인서트 팁용 엔드밀 몸체의 5-축 가공용 CAM 시스템 개발 = Development of the CAM System for 5-Axis Machining of End Mill Body with Insert Tip

국문 초록 (Abstract)

중(重) 절삭용 엔드밀(end-mill)은 조선분야의 대형 가공물이나 금형 제품의 깊은 홈 가공 등 황삭용으로 많이 사용된다. 그러나 대형 공구일수록 제품 가공 시 마모나 파손에 의한 재(再)연삭 및 파손에 의한 공구교체에 드는 비용이 크다. 그래서, 대형인 경우 인서트 팁이 부착된 엔드 밀 공구를 사용하여 일체형 엔드밀이나 드릴 등의 단점을 보완하여 절삭공구의 수명(tool-life)연장과 비용을 절감하는 효과를 얻고 있다. 본 연구에서는 다양한 치수의 인서트 타입 밀링 공구를 신속하게 설계 및 제작할 수 있도록 기하학적 알고리즘을 규명하고 가공을 위한 포스트 프로세싱(post processing)방법을 규명하여 몸체전용 가공 프로그램을 개발하였다. 개발된 가공 프로그램은 엔드밀의 직경, 헬릭스(helix) 각도, 축방향경사각, 반경방향경사각, 인서트 팁의 배열, 몸체의 길이, 날부의 개수 등을 원하는 대로 할 수 있다. 본 연구에서의 엔드밀 몸체(body) 제작을 위한 가공공정은 헬릭스 홈 가공, 엔드밀의 인선부에 해당하는 인서트 팁이 놓일 자리 가공, 인서트 팁의 체결을 위한 구멍가공 및 탭 가공 등으로 나누어진다. 헬릭스 홈은 동일한 두 개의 곡선에 대한 룰드 곡면(ruled surface)으로 정의하였으며 각각의 곡선은 일정한 헬릭스 각을 갖도록 설계하였으며, 인서트 팁의 자리부 가공은 2면 지지형식과 3면 지지형식으로 구분하여 설계하였으며, 실제 가공실험을 거쳐 제조한 결과 기하학적 알고리즘의 정립과 가공방법을 확인할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study describes the geometric characteristics and the 5-axis machining method of end mill body with insert tip. The geometry of end mill body is consisted of the flute part and the insert tip part. Thus, this study defines the flute part as ruled surface with constant helix angle and the insert tip part as rectangular plane on a general direction. The geometric algorithm and the 5-axis NC part program were calculated by our programmed software and a sampled end mill body was machined on 5-axis machining center equipped with two index tables. The machined end mill body with insert tip was very agreeable to the designed end mill body with insert tip. Thus, the method proposed in this study may be very useful for the machining of end mill body with insert tip.

목차 (Table of Contents)

• 목차 = II
• 요약 = I
• 그림목차 = IV
• 기호 = VII
• I. 서론 = 1
• 1-1 연구의 배경 및 필요성 = 1
• 1-2 연구 목표 = 2
• 1-3 연구내용 및 범위 = 2
• II. 본론 = 3
• 2-1 몸체 모델링 = 3
• 2-1-1 몸체형상 및 구성 = 3
• 2-1-2 헬릭스 곡선 모델링 = 4
• 2-1-3 인서트 팁 모델링 = 6
• 2-1-4 인서트 팁 배열 = 8
• 2-2 몸체 가공 = 11
• 2-2-1 헬릭스 홈 가공 = 12
• 2-2-2 인서트 팁 자리부 가공 = 14
• 2-2-3 체결을 위한 구멍가공 = 22
• 2-3 가공 프로그램 개발 = 25
• 2-3-1 개발 프로그램들의 윈도우 = 26
• 2-3-2 수치제어 프로그램의 구성 = 33
• 2-3-3 가공공정 = 34
• 2-3-4 가공결과 및 고찰 = 40
• III. 결론 = 51
• 참고문헌 = 52
• Abstract = 54