가하지만, 회전속도가 증가할수록 소요동력도 증가하므로 동일한 절삭깊이에서 회전속도에 따른 토크값의 차이는 최소화됩니다. 여기에 표시된 작은 차이는 계산에 사용된 소수점이 증가함에 따라 감소합니다. 표의 대표값은 구조해석을 위해 사용되었습니다.

Case 2의 경우 Case 1에서 사용한 절입량이 큰 것으로 판단되어 절입량을 작게 조정하였다. 절입깊이가 증가함에 따라 토크값이 증가하는 것을 볼 수 있다. Case 1과 마찬가지로 회전수가 증가함에 따라 필요한 동력도 증가하므로 동일한 절입량에서 회전수에 따른 토크값의 차이는 최소화되며 이 차이는 소수점 이하로 감소한다. 계산이 증가합니다.

여기서 얻은 토크 대 절삭 깊이의 대표 값은 구조 분석 중에 사용됩니다.

Table 9 Calculated torque versus cutting depth (    ∼  mm ) Torque

구조해석 결과

Case 1

방향을 나타내는 기호에 관계없이 절입 깊이가 커질수록 각각에 작용하는 응력도 커지는 것으로 생각됩니다. 바이트는 매우 큰 압축력을 받게 되며, 바이트 홀더에 가해지는 응력은 바이트 항복강도에 비해 미미합니다. 절입깊이가 증가함에 따라 응력이 증가하는 것으로 나타났다.

바이트 홀더의 가장 취약한 부분은 필렛 부분인 것 같지만 그 가치는 미미합니다.

Fig. 10 Max. & min. principal stress of bite (    mm )

Case 2

Case 2의 경우 상대적으로 절입량이 큰 Case 1에 비해 절입량이 줄어들어 작용응력도 감소하는 것을 확인할 수 있다. 절입량이 증가할수록 비트홀더에 작용하는 응력이 증가함을 알 수 있다. 비트홀더의 가장 약한 부분은 둥근 필렛부분인 것 같지만 그 가치는 미미합니다.

Fig. 16 Max. & min. principal stress of bite (    mm )

고찰 및 검토

MPa이므로 구조해석에서 파생되는 응력이 최소화되어 매우 안전합니다. 본 연구에서는 ANSYS Workbench를 이용하여 선박 주기관의 다웰 가공을 위한 자동이동선반의 척과 지지부분을 절입깊이에 따른 구조적으로 분석하였다. 두 번째 해석에서는 안전율 2를 충족하도록 절입 깊이를 설정합니다.

이상의 분석을 통해 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 절삭 깊이가 감소함에 따라 절삭 저항이 감소합니다. 그러나 바이트 지지대에 작용하는 장력은 너무 작아서 절삭 깊이에 영향을 미치지 않습니다.

대안적으로, 이는 카바이드 재료를 교체함으로써 가능합니다. 8] 두산백과사전, 초경합금 [온라인], terms.naver.com/entry.nhn에서 확인 가능.

Fig. 32는 Table 12의 절삭 저항 값을 도표로 나타낸 것이다. 절삭 깊이가 커 짐에 따라 일정 깊이(0.80 mm ) 이상이 되면 구조해석에 의해 도출된 값이 이 론적 계산 값보다 크게 되고 일정 깊이 이하일 때는 구조해석에 의한 값이 계 산 값보다 작게 되나 대체로 비슷하다.