[기계공작법] 공작기계 중 절삭가공 #1

절삭가공

 

 

 

 

1. 절삭가공과 비절삭가공

 

  1) 절삭가공

     절삭공구와 가공물의 상대적 운동을 이용하여 칩을 발생시켜, 불필요한 부분을 제거하고,

     필요한 제품의 형상으로 가공하는 방법

 

  2) 비절삭 가공

      칩을 발생시키지 않고 필요한 제품 형상으로 가공하는 방법

 

 

 

 

2. 공작기계의 구비조건

 

     ① 높은 정밀도를 가질 것

     ② 가공 능력이 클 것

     ③ 내구력 이 크며 사용이 간편할 것

     ④ 고장이 적고, 기계효율이 좋을 것

     ⑤ 가격이 싸고 운전비용이 저렴할 것

 

 

 

 

3. 공작기계를 가공능률에 따라서 분류

 

     ① 범용 공작기계

     ② 전용 공작기계

     ③ 단능 공작기계

     ④ 만능 공작기계

 

 

 

 

4. 공작기계의 기본 운동 3가지

 

     ① 절삭운동 : 칩이 길이 방향으로 공구가 움직이는 운동

     ② 이송운동 ; 절삭공구 또는 가공물을 절삭방향으로 이송하는 운동

     ③ 위치조정운동 : 공작물과 공구간의 절삭조건으로 가공할 위치

 

 

 

 

5. 공작기계에서 가공물을 절삭할 때 발생하는 절삭 저항 3분력

 

     ① 주분력 : 가공면에 접해서 회전축과 직각 방향의 분력, 절삭방향으로 평행한 분력

     ② 이송분력(횡분력) : 회전축과 평행한 분력 이송방향으로 평행한 분력

     ③ 배분력 : 절삭깊이 방향의 분력, 절삭공구 축방향으로 평행한 분력

 

 

 

6. 가공 변질층

 

   절삭을 하면, 제품의 가공면이 절삭공구에 의하여 칩과 분리되면서 절삭면을 형성한다.

   이러한 표피층은 열변질의 섬유조직, 가공경화, 잔류응력 등이 발생하여 모재와는 다른 성질을 가지게 되는데

   이러한 표면의 조직을 가공 변질층이라 한다.

 

 

 

7. 절삭공구 마모의 종류

 

     ① 크래이터 마모 (crater wear)

     ② 플랭크 마모 (flank wear)

     ③ 치핑 (chipping)

     ④ 온도파손 (temperature failure)

 

 

 

 

8. 절삭 공구 수명 식

 

    VTn=C V= 절삭속도(m/min), T= 공구수명(min), n= 지수, C=상수

 

 

 

 

9. 주철을 절삭할 때 발생하는 칩의 형태

 

   균열형 칩(주철과 같은 메진 재료를 절삭하면 균열형 칩이 발생)

 

 

 

 

10. 구성인선

 

  1) 구성인선의 주기

      발생 ⇒ 성장 ⇒ 최대성장 ⇒ 균열 ⇒ 탈락

 

  2) 구성인선은 같은 과정을 반복하는데, 1 cycle에 걸리는 시간

      V=1/100 ~ 1/300 sec

 

  3) 구성인선 방지책

     ① 절삭깊이(depth of cut)을 적게 할 것

     ② 경사각(rack angle)을 크게 할 것

     ③ 절삭공구의 인선을 예리하게 할 것

     ④ 윤활성이 좋은 절삭제를 사용할 것

     ⑤ 절삭속도를 크게 할 것

 

 

 

11. 버(Burr)

 

    절삭공구로 공작물을 절삭력에 의해 가공하면, 가공된 모서리 부분에 발생하는 거스러미

 

 

 

 

12. 디버링(deburring) : 버를 제거하는 방법

 

   소형 부품을 디버링하는 방법

     ① 연마제를 이용한 배럴링(barreling)방법

     ② 화학 디버링( chemical barring)

     ③ 초음파를 이용한 디버링

     ④ 자기 연마에 의한 디버링

 

 

 

 

13. 유동형 칩의 발생조건

 

     ① 연성의 재료 (연강, 구리, 알류미늄 등)를 가공할 때

     ② 절삭 깊이가 적을 때

     ③ 절삭속도가 빠를 때

     ④ 경사각이 클 때

     ⑤ 윤활성이 좋은 절삭 유제를 사용할 때

 

 

 

 

14. 절삭 속도

 

  1) 절삭속도를 구하는 공식

 

     V = πdn/1000[m/min]

 

 

  2) 회전수를 구하는 공식

 

     n=1000V/πdn [rpm]

 

 

  3) 절삭동력을 구하는 식 (PS, Kw단위)

 

     P = (p1 x N x V) / (75 x 9.81 x 60 x η) [PS]

     P = (p1 x N x V) / (1000 x 60 x η) [KW]

 

 

 

 

 

 

15. 공구 수명

 

  1) 공구의 수명은?

 

      절삭공구로 가공물을 일정한 절삭조건으로 절삭을 시작하여 공구의 교환, 또는 재 연삭 할 때까지의

      실제 절삭 시간의 합을 절삭공구 수명시간이라 하며, 단위는 분[min]을로 나타낸다.

 

  2) 공구수명 판정

 

     ① 가공면에 나타나는 광택이 있는 색조 또는 반점이 생길 때

     ② 공구 인선의 마모가 일정량에 달했을 때

     ③ 완성치수의 변화량이 일정량에 달했을 때

     ④ 절삭저항 주분력에는 변화가 적어도 이송분력, 배분력이 급격히 증가할 때

     ⑤ 절삭저항 주분력이 절삭을 시작했을 때 와 비교하여 일정량이 증가 할 때

 

  3) 공구재료의 구비조건

 

     ① 가공재료보다 경도가 클 것

     ② 고온에서 경도가 감소되지 않을 것

     ③ 인성강도와 내마모성이 클 것

     ④ 공구의 제작이 쉬울 것

     ⑤ 가격이 저렴할 것