기계공작법

가공 방법에는 소성가공, 절삭가공 등이 있다.

선삭, 밀링, 압출은 절삭가공 공정에 해당한다.

3차원 프린팅(3D printing, 3DP)으로 금속 제품의 제조가 가능하다.

원재료에 열, 외력 등을 가하여 원하는 모양으로 변형시키는 방법이다.

원심주조(centrifuging)

다이캐스팅(die casting)

진공주조(vacuum casting)

결정 인상법(crystal-pulling method)

주형 내의 가스가 잘 배출되게 한다.

용융금속에 불순물이 포함되지 않도록 한다.

제품 설계 시 모서리를 둥글게 하여 불균일한 수축을 방지한다.

응고할 때에 각 부의 응력 발생에 의한 균열(crack)을 줄이기 위해 급랭한다.

굽힘

단조

압연

인발

열에 민감한 재료에 적합하다.

작업환경의 개선에 적합하지 않다.

절단면의 찌그러짐이나 변형이 작다.

절단 여유가 적어 고가의 재료에 유효하다.

APC

ATC

CNC

Tool Magazine

입자 탈락(shedding)은 결합도가 연할 경우 연삭 숫돌에서 발생한다.

눈메움(loading)은 숫돌 표면의 기공에 절삭 칩이 메워지는 현상이다.

눈무딤(glazing)은 마멸된 숫돌입자가 탈락되거나 파손되어 입자의 표면이 돌출된 상태이다.

자생작용(self sharpening)은 연삭이 진행됨에 따라 무디어진 날이 새로운 날로 바뀌는 현상이다.

경사각(rake angle)

선단각(point angle)

여유각(relief angle)

절삭날각(cutting edge angle)

버핑(buffing)

래핑(lapping)

쇼트 피닝(shot peening)

슈퍼피니싱(super finishing)

분할 모형(split pattern)

부분 모형(section pattern)

골격 모형(skeleton pattern)

단체 모형(one piece pattern)

$L\simeq \sqrt{R\mathrm{\Delta }h}$

$L\simeq R\mathrm{\Delta }h$

$L\simeq R/\mathrm{\Delta }h$

$L\simeq \mathrm{\Delta }h/R$

풀림(annealing)은 강을 일정 온도로 가열하여 급랭시키는 작업이다.

담금질한 강을 뜨임(tempering)처리 하면 내부응력이 제거되고 인성이 감소한다.

담금질(quenching)은 경도를 높이기 위하여 시행하며, 냉각속도가 느릴수록 담금질 효과가 크다.

불림(normalizing)을 시행하면 결정구조가 균일해지고 주조된 재료 내부에 생긴 내부응력이 제거될 수 있다.

펀치 속도를 증가시키면 전단면 품질이 개선된다.

무딘 날의 공구를 사용하면 버(burr)가 발생하기 쉽다.

다이 간극이 증가하면 변형 영역은 증가하고, 전단면 표면이 거칠어진다.

파단면에 대한 광택면의 면적비는 판재의 연성이 높고 두께가 두꺼울수록 감소한다.

가공 공구 번호는 07이다.

스핀들은 300 rpm으로 정회전한다.

Z축 방향으로만 절삭가공이 이루어진다.

이송 속도의 가공 단위는 mm/rev이다.

연마재와 가공액을 혼합하여 사용한다.

다듬면은 분사각이 클수록 거칠어진다.

공기압력은 보통 80 ～ 100 kgf/cm² 정도이다.

공작물 표면에 분사시켜 피닝 효과(peening effect)를 얻을 수 있다.

리소그래피(lithography)는 기하학적 패턴을 옮기는 공정이다.

웨이퍼(wafer) 제작 공정에는 화학기계적 연마(chemical mechanical polishing) 공정이 있다.

식각 공정 중 하나인 건식 식각(dry etching)의 경우 이방성(anisotropic) 형상이 만들어질 수 있다.

습식산화(wet oxidation)는 산소가 많은 분위기에서 기판 온도를 일반적으로 약 750 ～ 1,100 °C로 올려서 산화시키는 공정이다.

압하력(roll force)

배분력(thrust force)

전단력(shear force)

절삭력(cutting force)

도가니로는 직접적으로 전달되는 열에 의하여 금속을 용해하므로 열효율이 높다.

용선로는 주철 용해에 주로 사용되며, 용량은 단위 시간당 용해할 수 있는 능력을 톤(ton)으로 표시한다.

전기로는 온도를 정밀하게 제어할 수 있으나, 불순물의 혼입 가능성이 있으므로 전극봉 선택에 주의해야 한다.

반사로는 연소실에서 발생한 불꽃이 천장을 가열시키고, 이 반사열이 금속을 용해시키며, 대형 주물을 만들 때 사용할 수 있다.

초경합금은 탄성계수가 높고, 열팽창계수가 낮다.

다이아몬드 공구는 강철이나 주철 같은 철계 재료의 가공에 주로 권장된다.

고속도강은 600 °C 정도의 고온에 달하여도 절삭할 수 있으나, 적합한 열처리 과정이 필요하다.

세라믹 공구는 뛰어난 내마모성을 가지고 있으나 인성이 작아 치핑이 생기지 않도록 하여야 한다.

주요 변수로는 온도, 시간, 소결로의 분위기 등이 있다.

금속 입자들이 충분한 강도로 결합할 수 있도록 융점보다 높은 온도로 가열한다.

온도가 증가함에 따라 인접한 두 개의 분말입자는 고상결합에 의해 결합한다.

대부분의 소결공정에서 사용되는 연속소결로는 연소챔버, 고온챔버, 냉각챔버로 이루어져 있다.

0.25

0.5

0.75

1.0

가융성

이방성

절삭성

접합성

중성염(neutral flame)은 산소와 아세틸렌의 비율이 1:1일 때 얻을 수 있다.

연료가스인 아세틸렌가스와 산소가 혼합하여 연소되면서 발생하는 열원을 이용한다.

완전연소하기에 충분한 산소가 공급되지 못하는 경우 탄화염(carburizing flame)이 발생한다.

2C₂H₂ ＋ 5O₂ → 4CO₂ ＋ 2H₂O의 화학반응 결과 나타난 산화염(oxidizing flame)은 금속 표면에 산화물 성분을 만든다.

풀브로칭 작업은 구멍을 곧게 만든다.

브로칭 머신의 용량은 최대견인력과 행정길이로 표시된다.

브로치의 1회 행정으로 제거되는 소재의 총 깊이는 각 절삭날에 대한 절삭 깊이들의 평균과 같다.

브로칭 작업은 불규칙한 형상의 구멍, 평면 같은 공작물의 내면과 외면 형상 가공에 사용된다.