기계공작법Chapter 07 절삭 가공 › Section 01

7.1-1 절삭 가공의 개요·공작 기계·절삭 기구와 칩

절삭 가공(cutting)은 경도가 높은 바이트·커터·드릴·리머로 소재를 깎아 칩을 배출하는 기계 가공. 주조·압연·압출로 만든 소재를 필요한 형상과 치수로 다듬는 과정의 중심이며, 대상 소재는 공작물 또는 피삭재로 부름.

교재 수록 위치

교재: 『기술·기계 임용 기출로 배우는 기계공작법』 · 이은상 · 부크크 · 342쪽
단원: Chapter 07 절삭 가공 › Section 01 절삭 이론
쪽수: 136p ~ 141p6쪽
세부 내용: 01 절삭 가공과 공구의 분류136p · 02 공작 기계의 분류 기준137p · 03 전단각과 공구의 세 각137p · 04 칩의 네 가지 형태138p · 05 칩 브레이커의 역할139p · 06 구성인선의 생성과 억제140p
학습 목표: 단인·다인 공구, 칩의 형태, 구성인선의 억제 조건 구분

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01절삭 가공과 공구의 분류교재 136p

절삭 가공(cutting)은 경도가 높은 바이트·커터·드릴·리머로 소재를 깎아 칩을 배출하는 기계 가공. 주조·압연·압출로 만든 소재를 필요한 형상과 치수로 다듬는 과정의 중심이며, 대상 소재는 공작물 또는 피삭재로 부름.
넓은 뜻에는 숫돌과 입자에 의한 가공도 포함. 이 장에서는 절삭 공구로 비교적 큰 칩을 내는 좁은 뜻의 절삭을 다룸.
단인 공구는 선삭·평삭·보링, 다인 공구는 밀링·드릴링·브로칭에 사용. 보링은 기존 구멍을 넓히거나 다듬는 가공으로, 보링 바이트의 날이 하나이므로 단인 공구에 속함.

범용은 절삭 속도와 이송 속도의 조절 폭이 넓어 여러 가공에 사용. 만능은 범용에 부속 장치를 더해 고유 용도 밖의 가공까지 수행하는 다기능 기계.
단능은 가공 종류가 한두 가지로 제한된 기계. 전용은 같은 제품의 대량 생산에 맞춰 구조와 조작을 간소화하고 치공구를 함께 쓰는 기계.
가공 방식에서는 절삭·연삭·특수 가공으로 구분. 절삭과 연삭은 공구와 칩 크기에 차이가 있고, 방전·전해·레이저 등의 특수 가공은 재료 제거 원리 자체에 차이가 있음.
입자 가공에는 숫돌을 쓰는 연삭·호닝·슈퍼 피니싱과 분말 입자를 쓰는 래핑·액체 호닝·초음파 가공이 포함. 공구 날수에 따른 단인·다인 분류와 입자 사용 여부는 구분 기준이 서로 다름. 브로칭은 크기가 차례로 커지는 여러 날을 한 번 통과시키는 가공으로 키 홈과 구멍 내부 형상에 사용.

절삭은 공구가 재료를 밀어 전단 변형을 일으키고, 변형층이 칩으로 되어 경사면을 따라 흘러 나가는 과정. 전단각 φ가 커지면 전단면이 짧아져 변형에 필요한 일과 절삭 저항이 감소.
경사각 α는 경사면과 절삭면의 수직선 사이 각, 여유각 γ는 여유면과 가공면 사이 각, 공구각 β는 날의 쐐기 각. 세 각의 관계는 α + β + γ = 90°.
경사각을 키우면 절삭은 쉬워지지만 공구각이 작아져 날끝이 약해짐. 여유각을 키우면 가공면과의 마찰이 감소하지만 날끝 강도도 약해짐.

유동형은 연성 재료의 고속 절삭, 큰 경사각, 작은 절삭 깊이에서 발생. 연속적으로 흐르므로 가공면이 깨끗하고 절삭력 변동이 적음.
전단형은 연성 재료의 저속 절삭, 작은 경사각, 큰 절삭 깊이에서 발생. 전단면을 따라 미끄러진 마디가 생기며 유동형에 비해 가공면이 거침.
열단형은 점성이 큰 재료와 작은 경사각에서 재료가 뜯겨 나가는 형태. 균열형은 취성이 큰 주철 등을 저속 절삭할 때 조각으로 떨어지는 형태로, 진동과 날끝 손상에 유의.

이상적인 유동형 칩도 길게 이어지면 공작물에 휘말려 가공면에 흠집을 내거나 작업자를 다치게 할 수 있음. 칩 형성의 안정성과 긴 칩의 처리는 별도로 구분.
칩 브레이커는 경사면에 홈이나 턱을 두어 칩을 짧게 끊는 장치. 연질 재료를 고속 절삭할 때 사용하며, 홈을 깎는 홈형과 턱을 덧대어 조이는 클램프형으로 구분.

구성인선은 연한 재료의 칩 일부가 고온·고압에서 날끝에 압착·응착되고 가공 경화된 단단한 물질. 발생·성장·최대·분열을 짧은 주기로 반복.
떨어진 일부가 가공면에 박혀 거칠기를 나쁘게 하고, 진동·공구 마멸·동력 손실을 증가시킴. 성장 중에는 날끝을 덮어 보호하는 면도 있어 거친 절삭에서 일부 이점이 있음.
억제 방법은 작은 절삭 깊이, 큰 경사각, 예리한 날끝, 충분한 윤활, 마찰 계수가 작은 공구 재료. 절삭 속도는 공작물과 공구에 알맞은 범위에서 높임.

구성인선이 억제되는 절삭 속도는 재료·공구·절삭 조건에 따라 달라짐. 속도 숫자 하나를 모든 재료에 공통으로 적용하는 방식은 피하고, 발생 조건과 억제 방향을 함께 구분.

강의 자료7.1-1 절삭 가공의 개요·공작 기계·절삭 기구와 칩 1 / 14

1. 7.1-1 절삭 가공의 개요,공작 기계,절삭 기구와 칩 (표지)

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이 글은 『기술·기계 임용 기출로 배우는 기계공작법』 136p~141p의 내용을 강의 영상에 맞춰 핵심만 간추린 요약입니다. 도해와 임용시험 기출문제 풀이는 교재에서 다루고 있습니다.