섬유산업용 초정밀 바늘가공을 위한 특수연삭숫돌의 개발 및 성능평가

Abstract

연삭 공정을 좀 더 효율적이고 적절하게 설명하기 위한 수많은 시도가 지난 10년동안 이루어져왔다. 이 연삭 공정은 연삭 숫돌의 절삭날이 균일하지 않고 각 연산 작업에서 가공물에 다르게 작용하기 때문에 여러 가지 면에서 터닝(turning)과 밀링(milling)과 같은 다른 가공법과 달랐다. 이러한 시도에도 불구하고, 연삭 숫돌과 가공물 사이의 연삭 공정을 명백하게 설명하지 못하였다. 이에 따라 다양한 절삭날을 극복할 수 있는 통계적 모형과 컴퓨터 시뮬레이션을 도입하였다. 또한 연삭 공정을 설명하는데 있어 이러한 복잡성과 차이점은 연삭 공정의 최적화 조건 및 연삭 공정 매개변수와 획득한 연삭 결과간의 상호작용을 확인하는데 장애를 증대시켰다. 본 연구의 목적은 마모량과 표면 거칠기에 대한 연삭 공정 파라미터의 영향을 평가할 뿐만 아니라, 연삭 숫돌과 성형 금형을 설계하는 것이다. 편의상, 실험에 대한 설계안을 고려하였다. 발달한 연삭 숫돌의 등급은 성형 압력과 소결 조건에 대해 시험하였다. 실험적 결과를 이용하여 연삭 숫돌의 마모량과 표면 거칠기를 예측하기 위해 반응표면모형이 성공적으로 발달하였으며, 유전 알고리즘에 의해 섬유 산업용 특수 연삭 숫돌의 매개변수 최적화도 이루어졌다

A lot of attempts to describe more effectively and adequately the grinding process, which was dissimilar to other machining methods such as turning and milling in various aspects due to the cutting edges of the grinding wheel didn't have an uniformity and acted differently on the workpiece at each grinding, have seen during the past decades. In spite of these attempts, describing the grinding action between the grinding wheel and the workpiece was not made clearly. So statistical models and computer simulations that could overcome the variety of the cutting edges were introduced. These complexities and difficulties of illustrating the grinding process also raised an obstacle to the optimization of the grinding process and to the verification of the interrelationship between the grinding parameter and the obtained grinding result. The aim of this study was to design the grinding wheel and the forming die as well as to evaluate grinding parameter's effect on the wear amount and the surface roughness. For convenance sake, the scheme of design of experiments was considered. The grade of the developed grinding wheel was tested for forming pressure and sintering conditions. The response surface models were successfully developed to predict the wear amount of the grinding wheel and the surface roughness using the experimental results. And also parameter optimization of the special purposed grinding wheel for textile industry was performed by the genetic algorithm.