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생산가공기술Q&A
 
Q
 공장에서 실시하는 절삭은 구조용강, 저합금강, 스테인리스강, 알루미늄, 황동 등 일반 적인 재료가 그 대상이나 들어본 적이 없는 재료를 가공하게 되었습니다. 발주처에서 가공 조건을 대강 지시한 바가 있어 아무튼 가공할 수는 있었습니다만 잘 모르는 재료를 가공하려면 어떻게 하는 것이 좋을까요?
 
월간 기계기술기자 | 2003.11.01 | 2003년 11월호
 
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A
 매우 어려운 과제이다. 어떤 공장에서든 알고 있는 재료, 가공 경험이 있는 재료 라면 재료의 성질, 가공 조건 등 대충은 짐작을 하게 된다. 그런 점들이 있다면 어떻게 대처해야 할지 실마리가 잡히지 않는다. 조건의 지시가 없더라도 어떤 재료인지 최소한 명칭만이라도 알 필요가 있다. 새로 개발한 재료이면 성분으로 성질을 추정할 필요가 있다.
  재료 선반에서 재료를 꺼내지만 내용물을 잘 모르는 일이 있다. 철강계라든가 황동계 같은 것을 알고 있어 강도면에서 문제가 없는 사례이고 중요한 곳이 아니라면 이용하는 일도 있지만 일반적으로 불용(不用) 재료는 사용해선 안된다. 절단면의 색, 녹의 색, 흑피의 색으로 철강 재료라고 충분히 인식할 수 있다면 그라인더에 재료를 대고 튀는 불꽃의 형상으로써 판별하는 것도 어느 정도는 가능하다.
  S45C 등에서 알고 있는 재료와 불꽃이 튀는 법을 비교한다. 탄소 성분이 많을수록 불꽃이 많아 향 불꽃처럼 갈라져 사방으로 튄다. 크롬, 니켈 등 합금 성분이 많으면 불꽃이 튀는 형태가 바뀐다. 생재(生材)에서는 튀는 불꽃의 색이 오렌지색으로 되나 담금질재 등 단단한 재료에서는 불꽃이 적색을 띤 색깔로 된다.
Q
 공장에서 실시하는 절삭은 구조용강, 저합금강, 스테인리스강, 알루미늄, 황동 등 일반 적인 재료가 그 대상이나 들어본 적이 없는 재료를 가공하게 되었습니다. 발주처에서 가공 조건을 대강 지시한 바가 있어 아무튼 가공할 수는 있었습니다만 잘 모르는 재료를 가공하려면 어떻게 하는 것이 좋을까요?
A
 매우 어려운 과제이다. 어떤 공장에서든 알고 있는 재료, 가공 경험이 있는 재료 라면 재료의 성질, 가공 조건 등 대충은 짐작을 하게 된다. 그런 점들이 있다면 어떻게 대처해야 할지 실마리가 잡히지 않는다. 조건의 지시가 없더라도 어떤 재료인지 최소한 명칭만이라도 알 필요가 있다. 새로 개발한 재료이면 성분으로 성질을 추정할 필요가 있다.
  재료 선반에서 재료를 꺼내지만 내용물을 잘 모르는 일이 있다. 철강계라든가 황동계 같은 것을 알고 있어 강도면에서 문제가 없는 사례이고 중요한 곳이 아니라면 이용하는 일도 있지만 일반적으로 불용(不用) 재료는 사용해선 안된다. 절단면의 색, 녹의 색, 흑피의 색으로 철강 재료라고 충분히 인식할 수 있다면 그라인더에 재료를 대고 튀는 불꽃의 형상으로써 판별하는 것도 어느 정도는 가능하다.
  S45C 등에서 알고 있는 재료와 불꽃이 튀는 법을 비교한다. 탄소 성분이 많을수록 불꽃이 많아 향 불꽃처럼 갈라져 사방으로 튄다. 크롬, 니켈 등 합금 성분이 많으면 불꽃이 튀는 형태가 바뀐다. 생재(生材)에서는 튀는 불꽃의 색이 오렌지색으로 되나 담금질재 등 단단한 재료에서는 불꽃이 적색을 띤 색깔로 된다.
  재료를 절삭할 수 있을 지의 여부는 경도를 조사한다. 45HRC 정도가 분기점이다.
  설비나 상태에 따라 60에서도 가공할 수 있으나 일반적으로는 이정도라고 생각하는 편이 좋다. 하지만 현장에서 경도를 측정하기가 귀찮기 때문에 줄(File)로 조사한다. 생재이면 이가 걸린다. 담금질 재이면 미끄러져 이가 서지 않는다. 합금강은 불꽃으로 그 종류를 추측할 수 있는데 이것들을 사용 하는 것은 목적이 있어서이고 소성(素性)이 바른 재료를 사용해야 한다.
  새로운 재료에 있어서의 포인트는 역시 경도이다. 단단한 재료에 서는 절삭날이 재료에 지게 된다.
  고속도강의 절삭날은 65HRC 정도에서 경도의 차가 충분해야 한다.
  초경은 HRC로 환산하면 70~80이고 내열(耐熱)성도 있으나 한계가 있다. 경취(硬脆) 재료 에는 cBN를 사용하는 것이 적절하다. 다이아몬 드도 유효하나 카본을 흡수하므로 철강 재료에는 사용할 수 없다. 시험 절삭에서는 여분의 절삭 여유를 깎지만 조건을 설정하기가 망설여진다.
  경취 재료에서는 초경 등을 사용하는데 속도 50~80m/min, 절삭 깊이 0.3mm, 이송0.05mm/rev에서 시작하고 상황에 따라 올려간다. 올리는 조건이 가능하다고 판단되면 그 이상의 조건도 괜찮을 것이다. 그 때에는 칩을 내는 방식, 색, 소리에 주목한다. 칩이 원활하게 나오는 흐름형이라면 조건을 더 올리는 것을, 그리고 날끝에서 불꽃을 내는 것 같으면 내리는 것도 생각해야 한다.
  어려운 것은 오히려 부드러운 재료이다. 경사각을 크게 해서 절삭성을 확보하는 것이 포인트이다. 그러므로 초경보다 고속도강을 사용 하는 경우가 많아진다. 능률면에서는 초경이 우수하기 때문에 어떻게 구분해서 사용하는가가 포인트이다.
  너무 부드러운 재료에서는 절입이나 이송이 크면 절삭저항으로 인해 재료 전체가 변형되는 일이 있다. 속도가 너무 느리면 절삭성이 나빠져 거스러미가 일어난 칩이 된다. <그림 1>은 단순한 2차원 절삭이나 칩을 내는 방식에 주목 한다. 적당한 절입과 이송으로써 저항의 크기를 제한하고 칩이 흐름형으로 되는 절삭날부 형상과 절삭속도를 선정한다.

 
TAG :  구조용강  스테인리스강  알류미늄  저합금강  절삭  황동
 
 
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