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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

정주상 (동아대학교, 동아대학교 대학원)

발행연도
2015
저작권
동아대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수18

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

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최근 각종 플랜트 산업이 발전함에 따라 여러 산업 현장에서 배출되는 폐열을 이용하여 물보다 비등점이 낮은 유기물질을 작동유체로 사용하는 기계적 또는 전기적 에너지로 회수시키는 ORC(Organic Rankine Cycle) 유기 랭킨 사이클 시스템의 개발이 활발히 진행되고 있다. 이렇게 ORC 시스템이 각광받고 있는 이유는 저온의 열원으로도 효과적인 발전이 가능하기 때문이다. 버려지는 에너지를 재사용하기 때문에 이산화탄소(CO:Carbon Dioxide)의 배출을 줄여주는 등 대기 환경오염에 대한 부분과 경제적인 부분에서도 많은 장점이 있다. ORC시스템에는 많은 장비들과 부품들이 사용되어지고 있는데 대표적으로 열효율에 있어서 가장 중요한 작동유체의 효율성과 열전달 효율을 결정하는 열교환기에 대한 연구, 그리고 터빈의 연구 등 많은 연구개발이 진행되고 있다. 그 중 ORC 시스템에서 터빈에서는 많은 종류의 금속이 사용되고 있다.
그 중 터빈 케이스에서 알루미늄 합금은 비중이 적고 강하여 무게 대비 강도가 높은 비(比)강도가 크고 주조성과 가공성 또한 우수하여 많이 사용되고 있다. 뿐만 아니라 가장 큰 장점은 가볍고 산화물 보호피막을 만들기 때문에 부식이 잘되지 않는 성질을 가지는 것이다. 이런 알루미늄 합금의 절삭가공에 대한 연구는 과거부터 오랫동안 이어져 오고 있지만 일반 탄소강에 비해 그 연구가 부족한 편이고 절삭 관련 연구 중에서는 선삭 가공이 많이 다루어지고 있어 드릴 가공에 대해서 더 많은 연구가 필요하다고 판단된다.
절삭 가공에 있어서 구멍 가공은 가장 기본이 되는 가공법 중 하나이고 구멍가공에 있어 가장 많이 사용되는 방법이 드릴에 의한 절삭가공이다. 드릴은 다인공구 중 하나로써 하지만 알루미늄 합금의 드라이 가공 공정에서는 가장 중요한 것이 응착 발생과 칩 배출성의 악화이다. 이러한 문제로 인하여 공구에 힘이 과하게 가해져 가공성이 떨어진다거나 공구수명이 줄어들고 쉽게 공구가 파손이 되는 요인이 되기도 하여 공구 마모에 관한 연구도 활발히 진행되고 있다.
기존 절삭가공의 연구는 공구, 공작물, 가공조건, 유한요소(FEM:Finite Elements Method)해석에 대하여 활발하게 이루어져 왔다. 컴퓨터의 발달로 인하여 유한요소해석을 통해 가공조건과 절삭력 등을 미리 예측 할 수 있게 되었다.
본 논문에서는 터빈 케이스에 사용되는 알루미늄 합금인 Al6061-T6의 드릴가공에 있어 선단각에 따른 드릴의 선정과 회전수와 공구이송속도에 따른 최적 절삭조건을 유한요소해석을 통하여 분석하고자 하였다.

목차

Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 이론적 배경 3
1. 절삭이론 3
가. 드릴 이론 3
나. 2차원 절삭과 3차원 절삭 5
다. 탭 가공을 위한 드릴 가공 조건 11
2. 실험계획법 12
가. 요인배치법 12
나. 반응표면법 12
다. 다구찌 기법 13
Ⅲ. 실험 장치 및 실험방법 14
1. 3D Scanner를 이용한 공구 측정 14
2. 절삭 시뮬레이션 18
Ⅳ. 실험 결과 및 고찰 19
1. FEM을 이용한 선단각에 따른 공구선정 19
2. FEM을 이용한 최적 절삭조건 선정 28
Ⅴ. 결론 48
참 고 문 헌 49
SUMMARY 50

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