KR102101018B1 - Method for predicting of processing deformation in titanum parts of aircraft having high slenderness ratio - Google Patents
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Abstract
본 발명은 티타늄 소재 항공기 부품 가공 변형값 예측 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 티타늄 소재 항공기 부품 가공 변형값 예측 방법은 부품의 두께 별로 절삭력에 대응하는 변형값을 산출하는 단계, 상기 부품의 두께 별로 절삭온도에 대응하는 변형값을 산출하는 단계, 상기 부품의 세장비 별로 두께에 대응하는 변형값을 산출하는 단계, 상기 부품의 생산을 위한 세부 공정 별로 요구되는 절삭온도를 결정하고, 상기 결정된 절삭온도에 대응하는 변형값을 산출하는 단계 및 상기 절삭온도에 대응하는 변형값을 기준으로 절삭력에 따른 변형값의 오차범위가 제1범위 이내이고, 세장비에 따른 오차범위가 제2범위 이내인 것으로 종합 변형값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The present invention relates to a method for predicting a deformation value of a titanium material aircraft component machining method, and a method for predicting a machining value for a titanium material aircraft component machining method according to an embodiment of the present invention includes calculating a deformation value corresponding to a cutting force for each thickness of the component, Calculating a deformation value corresponding to the cutting temperature for each thickness of the part, calculating a deformation value corresponding to the thickness for each three pieces of equipment, determining the cutting temperature required for each detailed process for the production of the part, and The step of calculating a deformation value corresponding to the determined cutting temperature and the error range of the deformation value according to the cutting force based on the deformation value corresponding to the cutting temperature is within the first range, and the error range for the three devices is within the second range. As such, it may include a step of calculating a total deformation value.
Description
본 발명은 고 세장비(slenderness ratio, 細長比)를 갖는 티타늄 소재 항공기 부품 가공 변형값 예측 방법에 관한 것으로, 두께, 절삭력, 절삭온도 등에 따른 변형값을 예측하여 고 세장비를 갖는 티타늄 소재 항공기 부품을 최적의 방법으로 가공할 수 있도록 기초자료를 제공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for predicting a deformation value of a titanium material aircraft part having a high slenderness ratio (senderness ratio), and to predict a deformation value according to thickness, cutting force, cutting temperature, etc., to optimize a titanium material aircraft part having a high slenderness device. It is about a method of providing basic data so that it can be processed by the method of.
티타늄 합금은 탄소강 무게의 절반 수준이고, 강도면에서 알루미늄 합금 강도의 2배에 이르며, 백금과 유사한 내식성을 가지므로, 우주항공, 의료, 스포츠, 선박 등 다양한 분야에서 그 사용이 확대되고 있다. Titanium alloy is about half the weight of carbon steel, doubles the strength of aluminum alloy in strength, and has corrosion resistance similar to platinum, so its use is expanding in various fields such as aerospace, medical, sports, and ship.
민간항공기의 경우, 기체의 경량화를 위해 티타늄합금 부품을 사용하고 있으며, 새로운 기종 개발시마다 티타늄합금 사용량이 증가하는 추세이다. In the case of civil aircrafts, titanium alloy parts are used to reduce the weight of the aircraft, and the use of titanium alloys tends to increase with each new model development.
그러나 티타늄합금의 경우, 기계가공시 낮은 열 전도도와 강한 화학 반응성으로 가공 중 공구에 절삭 칩 부착이 심해 공구 마모가 촉진될 수 있으며, 높은 고온 강도를 가지므로 높은 절삭력이 필요함에 따라 공구 파손 및 치핑(chipping)이 발생하는 경우가 많다.However, in the case of titanium alloys, due to the low thermal conductivity and strong chemical reactivity during machining, it is possible to accelerate tool wear due to the high adhesion of cutting chips to the tool during machining. (chipping) often occurs.
또한, 낮은 탄성계수로 인해 얇은 피삭재의 경우 절삭력에 의해 대변형이 발생하고, 큰 공구진동으로 인해 정밀가공의 어려운 특성을 가지므로, 난삭재로 분류되고 있다. In addition, due to the low modulus of elasticity, in the case of a thin work material, large deformation occurs due to cutting force, and due to large tool vibration, it has difficult characteristics of precision machining, and thus is classified as a difficult-to-cut material.
종래에도 티타늄합금 성형방법(한국등록특허 제10-1126585호) 등이 개시되어 있었으나, 고세장비를 갖는 티타늄 소재 부품을 가공하기 위한 효율적인 조건을 제시하지는 못하였다.Conventionally, a titanium alloy molding method (Korean Registered Patent No. 10-1126585) has been disclosed, but it has not provided an efficient condition for processing a titanium material component having high-level equipment.
따라서, 고 세장비의 티타늄 소재 항공기 부품을 효율적으로 가공하기 위한 제어방법에 관한 연구가 요구된다.Therefore, research on a control method for efficiently processing high-precision titanium aircraft parts is required.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 두께 별 절삭력, 절삭온도, 세장비에 대응하는 종합 변형값을 산출함으로써, 상기 변형이 최소화되도록 고 세장비를 갖는 티타늄 소재 항공기 부품의 가공 조건을 결정하기 위한 기초자료를 제공하는 것이다.Therefore, the object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by calculating the total deformation value corresponding to the cutting force, cutting temperature, and thin equipment for each thickness, titanium material having high cleaning equipment so that the deformation is minimized It provides basic data for determining the processing conditions of aircraft parts.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명인 티타늄 소재 항공기 부품 가공 변형값 예측 방법은 부품의 두께 별로 절삭력에 대응하는 변형값을 산출하는 단계, 상기 부품의 두께 별로 절삭온도에 대응하는 변형값을 산출하는 단계, 상기 부품의 세장비 별로 두께에 대응하는 변형값을 산출하는 단계, 상기 부품의 생산을 위한 세부 공정 별로 요구되는 절삭온도를 결정하고, 상기 결정된 절삭온도에 대응하는 변형값을 산출하는 단계 및 상기 절삭온도에 대응하는 변형값을 기준으로 절삭력에 따른 변형값의 오차범위가 제1범위 이내이고, 세장비에 따른 오차범위가 제2범위 이내인 것으로 종합 변형값을 산출하는 단계를 포함하여 구성된다.According to the features of the present invention for achieving the above object, the present invention titanium material aircraft parts machining deformation value prediction method is the step of calculating the deformation value corresponding to the cutting force for each thickness of the part, the cutting temperature for each thickness of the part Calculating a strain value corresponding to, calculating a strain value corresponding to the thickness for each of the three pieces of equipment, determining a cutting temperature required for each detailed process for production of the component, and corresponding to the determined cutting temperature Comprehensive deformation value is calculated by calculating the deformation value and the error range of the deformation value according to the cutting force is within the first range, and the error range according to the thin equipment is within the second range based on the deformation value corresponding to the cutting temperature. It comprises a step.
본 발명의 일측에 따르면, 부품의 두께 별로 절삭력에 대응하는 변형값을 산출하는 단계에서는, 상기 절삭력은 엔드밀의 축방향 절삭력을 의미하고, 기저장된 DB로부터 상기 절삭력에 따른 두께별 변형값을 추출할 수 있다.According to one aspect of the present invention, in the step of calculating the deformation value corresponding to the cutting force for each thickness of the part, the cutting force means the axial cutting force of the end mill, and extracts the deformation value for each thickness according to the cutting force from the previously stored DB You can.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 부품의 두께 별로 절삭온도에 대응하는 변형값을 산출하는 단계는, 상기 부품의 두께 별로 절삭온도에 대한 기설정된 5차 방정식 결과값을 변형값으로 산출할 수 있다.According to an aspect of the present invention, in the step of calculating a deformation value corresponding to the cutting temperature for each thickness of the component, the result of a preset fifth order equation for the cutting temperature for each thickness of the component may be calculated as the deformation value.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 부품의 세장비 별로 두께에 대응하는 변형값을 산출하는 단계는, 상기 부품의 세장비 별로 두께에 대한 기설정된 3차 방정식 또는 2차 방정식 결과값을 변형값으로 산출할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the step of calculating a strain value corresponding to the thickness of each component of each of the three parts may calculate a result of a predetermined third or second equation for the thickness of each component of the three parts as a strain value. have.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 두께 별 절삭력, 절삭온도, 세장비에 대응하는 종합 변형값을 산출함으로써, 상기 변형이 최소화되도록 고 세장비를 갖는 티타늄 소재 항공기 부품의 가공 조건을 결정하기 위한 기초자료를 제공할 수 있다.By solving the above problems, by calculating the total deformation value corresponding to the cutting force, cutting temperature and thin equipment for each thickness, it provides basic data for determining the processing conditions of titanium-based aircraft parts with high-precision equipment so that the deformation is minimized. can do.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 티타늄 소재 항공기 부품 가공 변형값 예측 방법을 도시한 동작 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 BL0 Chord의 형상을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 일실시예에 따라 절삭력에 대응하는 변형값을 산출하기 위해 절삭력과 변형값의 상관관계를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 일실시예에 따라 두께 범위 2~2.75mm에 대하여 절삭온도에 대응하는 변형값을 산출하기 위해 절삭온도와 변형값의 상관관계를 도시한 도면이다.
도 5는 내지 도 12는 도 1의 일실시예에 따라 두께 범위 3~10mm에 대하여 절삭온도에 대응하는 변형값을 산출하기 위해 절삭온도와 변형값의 상관관계를 도시한 도면이다.
도 13은 도 1의 일실시예에 따라 다양한 세장비에 따른 두께 별 변형값을 산출하기 위해 두께 및 세장비와 변형값의 상관관계를 도시한 도면이다.
도 14는 도 1의 일실시예에 따라 또다른 세장비에 따른 두께 별 변형값을 산출하기 위해 두께 및 세장비와 변형값의 상관관계를 도시한 도면이다.1 is an operation flowchart illustrating a method for predicting a deformation value of a titanium material aircraft component according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the shape of a BL0 Chord according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a correlation between the cutting force and the deformation value in order to calculate a deformation value corresponding to the cutting force according to the embodiment of FIG. 1.
FIG. 4 is a diagram illustrating a correlation between a cutting temperature and a deformation value in order to calculate a deformation value corresponding to a cutting temperature for a thickness range of 2 to 2.75 mm according to an embodiment of FIG. 1.
5 to 12 are views illustrating a correlation between a cutting temperature and a deformation value to calculate a deformation value corresponding to a cutting temperature for a thickness range of 3 to 10 mm according to an embodiment of FIG. 1.
13 is a view showing a correlation between the thickness and the thin equipment and the deformation value to calculate the deformation value for each thickness according to various thin equipment according to the embodiment of FIG. 1.
14 is a view showing a correlation between the thickness and the thin equipment and the deformation value to calculate the deformation value for each thickness according to another thin equipment according to the embodiment of FIG. 1.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.The problems to be solved for the present invention as described above, the means for solving the problems, and specific details including the effects of the invention are included in the embodiments and drawings to be described below. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings.
한편, 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.On the other hand, when it is said that any one component in the detailed description of the invention or the claims "includes" another component, it is not interpreted as being limited to only the component, unless specifically stated otherwise. It should be understood that it may further include elements.
앞서 언급한 바와 같이, 티타늄 소재는 항공기 부품 제조에 그 사용이 확대되고 있는 실정이며, 일반적으로 기계가공의 공정 인자로는 절삭속도 (cutting rate), 공구 이송속도(feed rate), 절삭깊이 (depth of cut), 절삭유량(coolant flow rate), 공구 마모, 가공칩 chip segmentation, 모재 미세조직, 가공 장비 등이 있으며, 티타늄 가공을 위해서는 이와 같은 공정 인자에 대하여 티타늄에 부합하는 조건이 제시되어야 한다.As mentioned above, titanium materials have been increasingly used in the manufacture of aircraft parts. In general, the machining process parameters include cutting rate, tool feed rate, and depth. of cut), coolant flow rate, tool wear, chip segmentation of the processing chip, microstructure of the base material, and processing equipment, etc. For titanium processing, the conditions corresponding to titanium must be presented for these process factors.
특히 BL0 Chord 부품 등과 같이 고 세장비를 갖는 티타늄 소재 부품의 경우, 가공 시 고 세장비로 인해 변형이 쉬우므로 변형의 최소화를 통한 정밀도 향상이 필수적이다.Particularly, in the case of titanium material parts having high-precision equipment such as BL0 Chord parts, it is easy to deform due to the high-precision equipment during processing, so it is essential to improve precision through minimization of deformation.
따라서, 본 발명의 일실시예에서는 고 세장비를 갖는 티타늄 소재의 항공기 부품 가공 효율 향상을 위해 부품 가공의 변형값을 예측하는 방법을 제시하여 향후 예측된 변형값에 대응하는 최적의 가공 조건을 결정하기 위한 기초자료를 제공하고자 한다.Therefore, in one embodiment of the present invention, a method for predicting a deformation value of machining of a part is proposed to improve the machining efficiency of an aircraft component of a titanium material having high-definition equipment to determine an optimal machining condition corresponding to the predicted deformation value in the future. To provide basic data for
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일실시예에서는 BL0 Chord를 가공하는 과정에서 두께, 절삭력, 절삭온도, 세장비에 대응하는 변형값을 예측하는 방법을 설명하기로 한다.In an embodiment of the present invention, a method of predicting a thickness, cutting force, cutting temperature, and deformation value corresponding to thin equipment in the process of processing a BL0 chord will be described.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 티타늄 소재 항공기 부품 가공 변형값 예측 방법을 도시한 동작 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 BL0 Chord의 형상을 도시한 도면이다.1 is an operation flowchart showing a method for predicting a deformation value of a titanium material aircraft component according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing the shape of a BL0 chord according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 티타늄 소재 항공기 부품 가공 시 발생할 수 있는 변형값을 예측하기 위해 부품의 두께 별로 절삭력, 절삭온도, 세장비에 대응하는 변형값을 산출할 수 있다.Referring to FIG. 1, in order to predict a deformation value that may occur when machining a titanium material aircraft component, it is possible to calculate a deformation value corresponding to cutting force, cutting temperature, and thin equipment for each thickness of the component.
티타늄 소재의 항공기 부품 중, 도 2에 도시된 바와 같은 BL0 Chord(200)는 항공기 동체 부품 중 하나이며, 주변 구조물과 Web 사이의 전단하중을 지지하기 위한 부품이다. 이러한 BL0 Chord는 큰 세장비로 인해 변형이 쉬우며, 제품이 고가이고 난삭재이므로 변형의 최소화를 통한 정밀도 향상이 필수적이다. 따라서, 본 발명의 일실시예에서는 BL0 Chord의 가공 시 발생하는 변형에 대해 두께, 절삭력, 절삭온도, 세장비가 미치는 영향 정도와 변형값을 각 요인 별로 파악하고 그에 대응하는 가공 방법을 도출하기 위한 자료를 제공할 수 있다.Among the aircraft parts made of titanium, BL0 Chord 200 as shown in FIG. 2 is one of aircraft body parts and is a part for supporting a shear load between the surrounding structure and the web. This BL0 Chord is easy to deform due to large slender equipment, and since the product is expensive and difficult to cut, it is essential to improve the precision by minimizing the deformation. Therefore, in one embodiment of the present invention, the data for deriving the machining method corresponding to each factor by grasping the effect of the thickness, cutting force, cutting temperature, and the degree of deformation of the three devices on the deformation occurring during the processing of the BL0 chord for each factor Can provide.
이를 위해, 단계(110)에서는 부품의 두께 별로 절삭력에 대응하는 변형값을 산출할 수 있다. To this end, in
여기서, 상기 절삭력은 일예로, 엔드밀의 축방향 절삭력을 의미하고, 부품의 두께 별로 절삭력에 대응하는 변형값을 산출하기 위해서는 기저장된 DB로부터 상기 절삭력에 따른 두께별 변형값을 추출해 낼 수 있다.Here, the cutting force means, for example, the axial cutting force of the end mill, and in order to calculate the deformation value corresponding to the cutting force for each thickness of the part, the deformation value for each thickness according to the cutting force may be extracted from the previously stored DB.
이하에서는 DB에 저장된 부품의 두께 별로 절삭력에 대응하는 변형값을 그래프로 나타내고, 이를 통해 두께 별로 절삭력에 대응하는 변형값을 추출하는 일실시예에 관해서 도 3을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, an example of extracting a deformation value corresponding to the cutting force for each thickness will be described in more detail with reference to FIG. 3 by graphically representing a deformation value corresponding to the cutting force for each thickness of the parts stored in the DB.
즉, 도 3은 도 1의 일실시예에 따라 절삭력에 대응하는 변형값을 산출하기 위해 DB에 저장된 절삭력과 변형값의 상관관계를 그래프로 도시한 도면이다.That is, FIG. 3 is a graph illustrating a correlation between the cutting force and the deformation value stored in the DB in order to calculate the deformation value corresponding to the cutting force according to the embodiment of FIG. 1.
도 3에 도시된 일예에서, 두께가 2mm이고, 절삭력(엔드밀 축방향의 힘)을 1000뉴턴 가해줄 경우(force1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25) 변형값은 7.8mm인 것을 확인할 수 있다. 또한, 동일 두께에서 절삭력을 1500뉴턴 가하는 경우(force2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26) 변형값은 7.2mm이고, 절삭력을 2000뉴턴 가하는 경우(force3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27) 변형값은 6.6mm인 것을 확인할 수 있다.In the example shown in FIG. 3, when the thickness is 2 mm and a cutting force (end mill axial force) is applied by 1000 newtons (
같은 방법으로 두께가 2.75mm인 경우에는 절삭력을 1000뉴턴 가해줄 경우(force1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25) 변형값은 7.1mm이고, 절삭력을 1500뉴턴 가하는 경우(force2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26) 변형값은 6.6mm이고, 절삭력을 2000뉴턴 가하는 경우(force3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27) 변형값은 6.1mm인 것을 확인할 수 있으므로, 각 두께 별로 절삭력에 대응하는 변형값을 상기와 같은 방법으로 추출해 낼 수 있다.In the same way, if the thickness is 2.75mm, if the cutting force is applied by 1000 newtons (force1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25), the deformation value is 7.1mm, and if the cutting force is applied by 1500 newtons ( force2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26) The deformation value is 6.6mm, and when cutting force is applied to 2000 Newton (force3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27) Since the deformation value can be confirmed to be 6.1 mm, the deformation value corresponding to the cutting force for each thickness can be extracted in the same manner as above.
한편, 도 3에서는 두께가 2mm~2.75mm인 경우를 도시하고 있으나, 이외의 두께범위에 대해서도 상기와 같은 변형값을 저장하고 이로부터 대응하는 변형값을 추출할 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이다.On the other hand, Figure 3 shows a case in which the thickness is 2mm to 2.75mm, but it is obvious to those skilled in the art that it is possible to store the deformation values as described above for other thickness ranges and extract corresponding deformation values therefrom. .
다시 도 1을 참고하면, 단계(120)에서는 부품의 두께 별로 절삭온도에 대응하는 변형값을 산출할 수 있다.Referring back to FIG. 1, in
부품의 두께 별로 절삭온도에 대응하는 변형값을 산출한 결과는 도 4를 참고하여 이하에서 보다 상세하게 설명한다.The result of calculating the deformation value corresponding to the cutting temperature for each thickness of the parts will be described in more detail below with reference to FIG. 4.
도 4는 도 1의 일실시예에 따라 절삭온도에 대응하는 변형값을 산출하기 위해 절삭온도와 변형값의 상관관계를 도시한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a correlation between a cutting temperature and a deformation value in order to calculate a deformation value corresponding to the cutting temperature according to the embodiment of FIG. 1.
도 4를 참고하면, 부품의 두께 별로 절삭온도에 대응하는 변형값을 산출하기 위해, 부품의 두께 별로 절삭온도에 대한 기설정된 5차 방정식이 도출될 수 있고, 그 결과값이 변형값으로 산출될 수 있다.Referring to FIG. 4, in order to calculate a deformation value corresponding to a cutting temperature for each thickness of a component, a preset fifth order equation for the cutting temperature for each thickness of the component can be derived, and the resultant value is calculated as the deformation value. You can.
일예로, 두께가 2mm인 경우 절삭온도(x)에 따른 변형값(y)은 하기 [수학식 1]에 의해 표현될 수 있다.For example, when the thickness is 2 mm, the deformation value y according to the cutting temperature x may be expressed by Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
마찬가지로, 두께가 2.25mm인 경우 절삭온도에 따른 변형값은 하기 [수학식 2]에 의해 표현될 수 있고,Similarly, when the thickness is 2.25mm, the deformation value according to the cutting temperature can be expressed by the following [Equation 2],
[수학식 2][Equation 2]
두께가 2.5mm인 경우 절삭온도에 따른 변형값은 하기 [수학식 3]에 의해 표현될 수 있으며,When the thickness is 2.5mm, the deformation value according to the cutting temperature can be expressed by the following [Equation 3],
[수학식 3][Equation 3]
두께가 2.75mm인 경우 절삭온도에 따른 변형값은 하기 [수학식 4]에 의해 표현될 수 있다When the thickness is 2.75mm, the deformation value according to the cutting temperature can be expressed by the following [Equation 4]
[수학식 4][Equation 4]
한편, 도 4에서는 두께가 2mm~2.75mm인 경우를 예시하고 있으나, 이외의 두께범위에 대해서도 절삭온도에 대응하는 변형값을 수식을 통해 추출할 수 있으며, 이는 도 5 내지 도 12를 통해 확인할 수 있다.On the other hand, in Figure 4 illustrates the case where the thickness is 2mm ~ 2.75mm, for the thickness range other than the deformation value corresponding to the cutting temperature can be extracted through the formula, which can be confirmed through FIGS. 5 to 12 have.
다시 도 1을 참고하면, 단계(130)에서는 부품의 세장비 별로 두께에 대응하는 변형값을 산출할 수 있다.Referring back to FIG. 1, in
부품의 세장비 별로 두께에 대응하는 변형값을 산출하는 일실시예는 도 13 및 도 14를 참고하여 이하에서 보다 상세하게 설명한다.An embodiment of calculating the deformation value corresponding to the thickness of each component of three parts will be described in more detail below with reference to FIGS. 13 and 14.
도 13은 도 1의 일실시예에 따라 다양한 세장비에 따른 두께 별 변형값을 산출하기 위해 두께 및 세장비와 변형값의 상관관계를 도시한 도면이고, 도 14는 도 1의 일실시예에 따라 또다른 세장비에 따른 두께 별 변형값을 산출하기 위해 두께 및 세장비와 변형값의 상관관계를 도시한 도면이다.13 is a view showing a correlation between the thickness and the thin equipment and the deformation value to calculate the deformation value for each thickness according to various thin equipment according to the embodiment of FIG. 1, and FIG. 14 is also according to the embodiment of FIG. It is a diagram showing the correlation between the thickness and the thin equipment and the deformation value to calculate the deformation value for each thickness according to the other thin equipment.
도 13에 도시된 바와 같이, 두께와 세장비에 대응하는 변형값을 산출하는 과정에서는 부품의 두께와 세장비에 대한 기설정된 3차 방정식 또는 2차 방정식을 도출하고 그 결과값을 변형값인 것으로 산출할 수 있다.As shown in FIG. 13, in the process of calculating the thickness and the deformation value corresponding to the thin equipment, a predetermined third or second equation for the thickness of the component and the thin equipment is derived and the resultant value is calculated as the deformation value. You can.
일예로, 세장비 W X D X L이 각각 100 X 100 X 2000, 150 X 100 X 2000, 200 X 100 X 2000, 250 X 100 X 2000인 경우, 두께별 변형값은 도 13에 도시된 바와 같다.For example, when the thin equipment W X D X L is 100 X 100 X 2000, 150 X 100 X 2000, 200 X 100 X 2000, 250 X 100 X 2000, the strain value for each thickness is as shown in FIG. 13.
이때, 세장비 W X D X L이 100 X 100 X 2000인 경우, 두께(x)에 대한 변형값(y)는 하기 [수학식 5]에 의해 표현될 수 있으며, At this time, when the thin equipment W X D X L is 100 X 100 X 2000, the deformation value (y) for the thickness (x) can be expressed by the following [Equation 5],
[수학식 5][Equation 5]
세장비 W X D X L이 150 X 100 X 2000인 경우, 두께(x)에 대한 변형값(y)는 하기 [수학식 6]에 의해 표현될 수 있고,When the thin equipment W X D X L is 150 X 100 X 2000, the deformation value (y) for the thickness (x) can be expressed by the following [Equation 6],
[수학식 6][Equation 6]
세장비 W X D X L이 200 X 100 X 2000인 경우, 두께(x)에 대한 변형값(y)는 하기 [수학식 7]에 의해 표현될 수 있으며,When the thin equipment W X D X L is 200 X 100 X 2000, the deformation value (y) for the thickness (x) can be expressed by the following [Equation 7],
[수학식 7][Equation 7]
세장비 W X D X L이 250 X 100 X 2000인 경우, 두께(x)에 대한 변형값(y)는 하기 [수학식 8]에 의해 표현될 수 있다.When the thin equipment W X D X L is 250 X 100 X 2000, the deformation value (y) for the thickness (x) can be expressed by
[수학식 8][Equation 8]
한편, 상기 도 13에서 언급한 세장비와 다른 세장비를 갖는 경우도 두께(x)와 변형값(y)의 상관관계가 도 14에 도시되어 있으며, 이를 통해 각 세장비에 대한 두께 별 변형값을 도출해 낼 수 있다.On the other hand, even in the case of having three devices different from the three devices mentioned in FIG. 13, the correlation between the thickness (x) and the deformation value (y) is shown in FIG. 14, through which the deformation value for each thickness of each device can be derived. You can.
다시 도 1을 참고하면, 단계(140)에서는 상기 부품의 생산을 위한 세부 공정 별로 요구되는 절삭온도를 결정하고, 상기 결정된 절삭온도에 대응하는 변형값을 산출할 수 있고, 단계(150)에서는 상기 절삭온도에 대응하는 변형값을 기준으로 절삭력에 따른 변형값의 오차범위가 제1범위 이내이고, 세장비에 따른 오차범위가 제2범위 이내인 것으로 종합 변형값을 산출할 수 있다.Referring back to FIG. 1, in
즉, 변형값을 결정하는 상기 예시된 요소들(ex. 절삭력, 절삭온도, 세장비) 중 가장 큰 영향을 미치는 요소는 절삭온도이므로, 상기 절삭온도에 대응하는 변형값을 기준값으로 결정하고, 상기 기준값에서 다른 요소들에 따른 변형값 변화를 오차범위로 결정할 수 있다. That is, since the factor having the greatest influence among the illustrated elements (ex. Cutting force, cutting temperature, and thin equipment) for determining the deformation value is the cutting temperature, the deformation value corresponding to the cutting temperature is determined as a reference value, and the reference value The variation of the strain value according to other factors can be determined in the error range.
예를 들어, 부품 생산을 위한 세부 공정 중 정삭공정은 정삭을 위해 요구되는 절삭온도가 200℃인 것으로 결정될 수 있고, 두께가 2mm인 경우, 절삭온도가 200℃라면 도 4에 도시된 바와 같이 변형값이 7mm에 해당함을 산출할 수 있고, 이를 종합 변형값 결정을 위한 기준값으로 설정할 수 있다.For example, the finishing process among the detailed processes for producing parts can be determined that the cutting temperature required for finishing is 200 ° C, and when the thickness is 2mm, if the cutting temperature is 200 ° C, deformation as shown in FIG. 4 It can be calculated that the value corresponds to 7 mm, and this can be set as a reference value for determining the total deformation value.
한편, 임의의 두께에 대하여 절삭력에 따른 변형값의 최소값과 최대값의 범위는 제1범위(ex. 10% 내외)이므로, 절삭력에 따른 변형값의 변화는 상기 기준값에서 오차범위 ±10%를 갖는 값이고, 임의의 두께에 대하여 세장비에 따른 변형값의 최소값과 최대값의 범위는 제2범위(ex. 20% 내외)이므로 상기 기준값에서 오차범위 ±20%를 갖는 값일 수 있다.On the other hand, since the range of the minimum value and the maximum value of the deformation value according to the cutting force for an arbitrary thickness is the first range (ex. Around 10%), the change in the deformation value according to the cutting force has an error range of ± 10% from the reference value. It is a value, and the range of the minimum value and the maximum value of the deformation value according to the thin equipment for any thickness is the second range (ex. Around 20%), so it may be a value having an error range of ± 20% from the reference value.
따라서, 종합 변형값은 절삭온도에 대응하는 변형값인 기준값을 중심으로 절삭력, 세장비를 반영한 오차범위 내의 값을 가지는 것으로 최종 결정될 수 있다.Accordingly, the total deformation value may be finally determined to have a value within an error range reflecting cutting force and fine equipment, centered on a reference value that is a deformation value corresponding to the cutting temperature.
따라서, 상기 종합 변형값을 통해 세부 공정 별 변형값을 예측할 수 있고, 이러한 기초자료는 향후 최적의 가공조건을 결정하는데 사용할 수 있다.Therefore, it is possible to predict the deformation value for each detailed process through the comprehensive deformation value, and these basic data can be used to determine the optimal processing conditions in the future.
즉, 상기에서 살펴본 바와 같이, 두께 별 절삭력, 절삭온도, 세장비에 대응하는 변형값을 산출함으로써, 상기 변형이 최소화되도록 고 세장비를 갖는 티타늄 소재 항공기 부품의 가공 조건을 결정하기 위한 기초자료를 제공할 수 있다.That is, as described above, by calculating the cutting force for each thickness, the cutting temperature, and the deformation values corresponding to the thin equipment, to provide the basic data for determining the processing conditions of the titanium material aircraft parts having high fine equipment to minimize the deformation. Can.
또한 본 발명의 일실시예에 따른, 고 세장비를 갖는 티타늄 소재 항공기 부품 가공 변형값 예측 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a method for predicting a machining deformation value of a titanium material aircraft component having high-depth equipment may be recorded in a computer-readable medium including program instructions for performing various computer-implemented operations. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The media may be program instructions specially designed and constructed for the present invention or may be known and usable by those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks. Includes hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be understood that the technical configuration of the present invention described above can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains.
그러므로 이상에서 기술한 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood as illustrative and not restrictive in all aspects described above, and the scope of the present invention appears in the following claims rather than the above detailed description, and is derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof. It should be construed that any altered or modified form to be included within the scope of the present invention.
200 : BL0 Chord200: BL0 Chord
Claims (4)
상기 부품의 두께 별로 절삭온도에 대응하는 변형값을 산출하는 단계;
상기 부품의 세장비 별로 두께에 대응하는 변형값을 산출하는 단계;
상기 부품의 생산을 위한 세부 공정 별로 요구되는 절삭온도를 결정하고, 상기 결정된 절삭온도에 대응하는 변형값을 산출하는 단계; 및
상기 절삭온도에 대응하는 변형값을 기준으로 절삭력에 따른 변형값의 오차범위가 제1범위 이내이고, 상기 절삭온도에 대응하는 변형값을 기준으로 세장비에 따른 변형값의 오차범위가 제2범위 이내인 것으로 종합 변형값을 산출하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 소재 항공기 부품 가공 변형값 예측 방법.Calculating a deformation value corresponding to the cutting force for each part thickness;
Calculating a deformation value corresponding to the cutting temperature for each thickness of the component;
Calculating a deformation value corresponding to the thickness of each piece of equipment;
Determining a required cutting temperature for each detailed process for the production of the parts, and calculating a deformation value corresponding to the determined cutting temperature; And
The error range of the deformation value according to the cutting force is within the first range based on the deformation value corresponding to the cutting temperature, and the error range of the deformation value according to the three devices is within the second range based on the deformation value corresponding to the cutting temperature. Calculating a total deformation value as being;
Titanium material aircraft parts processing deformation value prediction method comprising a.
상기 부품의 두께 별로 절삭력에 대응하는 변형값을 산출하는 단계에서는,
상기 절삭력은 엔드밀의 축방향 절삭력을 의미하고, 기저장된 DB로부터 상기 절삭력에 따른 두께별 변형값을 추출하는 것을 특징으로 하는 티타늄 소재 항공기 부품 가공 변형값 예측 방법.According to claim 1,
In the step of calculating the deformation value corresponding to the cutting force for each thickness of the component,
The cutting force refers to the axial cutting force of the end mill, and a method for predicting a deformation value for aircraft component machining of titanium material, characterized in that a strain value according to the cutting force is extracted from the previously stored DB.
상기 부품의 두께 별로 절삭온도에 대응하는 변형값을 산출하는 단계는,
상기 부품의 두께 별로 절삭온도에 대한 기설정된 5차 방정식 결과값을 변형값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 티타늄 소재 항공기 부품 가공 변형값 예측 방법.According to claim 1,
The step of calculating the deformation value corresponding to the cutting temperature for each thickness of the component,
A method for predicting a deformation value of an aircraft component machining material for titanium, characterized in that a predetermined fifth order equation for the cutting temperature for each thickness of the part is calculated as a deformation value.
상기 부품의 세장비 별로 두께에 대응하는 변형값을 산출하는 단계는,
상기 부품의 세장비 별로 두께에 대한 기설정된 3차 방정식 또는 2차 방정식 결과값을 변형값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 티타늄 소재 항공기 부품 가공 변형값 예측 방법.According to claim 1,
The step of calculating the deformation value corresponding to the thickness for each of the three pieces of equipment,
A method for predicting a deformation value of an aircraft component machining material for titanium, characterized in that a predetermined third-order or second-order equation result value for the thickness of each component is calculated as a deformation value.
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