선반에 의한 가공
주축에 고정한 일감의 회전운동과 공구대에 설치한 바이트의 직선운동(절삭깊이와 이송)에 의해 절삭하는 공작기계
(1) 선반의 종류
① 보통선반(engine lathe) : 기본적인 구조와 기능을 가진 대표적인 기계로 작업범위가 넓다
°구성 : 베드(bed), 주축대(head stock), 심압대(tail stock), 왕복대(carriage)
°선반의 크기: 베드위의 스윙(일감의 최대지름)d₁, 양센터사이의 최대거리 l₁, 왕복대 위의 스윙(d₂), 베드의 길이 l₂
㈎ 베드 : 선반의 몸체로서, 주축대, 심압대, 왕복대 등을 올려놓을 수 있는 구조
°40∼60% 의 강철파쇠를 넣어 만든 강인주철(표면경화처리)
°미끄럼면은 연삭가공 또는 scraping해 정밀도 유지
°미끄럼면의 단면모양은 산형과 평탄형, 복합형이 주종
㈏ 주축대 : 베드의 윗면 왼쪽에 고정된 부분으로 주축(spindle), 베어링 및 주축속도 변환장치로 구성
°주축의 속도 변환 은 주로 기어식(기어는 합금강 열처리후 연삭)
°무게를 감소시키고 긴일감을 고정하기 위해 중공축
°절삭저항이나 진동에 견디기 위해 합금강(Ni-Cr강)
㈐ 심압대 : 베드 윗면의 오른쪽에 위치
|
심압대의 심압축의 중심은 주축의 회전 ° 심압축의 끝은 모스테이퍼 구멍( Drill작업 및 리머작업 가능 ) |
㈑ 왕복대와 이송기구 : 베드위에서 바이트에 가로이송 및 세로이송을
주는 장치로 saddle과 apron으로 구성되어 있고 saddle위에 복식공구대
위치(회전대, 공구이송대, 사각공구대)
|
°복식공구대는 임의의 각도로 회전
|
|
② 터릿선반(turret lathe): 보통 선반의 심압대 대신에 터릿을 장착(여러
가지 공구를 공정 순서대로 장착)
③ 자동선반(automatic lathe): 선반의 조작을 캠이나 유압공구를 이용하여
자동화 한 것
④ 모방선반(copying lathe): 자동 모방장치를 이용하여 모형이나 형판을
따라 바이트를 안내하며, 턱붙이 부분, 테이퍼 및 곡면 등을 모방절삭
⑤ 공구선반: 공구선반(tool room lathe)은 보통 선반과 같으나 정밀한
형식으로 되어있고 부속장치가 있다(taper, 여유각을 깎는 relieving 장치)
⑥ 정면선반: 길이가 짧고 지름이 큰 일감(주축대에는 지름이 큰 면판을
설치)왕복대는 주축 중심선과 직각으로 왕복하며 베드에 놓여 있다
⑦ 수직선반(vertical lathe): 테이블이 수평면 내에서 회전하고 공구는 수직
방향으로 이송(대형으로 무거운 일감)
⑧ 각종 특수 선반
㈎ 차축선반: 차축선반은 철도 차량용 차축을 가공하는 선반
㈏ 차륜선반(wheel lathe): 차량용 차륜을 가공하는 선반
㈐ 크랭크축 선반: 크랭크축의 베어링 저널부분과 크랭크 핀을 깎는
선반
㈑ 기타: 수치제어 선반(Numerical control lathe)
|
선반의 종류 |
|
(2) 선반용 부속품과 부속 장치
① 척 작업용 부속품
㈎ 단동척(independent chuck) : 4개의 조가 단독으로 작동 불규칙한
모양의 일감고정
㈏ 연동척(universal chuck)은 scroll chuck 3개의 조가 동시에 작동,
원형, 정삼각형의 일감을 고정
°Jaw가 마멸되면 척의 정밀도가 떨어진다
㈐ 양용척(combination chuck) : 단동척과 연동척
㈑ 마그네틱척(magnetic chuck) : 원판안에 전자석 설치 얇은 일감을
변형시키지 않고 고정(비자성체의 일감고정 불가)
°마그네틱척을 사용하면 일감에 잔류 자기가 남아 탈자기로
탈자시켜야 한다
㈒ 콜릿척(collet chuck) : 가는 지름의 봉재 고정
°주축의 테이퍼 구멍에 슬리브를 꽂고 여기에 척을 끼워 사용
㈓ 압축공기척(compressed air operated chuck) : 압축 공기를 이용하여
조를 자동으로 작동 일감을 고정하는 척
°고정력은 공기의 압력으로 조정
°압축공기 대신에 유압을 사용하는 유압척(oil chuck)도 있다
°기계운전을 정지하지 않고 일감의 고정하거나 분리를 자동화할 수 있다
|
단동척 |
연동척 |
마그네틱척 |
콜릿척 |
|
|
|
|
|
② 센터 작업용 부속품
㈎ 센터 : center는 보통 강, 센터 끝의 각도는 60°, 대형에는 75°,
90°의 것이 사용된다.
▶ 센터자루는 모스테이퍼(주축 6번, 심압축에는 4번)
▶ center의 종류
°회전센터(live center): center 끝에 초경합금을 경납땜하여 사용한다.
°정지센터(dead center): 마찰감소를 위해 그리스를 발라 사용한다.
°하프센터 : 끝면깎기에 적합하다.
°베어링센터
|
|
|
㈏ 센터드릴 : 일감에 센터의 끝이 들어가는 구멍을 뚫는 드릴
㈐ 돌림판과 돌리개 : 주축의 회전을 일감에 전달하기 위해 사용
°돌림판은 주축 끝 나사부에 고정, 일감에 고정한 돌리개를 거쳐
주축의 회전이 일감에 전달
|
|
|
|
|
|
㈑ 면판 : 돌림판과 비슷하지만 돌림판보다 크며, 일감을 직접 또는
angle plate 등을 이용하여 볼트로 고정
㈒ 맨드릴 : 기어, 벨트풀리 등의 소재와 같이 구멍이 뚫린 일감의
원통면이나 옆면을 센터작업할 때 구멍에 맨드릴(mandrel)을 끼워
고정 맨드릴을 센터로지지
㉠ 표준 mandrel은 1/100, 1/1000정도의 테이퍼
㉡팽창식 맨드릴 : 지름을 다소 조정할 수 있다
㉢조립식 맨드릴 : 파이프등 속이 빈 원통의 가공에 사용
㈓ 방진구(wark rest) : 가늘고 긴 일감이 절삭력과 자중에 의해 휘거나
처짐이 일어나는 것을 방지
㉠ 고정방진구 : 베드위에 고정, 일감의 중앙부를 120。간격 배치된
조로 지지 원통, 끝 면, 구멍 뚫기 등의 작업
㉡ 이동방진구 : 왕복대 위에 고정하고 왕복대와 함께 이동(2개의 조로
지지)
|
면 판 |
| |
|
방진구 |
||
(3) 절삭공구(바이트)
① 바이트의 공구각 : 공구각은 용도, 수명, 일감의 재질 및 공구의 재질등에
의해서 선택
|
㉠ 윗면경사각 : 직접 절삭력에 영향(크면 절삭성이 좋고,
|
|
㉢ 연질의 일감을 고속 절삭할 때 chip이 연속적으로 흘러나오는 것을 짧게
끊기위해 Chip Breaker사용
|
불량한 칩(과부하) |
이상적인 칩 |
불량한 칩(긴 칩) |
|
|
|
|
|
|
|
|
▶ 절삭공구의 재종
탄소공구강 → 고속도강 →초경합금강 → 코우티드 초경합금 → 써멧
→ 세라믹 → 다이아몬드
▶ 칩브레이커(Chip Breaker)의 종류
|
|
|
|
|
② 바이트의 종류
▶ 단체용 바이트(solid single point tool) : 날과 자루가 일체
▶ 용접 바이트(braging type cutting tool) : Tip을 자루 끝부분에 경납땜
▶ 폐기식 바이트(throw away type cutting tool) : 날을 기계적으로 고정
▶ 고속도강 또는 초경합금을 많이 사용 최근에는 절삭가공의 고속화
추세에 따라 초경합금 위에 알루미나(Al₂O₃), 탄화티탄(TiC), 질화티탄(TiN)을
화학적으로 증착시킨 코팅초경합금
|
|
|
|
|
|
③ 바이트의 연삭 : 바이트의 각도 및 날은 절삭 능률과 바이트수명에 영향
|
거친 연삭 |
공구윗면연삭 |
옆면여유각 연삭 |
앞면여유각 연삭 |
|
|
|
|
| ||
|
다듬질 연삭 |
공구윗면 연삭 |
옆면여유각 연삭 |
앞면여유각 연삭 |
끝연삭 |
|
|
|
|
|
④ 바이트의 설치 : 중심높이 게이지를 사용하여 공구대에 설치
▶ 바이트의 돌출거리 ℓ은 고속도강 : 2h
ℓ은 초경바이트 : 1.5h를 넘지 않도록 한다
|
돌 출 거 리 |
설 치 각 | |
|
양 호 |
불 량 | |
|
|
|
|
(4) 절삭조건: 절삭속도, 이송속도, 절삭깊이
일감의 치수 정밀도와 표면거칠기는 바이트 각도와 모양, 절삭조건, 절삭유제의 영향
① 절삭속도(cutting speed) : 바이트에 대한 일감의 원둘레 또는 표면속도
(v: 절삭속도 m/min, n: 주축회전수 rpm, d: 일감의 지름 mm)
▶ 절삭속도가 클수록 표면 거칠기는 좋아지고, 절삭시간도 단축
▶ 절삭온도의 상승으로 수명 급감
② 이송(feed) : 일감의 회전당 길이 방향으로 이동하는 거리
|
▶ mm/rev(이송이 작을수록 표면거칠기 양호) |
|
③ 절삭깊이(depth of cut) : 절삭할 면에 대해 수직 방향으로 측정
(5) 선반가공
① 테이퍼 절삭 방법
㈎ 심압대 편위에 의한 방법
|
▶테이퍼 길이가 길고 경사각이 작은 일감에 적합하다 |
▶ | |
|
|
|
|
|
D : 테이퍼의 큰 지름(mm), d : 테이퍼의 작은 지름(mm), ℓ: 테이퍼 부분의 길이(mm), L : 일감 전체의 길이(mm) | ||
㈏ 테이퍼 절삭장치에 의한 방법 :
|
|
▶ Taper attachment는 왕복대의 길이 방향 이송에 따라 바이트에
|
㈐ 복식공구대에 의한 방법
|
▶ 테이퍼 부분의 길이가 짧고 경사각이 큰 일감의 테이퍼 ▶ 테이퍼= |
|
|
D : 테이퍼의 큰 지름(mm), d : 테이퍼의 작은 지름(mm), L : 일감 전체의 길이(mm) | |
② 나사깎기
㈎ 나사깎기의 원리
▶ 주축의 회전을 변환기어 
와 중간변환기어 및 리드스크루에 달린
변환기어
로 연결하여 일정한 비율로 리드스크루에 전달
▶ 나사깎기에 사용되는 변환기어의 잇수는 리드스크루의 피치와 일감의 나사 피치에서
p : 리드스크루의 피치, P : 일감의 나사피치, 
: 주축의 변환기어 잇수
: 리드스크루의 변환기어 잇수
일 때 
▶ 변환기어는 미국식 : 20∼64개 사이를 4개씩 띈수 72, 80, 127
영국식 : 20∼120개 사이를 5개씩 띈수 127개
㈏ 나사 깎기 작업 : 나사 연삭시 센터게이지에 맞추어 각도를 정확히
연삭 고정시 바이트의 중심선이 나사축에 수직
▶ 나사절삭(외경, 내경)
▶ 나사바이트 설치 방법
▶ 나사바이트 가공 그림
|
| |
|
|
출처 : 수원공업고등학교
'▶ 공작기술자료[0]' 카테고리의 다른 글
| 밀링가공 > HSS 앤드밀 절삭 조건표 (0) | 2011.02.17 |
|---|---|
| 드릴가공 > HSS & 초경드릴 절삭 조건표 (0) | 2011.02.17 |
| 작업공구 > 작업공구 재종별 절삭 조건표 (0) | 2011.02.17 |
| ◀ 가공 방법 기호 (KS B 0107) 적용범위 (0) | 2011.02.15 |
| 구멍작업> 드릴에 대하여 (0) | 2007.07.21 |