주축 속도 변동 절삭 가공의 안정성 및 표면 오차 평가

절삭 가공에서 단속 절삭과 주축 속도 변동(SSV)이 결합될 때 안정성 예측은 매우 어려워진다. 이러한 복합 공정은 시간 의존적 지연과 불연속적인 동역학을 유발하여, 기존 채터(chatter) 분석을 넘어선 고급 수치 해석 도구를 필요로 한다. 본 연구는 SSV가 있는 단속 절삭을 분석하기 위한 수치 프레임워크를 개발했다. 이 프레임워크는 안정성 분석을 위한 행렬 없는 플로케(Floquet) 방법과 주기 해 평가를 위한 아핀 매핑(affine mapping)을 활용한다. 이 도구들은 진동 진폭을 정량화하고 이를 표면 파형(waviness)과 연관 짓는 기반을 제공한다. 연구 결과, 공정 안정성이 SSV 변조와 공작물 형상 간의 위상차에 극도로 민감하다는 사실이 밝혀졌다. 통제되지 않는 이 위상차의 작은 변화만으로도 공정이 안정 상태에서 불안정 상태로 전환될 수 있으며, 이는 강건한 안정성 평가의 필요성을 강조한다. 이를 해결하기 위해 다차원 이분법(MDBM) 기반의 효율적인 강건성 프레임워크를 도입하여, 위상 불확실성에 대한 안정성 경계를 정확하고 계산 효율적으로 매핑할 수 있게 했다. 제안된 접근 방식은 고급 절삭 가공에서 채터가 없고 강건한 절삭 조건을 선택하는 실용적인 방법을 제공한다.