2025년 9월 30일 화요일

기계공작법_제4장 절삭 가공_4.4. 구멍가공

[책 제목 이미지 자리]
구멍가공

1. 드릴링 머신의 정의

드릴링 머신의 정의

  • 주축의 척에 끼운 드릴을 회전시키면서 주축을 직선으로 이송시켜서 공작물에 구멍을 뚫는 공작 기계
  • 구멍 가공을 위한 단일작업용 공작 기계
  • 드릴 척에 여러 가지 공구를 사용해서 다양한 작업 가능

2. 드릴링 머신 가공의 종류 (1)

구멍 뚫기 (Drilling)

  • 구멍이 없는 공작물에 드릴을 사용해서 새로운 구멍을 뚫는 가공

리밍 (Reaming)

  • 드릴로 가공된 구멍의 정밀도를 높이기 위해 리머를 사용해서 구멍의 내면을 다듬는 가공

보링 (Boring)

  • 드릴링 또는 기타 가공으로 뚫은 구멍을 확장하는 가공
  • 구멍의 크기나 형상 수정 가능
[그림 4.40] 드릴 가공의 종류

2. 드릴링 머신 가공의 종류 (2)

태핑 (Tapping)

  • 탭을 사용해서 구멍의 안쪽에 암나사를 절삭하는 작업

카운터 보링 (Counter Boring)

  • 육각구멍볼트 등의 머리 부분이 공작물의 표면에 돌출되지 않게 하기 위해 머리부가 들어갈 자리를 넓게 절삭

카운터 싱킹 (Counter Sinking)

  • 접시머리 볼트의 접시머리가 들어갈 부분을 만들기 위해 드릴로 뚫은 구멍의 가장자리를 원추형으로 가공
[그림 4.40] 드릴 가공의 종류

2. 드릴링 머신 가공의 종류 (3)

스폿 페이싱 (Spot Facing)

  • 드릴로 뚫은 구멍을 중심으로 둘레부분을 평면으로 다듬어서 볼트 또는 너트의 머리부가 접촉하는 자리를 가공
[그림 4.41] 드릴 가공 후 단면

3. 구멍 가공용 절삭 공구 - 드릴

드릴 (Drill)

  • 공작물에 구멍을 뚫을 때 사용하는 절삭 공구
  • 일반적으로 트위스트 드릴(twist drill)을 일컬음
  • 재료: 고속도강을 많이 사용
  • 합금공구강을 몸체로 사용하여 절삭 날 부분만을 초경합금으로 납접하여 사용하는 경우도 있음

4. 구멍 가공용 절삭 공구 - 리머

리머 (Reamer)

  • 드릴로 뚫은 구멍의 내면을 정확한 치수로 매끄럽게 다듬기 위해 사용하는 절삭 공구
  • 재료: 고속도강을 많이 사용
  • 합금공구강을 몸체로 사용하여 절삭날 부분을 초경합금을 팁(tip)으로 사용해서 제작
[그림 4.42] 리머

5. 구멍 가공용 절삭 공구 - 카운터 보어

카운터 보어 (Counter Bore)

  • 너트 또는 볼트의 머리 부분이 공작물의 표면에 돌출되지 않도록 뚫어진 구멍 주위를 넓혀서 머리부가 들어갈 자리를 가공하는 공구

표준형 일체식 카운터 보어 구성

  • 뚫려진 구멍으로 안내하는 가이드
  • 확장할 구멍의 치수와 같은 크기의 커터 헤드
  • 필요한 깊이까지 구멍을 확장시키기 위한 목 부분
  • 직선 또는 테이퍼로 된 생크
[그림 4.43] 카운터 보어

6. 구멍 가공용 절삭 공구 - 카운터 싱크

카운터 싱크 (Counter Sink)

  • 접시머리 볼트의 접시머리가 들어갈 부분을 만들기 위해 드릴로 뚫은 구멍의 가장자리를 원추형으로 가공하는 공구
  • 날의 각도: 60°, 90°, 120°
[그림 4.44] 카운터 싱크

7. 나사 가공용 공구 - 탭

탭 (Tap)

  • 일반적으로 안지름이 30mm 이하인 암나사를 절삭하는 데 사용되는 공구
  • 길이 방향으로 파여진 세로 홈이 있어 절삭유를 공급하며 칩을 배출하는 역할
  • 탭의 절삭 각은 공작물 재질에 따라 다름
  • 연강의 경우: 보통 8~12°
[그림 4.45] 탭

8. 탭의 종류

핸드 탭 (Hand Tap)

  • 가장 일반적인 표준 탭
  • 1번 탭(거친 탭), 2번 탭(중간 탭), 3번 탭(다듬 탭)이 한 조로 구성
  • 나사의 바깥지름, 유효지름이 같은 치수
  • 테이퍼 파이프 탭: 파이프 피팅이나 타이트한 끼움이 필요한 곳에 사용

기계 탭 (Machine Tap)

  • 드릴링 머신, 선반 등의 공작 기계에 설치하여 암나사를 가공할 때 사용
  • 생크와 날이 길고 생크의 지름이 날의 지름보다 약간 작음
  • 일반적으로 1개의 탭으로 나사절삭을 완성

9. 탭 작업 순서

금긋기 작업

  • 도면을 검토하고 가공된 재료의 치수, 기준면에 대한 다른 면의 직각과 평행 정도를 확인

센터펀치 및 드릴 작업

  • 금긋기 선에 정확하게 맞도록 센터펀치 작업
  • 탭 작업에 필요한 기초 드릴 구멍을 규정된 치수로 가공
  • 카운터 싱크로 구멍의 모따기 작업

탭 작업

  • 1~3 탭의 순서로 탭 핸들에 고정하여 탭 작업
[그림 4.46] 탭 작업 순서

10. 나사 가공용 공구 - 다이스

다이스 (Dies)

  • 수기가공에 의해 수나사를 절삭하는 데 사용하는 공구
  • 나사산에 직각 방향의 세로 홈에 절삭날을 만들고 열처리로 경화시켜서 제작
  • 너트와 비슷한 형상과 구조
  • 입구에는 챔퍼(chamfer)각을 주어서 수나사 절삭초기에 공작물에 다이스가 원활하게 안내될 수 있도록 함
  • 표준 다이스: 챔퍼각 부분에 2~3개의 불완전 나사산이 있음

11. 다이스 작업 순서

공작물 고정

  • V형 물림쇠를 사용하여 공작물을 단단히 고정

다이스 조정

  • 드라이버를 사용하여 다이스 조정 나사를 조절

직각 확인

  • 다이스가 공작물과 직각이 되게 함

나사 절삭

  • 다이스 핸들을 잡은 두 손에 균일한 압력을 주고 천천히 돌림

다이스 분리

  • 다이스 작업이 끝나면 다이스를 역회전시켜 빼냄

12. 나사절삭 - 암나사 내기

암나사 내기

  • 탭을 사용하여 암나사를 내기 위해 먼저 드릴을 사용하여 나사의 안지름에 해당하는 치수로 구멍을 뚫어 줌
  • 탭 핸들에 탭을 끼우고 드릴로 뚫은 구멍에 탭을 회전시키면서 암나사를 절삭
  • 탭을 한 방향으로 계속 돌리면 칩 배출이 어려워져서 탭이 부러질 수 있으므로, 일정량만큼 돌리기를 해서 칩을 배출시키면서 가공
  • 드릴링 머신이나 선반 등의 공작 기계에서 기계 탭을 사용해서 암나사를 가공할 수 있음

13. 나사절삭 - 수나사 내기

수나사 내기

  • 다이스를 사용하여 수나사를 내기 위해 먼저 선반을 사용하여 나사의 바깥지름에 해당하는 치수로 축을 가공
  • 다이스 핸들에 다이스를 끼우고 축에 다이스를 회전시키면서 수나사 내기
  • 태핑할 때와 마찬가지로 다이스를 한 방향으로 계속 돌리면 칩 배출이 어려워지고 축이 휘어질 수 있으므로, 일정량만큼 되돌리기를 해서 칩을 배출시키면서 수나사를 가공
  • 선반 등의 공작 기계에서 다이스를 사용해서 수나사를 가공할 수 있음

14. 보링 머신의 정의

보링 머신의 정의

  • 주축에 고정한 보링 바이트를 회전시키고 공작물에 이송과 절삭깊이를 주어서 구멍을 넓히거나 정밀도를 높이기 위해 절삭 가공하는 공작 기계
  • 드릴로 뚫은 구멍이나 주조에 의한 구멍을 확대하거나 정밀도를 높게 하기 위한 가공을 포함
  • 면 절삭, 엔드밀 절삭, 바깥지름 절삭, 암나사와 수나사 가공을 비롯한 다양한 작업 가능

15. 보링 머신 가공의 종류

보링 머신 작업 종류

  • 구멍의 확대 및 정밀 가공
  • 면 절삭 작업
  • 엔드밀을 이용한 절삭 작업
  • 바깥지름 절삭 작업
  • 암나사 및 수나사 가공
  • 기타 정밀 절삭 작업

16. 구멍가공 실습 - 드릴 작업

필요 공구

  • 드릴 바이스, 바이스, 카운터 보어, 카운터 싱크, 드릴, 핸드 리머
[도면 및 입체도 그림 자리]

17. 드릴 작업 실습 순서 (1)

센터펀치 작업하기

  • φ9 리머 자리에 금긋기를 하고, φ6.5 카운터 싱크 자리에 금긋기
  • 금긋기 선의 교차점에 펀치 작업

드릴 작업하기

  • φ9 리머 자리는 φ8.8 드릴로 구멍을 뚫음
  • 카운터 싱크 자리는 φ6.5 드릴로 구멍을 뚫음

핸드 리머 작업하기

  • φ9 리머 작업을 하여 관통할 때까지 절삭
[그림 4.47] 센터펀치 작업

17. 드릴 작업 실습 순서 (2)

카운터 보어 작업하기

  • 드릴 척에 M8용 카운터 보어를 장착하고, 공작물을 바이스에 고정
  • φ9 구멍 윗면에 카운터 보어를 접촉하고 드릴링 머신의 세로 이송 눈금을 0에 맞추고, 7.4mm만큼 절삭

카운터 싱크 작업하기

  • 드릴 척에 M6용 카운터 싱크를 장착
  • φ6.5 구멍 윗면에 카운터 싱크를 접촉하고, 드릴링 머신으로 4.5mm 만큼 절삭

18. 구멍가공 실습 - 나사내기 작업

필요 공구

  • 리머 핸들, 드릴 바이스, 바이스, 드릴링 머신
  • 탭, 다이스, 카운터 싱크, 핸드리머
  • 탭 핸들, 다이스 핸들
[도면 및 입체도 그림 자리]

19. 나사내기 작업 순서 (1)

드릴 작업

  • φ10 리머 자리: φ9.8 드릴로 구멍 뚫기
  • 밑면: φ5.5 드릴로 구멍 뚫기

리머 작업

  • φ10 리머 작업 수행

카운터 싱크 작업

  • 드릴 척에 M6용 카운터 싱크 장착
  • 카운터 싱크로 2-φ5.5 드릴 구멍의 모서리에 모따기 작업

19. 나사내기 작업 순서 (2)

탭 작업하기

  • 1번 탭을 구멍에 수직으로 세우고, 2~3회 회전시켜 자리 잡기
  • 직각자를 이용하여 직각도 검사
  • 탭의 직각을 확인한 후 핸들을 길게 잡고, 시계 방향으로 회전하면서 가끔 역회전시켜 칩 배출
  • 절삭이 끝나면 천천히 탭을 빼내고, 같은 방법으로 2번, 3번 탭으로 절삭

19. 나사내기 작업 순서 (3)

다이스 작업하기

  • 부품의 가공을 위하여 φ6 환봉을 V형 물림쇠를 사용하여 바이스에 고정
  • 드라이버를 사용하여 M6 다이스의 조정 나사 조정
  • 다이스를 다이스 핸들에 고정한 후 균일한 압력으로 나사내기 작업 수행
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