접시꽃

제1절 나사, 볼트 및 너트

1. 나사의 개요

*사용목적 - 나선(산 모양)의 단면은 삼각, 사각, 둥근

*나사의 용도

체결(결합)용 - 구조의 정밀성 및 강도

거리 조정(계측)용 - 구조의 정밀도

전동(운동)용 - 강도

(1)나사와 나사곡선

산

골(root) = 나사 홈

수나사 - 볼트(Bolt)

암나사 - 너트(Nut)

오른나사(Right-hand screw) - 많이 사용

왼나사(Left-hand screw) - 특별사용

나사 곡선(helix)

유효 지름 = 피치지름

호칭 지름(nominal diameter)

(2)리드와 피치

*리드(Lead) - 한 바퀴 회전시킬 때 축 방향으로 이동한 거리

*피치(Pitch) - 서로 인접한 나사산과 나사산 사이의 거리

가. 한줄 나사 - 많이 사용

나. 다줄(다중) 나사

장점 : 빨리 풀거나 빨리 죌 때

단점 : 풀리기 쉽다

다. 리드()와 피치() 사이의 관계

= x p (n 줄 수)

2. 나사의 규격화

호환성이 요구

3. 나사의 종류와 용도

(1)체결(결합)용 나사

가. 미터나사(기호 M)

호칭치수 - 볼트의 바깥지름과 피치를 mm

나사산의 각도 - 60〬

산 - 평탄, 골 - 둥글다

➀ 보통나사 - M10

➁ 가는 나사 - M10 x 1

강도를 필요

살이 얇은 윈통부

수밀, 기밀

이완 방지용

항공기, 자동차, 공작기계

나. 유니 파이 나사 = ABC나사 (기호 U)

호칭치수 - 볼트의 바깥지름을 인치로 나타낸 값과 1인치 사이의 나사 산수

나사산의 각도 - 60〬

산 - 평탄, 골 - 둥글다

➀ 유니 파이 보통나사 - 1/4-20 UNC

➁ 유니 파이 가는 나사 - 1/4-28 UNF

항공기용 작은 나사

다. 휘트워드 나사 (기호 W)

영국 규격 나사

한국 - 1972년 폐지

호칭치수 - 볼트의 바깥지름을 인치로 나타낸 값과 1인치 사이의 나사 산수

나사 구멍의 드릴지름 경험식

나사산의 각도 - 55〬

*미터나사 　D = M - p

*유니파이 나사, 휘트워드 나사　　D = (M - 1/N) x 25.4

마. 관용 나사(pipe thread)

파이프를 연결

누설을 방지하고, 기밀유지

나사산의 각도 - 55〬

산 - 둥글다, 골 - 둥글다

➀ 관용 테이퍼나사 - 더욱 기밀유지 - 테이퍼 1/16

테이퍼 수나사(R - ISO규격)

테이퍼 암나사(Rc - ISO규격)

평행 암나사(Rp - ISO규격)

➁ 관용 평행나사(G - ISO규격)

(2)운동용 나사

가. 사각나사

축 방향에 큰 하중을 받아 운동을 전달

하중의 방향이 일정 하지 않고 교번 하중을 받을 때

가공이 어렵다

높은 정밀도의 나사로는 적합하지 않다.

마. 볼나사

➀ 장점

높은 효율 (약90%)

백 래시(back lash)가 0에 가깝다

정밀도 오래 유지

먼지에 의한 마모가 적다

윤활에 무신경

➁ 단점

고가

작은 피치 불가능

자동 체결곤란

작은 너트 불가능

고속회전 시 소음발생

➂ 실용 범례

수치제어 공작기계의 이송나사

공작 기계의 이송나사

4. 나사의 효율 및 강도

(1)나사의 마찰과 자립상태

*자립조건(자동결합) - 외력의 작용 없이 스스로 풀어지지 않는 조건

가. 사각나사 경우

( 마찰각, 리드각)

나. 삼각나사 경우

(2) 나사의 비틀림 모멘트

(3)나사의 효율

자립 상태의 효율 50% 미만

(4)나사의 강도

가. 축 방향에 정하중 받는 경우

= ( 바깥지름, 허용응력, 하중)

나. 축 방향에 하중을 받고 동시에 비틀림 받는 경우

= ( 바깥지름, 허용응력, 하중)

다. 축에 직각으로 전단 하중을 받는 경우

= ( 바깥지름, 전단응력, 하중)

라. 축 방향에 충격 하중을 받는 경우

5.볼트와 너트

재질 - 연강

황동, 청동, 스테인리스강 - 부식

가공 정도 - 상, 중, 흑피

나사 정밀도

미터나사 - 1급 2급 3급

유니파이 나사 - 3A급 2A급 1A급(볼트)

- 3B급 2B급 1B급(너트)

(1)육각 볼트 및 육각 너트

가. 관통볼트

나. 탭 볼트 - 너트사용 안함

다. 스터드(stud) 볼트

(2)특수 볼트 및 특수너트

가. 기초볼트 - 콘크리트 바닥에 설치

시멘트, 콘크리트, 납, 황, 모르타르

나. 스테이(stay) 볼트 = 간격유지볼트 - 일정한 간격으로 유지

다. T홈 볼트

라. 아이 볼트 -

무거운 기계와 전동기 등을 들어 올릴 때(로프, 체인, 훅 등을 거는데 사용)

마. 둥근 머리 사각 목 볼트 - 목재구조물

바 리머(reamer) 볼트 - 미끄럼 방지

사. 충격 볼트 - 충격적인 인장력 작용

단면적 작게 하여 늘어나기 쉽게

아. 나비볼트(wing bolt) - 손으로

(2-1) 특수너트

가. 사각너트 - 주로 목재사용

나. 원형너트 = 둥근 너트

자리가 좁아 육각 너트 못쓸 때, 너트높이를 작게 할 떄

다. 플랜지 너트 = 와셔붙이 너트

볼트 구멍이 클 때

접촉면을 거칠게 다듬질 했을 떄

큰 면압을 피하려고 할 때

라. 홈 붙이 너트

분할 핀을 끼워 너트의 풀림 방지

홈의 수 - 6개 또는 10개

마. 캡 너트 - 유체유출 방지

바. 아이 너트

사. 나비너트 - 손으로

아. T 너트

자. 슬리브(sleeve) 너트 - 볼트 중심선의 편심을 방지

차. 플레이트 너트 - 너트를 깎을 수 없는 얇은 판

카. 턴버클(turn buckle) - 양끝에 오른나사 및 왼나사로 되어 있어서

막대와 로프 등을 죄는데

(3) 작은 나사(machine screw) - 지름 8mm 이하

(4) 멈춤 나사(set screw) - 키의 대용

(5)나사못(wood screw)과 태핑나사(tapping screw)

가. 나사못 - 목재

나사의 끝 - 드릴(drill)과 탭(tap)의 역할

나. 태핑나사 - 얇은 판이나 무른 재료에 암나사를 내면서 체결

(7) 와셔(washer) - 볼트에 끼워 사용

볼트의 구멍이 너무 클 때

표면이 거칠 때

접촉면이 기울어져 있을 때

압축에 약할 때(목재, 고무 등)

3 ( 둥근 와셔의 지름, 볼트의 지름)

( 둥근 와셔의 두께)

* 기계용 - 평 와셔

* 너트 풀림 방지용 - 스프링 와셔, 이 붙이 와셔, 혀 붙이 와셔

(8) 나사(너트)의 풀림 방지법

가. 와셔를 사용하는 방법

나. 로크너트에 의한 방법

다. 자동 죔 너트에 의한 방법

라. 핀, 작은 나사, 멈춤 나사 등에 의한 방법

마. 철사에 의한 방법

제2절 키, 핀, 코터

1. 키(Key)

(1) 개요

축에 기어, 풀리, 플라이 휠, 커플링 등의 회전체를 고정 시키고, 축과 회전체를

일체로 하여 회전을 전달시키는 기계요소

축의 재료보다 약간 강한 재료

(2) 키의 종류

가. 성크 키(sunk key)

가장 널리 사용

기울기 1/100

평행키(set key), 때려 박는 키(driving key)

나. 반달 키(woodruff key) = 우드러프 키

키와 키 홈 가공이 쉽고

키가 자동적으로 축과 보스 사이에 자리를 잡음

작은 축(60 mm이하)사용

특히 테이퍼 축에 사용

다. 접선 키

1/100의 기울기를 가진 2개의키를 한 쌍

역전 - 120〬로 되는 위치에 2조 설치

*케네디 키

한 방향 - 90〬로 되는 위치에 1조 설치

라. 원뿔 키 - 마찰력으로

바퀴가 편심 되지 않고 축의 어느 위치에서나 설치

마. 미끄럼 키 = 안내 키 = 페더 키

축 방향으로만 이동

바. 스플라인 키

축의 원주에 4-20개의 키

축(스플라인 축)과 보스(스플라인)가 미끄럼 운동

*중심 맞추기

➀ 바깥지름 중심 맞추기

➁ 안지름 중심 맞추기

➂ 플랭크 중심 맞추기

각형 스플라인, 인벌류트 스플라인

사. 세레이션(serration) - 축에 삼각형 형상의 키가 한 몸체

삼각 치 세레이션, 인벌류트 세레이션

아. 소 회전력의 키

1) 새들 키(saddle key) = 안장 키 - 마찰력으로 아주 작은 힘

축 - 홈을 파지 않고

보스 - 키 홈

2) 평키 - 작은 힘

축 - 키의 나비만큼 평평하게 깎은 키

보스 - 키 홈

3) 둥근 키(round key) = 핀 키 - 핸들과 같이 토크가 작은 것의 고정

= ( 핀의 지름, 축의 지름)

2. 핀(Pin) - 키 대체용

2개 이상의 부품을 결합시키는데 사용

나사 및 너트의 이완방지

분해, 조립할 부품의 위치를 결정

(1) 핀의 종류

가. 평행 키(dowel pin) - 2개의 위치를 일정하게 할 때

나. 테이퍼 핀(taper pin) - 1/50 테이퍼

다. 분할 핀(split pin) - 너트의 풀림방지 및 핀이 빠져나오지 않게

라. 스프링 핀(spring pin) - 구멍의 크기가 일정하지 않더라도 해머로 때려 박음

(2) 너클 핀(knuckle pin) 이음

상대적으로 각운동

3. 코터(Cotter) - 축방향의 인장력, 압축력을 전달

반영구적 - 1/20-1/40

자주 분리 - 1/10-1/15 - 핀 사용

1/5-1/10 - 너트 사용

* 위의 기울기는 책마다 약간 다르므로 참고

*코터의 자립조건 ( 구배, 마찰각)

양쪽구배

한쪽구배

제3절 리벳(Rivet)

1. 리벳이음의 개요

(1)개요 - 영구적 접합

(2)리벳 이음의 특징

➀ 잔류 변형이 생기지 않음

➁ 현장 조립이 용이

➂ 경합금은 신뢰성

2. 리벳의 종류

(1) 제조방법에 의한 분류

➀ 냉간성형 리벳 - 1-13mm

➁ 열간성형 리벳 - 10-44mm

(2) 사용목적에 의한 분류

➀ 보일러용 리벳 - 강도 +기밀, 보일러 고압탱크

➁ 저압용 리벳 - 수밀, 저압 탱크

➂ 구조용 리벳 - 강도, 차량, 철교, 구조물

(3) 리벳의 모양에 의한 분류

둥근 머리 리벳

접시머리 리벳 - 전체길이

납작 머리 리벳

둥근 접시 머리 리벳

얇은 납작 머리 리벳

남비 (냄비)머리 리벳

3.리벳 이음

(1) 겹치기 이음 - 편심하중

(2) 맞대기 이음

(3) 평행형 리벳이음과 지그 재그형 리벳이음

(5) 리베팅

리벳구멍 20mm까지 - 펀칭

리벳의 직경보다 1-1.5mm크게 뚫음

제2의 머리 - 수력 - 리벳직경 25mm 까지

기계력 - 리벳직경 25mm이상

(6) 코킹(caulking)

코킹 - 기밀

풀러링(fullering) - 기밀을 더욱 완전

코킹, 풀러링 작업 방법

강판 두께 5mm이상

강판두께 5mm이하 - 패킹 끼워 리베팅(베, 종이, 석면)

4. 리벳이음의 강도 및 효율

(1) 리벳이음의 전단강도

(2) 리벳이음의 강도 계산

(3) 리벳의 효율

가. 판의 효율()

= = ( p 리벳의 피치, d 리벳의 지름)

나. 리벳의 효율

(4)보일러용 리벳이음

가. 강판의 두께(t)

나. 리벳의 지름(d)

*바하(bach)의 식

➀겹치기 리벳이음

d = - 4(mm)

➁양쪽 덮개 판 리벳이음

1렬 d = - 5(mm)

2렬 d = - 6(mm)

3렬 d = - 7(mm

출처 : Tong - sksgidgk

콘스탄탄 (금속학)[constantan]

온도에 따른 변화가 거의 없는 높은 전기저항을 지닌 구리와 니켈의 합금.→ 백동

출처:한국자동차소비자협회

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http://cafe.daum.net/dieseldoctor

시작되는 부분이든 말단이든 불완전나사는 나사산과 골의 높이 깊이가 다릅니다.

cybercad.com.ne.kr/data/machinedraw.ppt

====선반====

공작기계 중에서 가장 역사가 오래되며, 많이 사용되고 있는 대표적인 것이다. H.모즐리가 근대적인 미끄럼공구대가 붙은 선반을 1877년 완성한 후, 바이트를 사용하는 작업을 사람의 손으로부터 기계로 할 수 있게 되었다. 또한, 기계동력으로 선반을 운전하면서, 변환기어 등을 사용하여 나사 깎는 작업은 물론 각종 기계부품을 정밀하게 가공할 수 있게 되었다.

선반의 주요 구성요소는 베드·주축대·심압대·왕복대·공구대 및 이송장치로 되어 있다. 주축대와 심압대 사이에 가공물을 고정시키고, 회전운동을 주축대로부터 받도록 설계되어 있다. 그러나 수직선반이나 터릿선반처럼 심압대 없이 주축대만으로 가공품을 유지하는 것도 있다.

절삭공구는 왕복대에 장치되어 있는 공구대에 유지하고, 공구대를 전후좌우로 움직여서 적당한 절삭길이를 주어 칩의 발생과 함께 가공물을 절삭해간다. 공구대는 베드의 전면에 있는 이송봉(移送棒)과 리드스크루를 따라 움직이게 된다. 이송봉이나 리드스크루의 회전을 위하여 주축의 회전운동을 이용한 기어장치가 널리 쓰이고, 이송속도 변환장치 역시 그 속도를 적당히 변화를 줄 수 있도록 되어 있다. 그리고 나사를 절삭할 때는 주축의 회전과 이송기구를 이용하게 된다. 베드는 주축대·심압대·공구대 등 선반의 본체를 구성하는 주요부분을 싣고 있으므로 견고한 구조로 되어 있다. 베드의 상부는 왕복대가 좌우로 미끄러져서 그것을 안내하는 부분이므로, 정밀한 다듬질을 통하여 높은 정밀도를 유지하게 되어 있다.

선반의 크기는 베드 위의 스윙, 왕복대 위의 스윙, 두 센터 사이의 최대거리로 나타낸다. 또한 베드의 길이로도 나타낼 수 있다. 여기서 말하는 베드 위의 스윙은 주축에 장치할 수 있는 공작물의 최대지름을 말한다. 왕복대 위의 스윙은 왕복대에 접촉됨이 없이 주축에 장치할 수 있는 가공물의 최대지름을 뜻한다. 센터 사이의 최대거리는 심압대를 베드 위에서 주축으로부터 가장 멀리 떨어진 곳에 설치하였을 때, 주축과 심압대에 장치되어 있는 센터 사이의 거리를 말한다. 이 두 센터 사이에 지탱할 수 있는 가공물의 최대길이를 나타내기도 한다.

---------선반의 부속장치와 역할--------

=====척=====

공작기계의 하나인 선반의 주축(主軸) 끝에 장치하여 공작물을 유지하는 부속장치이다.

보통척·에어척·콜릿척(collet chuck) 등이 있다. 3개 또는 4개의 클로(claw)가 있으며, 그 하나하나를 핸들로 움직여 가공품을 잡게 되어 있다.

3개의 클로가 연동(連動)하여 동시에 움직이는 연동척은 가공품을 물리는 데 시간이 걸리지 않으므로, 다량생산 때 사용하면 능률적이다. 이 밖에 자석의 작용으로 설치하는 마그네트척도 있다.

====면판====

면판이란 공작물의 형상이 불규칙하여 chuck으로 지지할 수 없는 경우에 그림과 같이 주축의 나사부에 고정하여 공작물의 지지에 사용되는 부속이다.

====돌리개====

돌리개(dog)란 아래 그림과 같이 공작물을 양 center에 걸고 주축에 고정된 면판과 함께

작물을 회전시키는 부속품이다.

=====방진구====

방진구란 지름이 작고 긴 공작물의 가공에서 공구의 작용력에 의하여 공작물이 휘어지기 때문에 안정된 가공을 할 수 없을 때 공작물의 굽힘과 이로 인한 진동을 방지해주는 도구로서 bed 상의 일정 위치에서 고정하는 고정식 방진구(steady rest)와 왕복대에 고정되어 왕복대와 함께 이동하는 이동식 방진구(follower rest)가 있다.

====밀링====

프라이스반(盤)이라고도 한다. 적당한 밀링커터를 사용함으로써 평면절삭 ·홈절삭 ·절단 등 복잡한 절삭이 가능하며, 용도가 넓다.

밀링커터를 장치하여 회전운동을 하는 주축(主軸)과 가공물을 장치하여 이송하는 테이블이 있으며, 그 구조에 따라 니형(무릎형) ·베드형으로 분류한다. 또, 주축이 수평인 것을 수평형, 세로로 된 것을 직립형이라고 한다.

가장 많이 사용되고 있는 것은 니형으로, 주축은 컬럼의 상부에 수평으로 조립되고, 테이블과 새들을 얹은 니(무릎)가 상하로 활동(滑動)한다. 새들은 주축방향으로 움직이고, 새들 위의 테이블은 새들과 직각방향으로 움직이게 되어 있다. 구동용(驅動用) 전동기 ·전동장치 등은 컬럼 안에 조립되어 있다.

니가 없고 테이블은 베드 위를 왕복하기만 하는 것이 베드형이며, 이 중에서 강력한 절삭을 할 수 있고, 테이블이 미리 정해진 일정한 사이클로 운동하는 같은 제품의 대량생산에 적합한 것을 생산 밀링머신이라고 한다.

만능(萬能) 밀링머신은 수평 밀링머신의 테이블이 선회할 수 있는 형이다. 가공물을 임의의 각도로 분할절삭하거나 기어의 제작, 공구의 절삭 등에 사용된다.

직립 밀링머신은 주축머리가 세로 방향으로 장치되어 있어, 정면 밀링커터를 사용하여 평면절삭을 하는 데 편리할 뿐 아니라, 엔드밀 등의 커터로 홈의 절삭 ·측면절삭도 할 수 있다. 이 밖에 전용기(專用機)도 많으며, 공구 밀링머신 ·나사 밀링머신 등이 있다.

====드릴링머신====

보르반(네덜란드어 boor bank에서 유래한 말)이라고도 한다. 회전하는 주축에 드릴 등 절삭공구를 장치하고, 이것을 회전시킴과 동시에 상하운동을 시켜 공작물에 구멍을 뚫는다. 핸드드릴링머신 ·직립드릴링머신 ·레이디얼드릴링머신 ·탁상드릴링머신 ·평드릴링머신 ·다축(多軸)드릴링머신 등 종류가 많다. 이 기계로 할 수 있는 중요한 작업은 드릴로 구멍을 뚫는 드릴링, 드릴로 뚫은 구멍을 리머로 정밀하게 다듬질하는 리밍, 구멍을 넓히는 보링, 암나사를 기계탭으로 절삭하는 나사내기, 구멍에 볼트나 작은 나사를 넣을 경우 머리를 묻히게 하거나 바르게 자리면을 마련하기 위해 더 절삭해 내려가는 스폿페이싱(spot facing) ·카운터싱킹(counter sinking) ·카운터보링(counter boring) 등 많은 종류가 있다.

손쉽게 구멍을 뚫을 수 있는 수동이송 드릴링머신이 널리 사용되며, 테이블 위에 가공물을 놓고 주축 끝에 드릴을 장치하여 회전시키면서 레버로 상하운동을 시켜 구멍을 뚫는다. 기어식(式)과 풀리(pulley)식이 있으며, 소형 모터를 장치한 기어식이 많이 사용된다. 이것을 소형으로 한 것이 탁상 드릴링머신으로, 지름 12mm 이하 구멍뚫기에 사용되며, 회전수는 대단히 높다. 큰 구멍을 뚫는 데는 레이디얼 드릴링머신이 사용된다. 이것은 공작물을 움직이지 않고 절삭공구를 장치하는 스핀들을 이동하도록 한 것으로, 기둥에 따라 오르내리고 회전도 할 수 있도록 한 암(arm)이 있고, 스핀들 헤드는 이 암을 따라 수평이동할 수 있게 되어 있으므로, 주축을 공작물의 임의의 위치로 가져갈 수 있다. 스핀들을 암에 대하여 임의의 각도로 기울일 수 있도록 한 것도 있는데, 이것을 만능(萬能) 레이디얼 드릴링머신이라고 한다.

1대에 여러 개의 드릴을 장치할 수 있는 것이 다축 드릴링머신으로, 이것에는 종류가 다른 드릴로 드릴링 ·리밍 ·태핑 등 차례로 일련의 가공을 하는 것과, 같은 종류의 많은 드릴로 동시에 많은 구멍을 뚫는 것이 있다. 어느 것이나 모두 대량생산용의 드릴링머신으로 널리 사용된다.

====보링머신====

기계가공에 있어서 이미 뚫려 있는 구멍을, 둥글게 깎아 넓히는 작업을 주목적으로 하는 공작기계. 가공물을 테이블 또는 마룻바닥 위에 장치하고 보링용 공구를 회전시켜서 작업한다. 대형 또는 복잡한 모양의 물건에, 여러 종류의 구멍을 가공하는 데 편리하다. 대부분의 보링머신 작업을 하는 흔히 쓰는 기계는 수평 보링머신·지그 보링머신·정밀 보링머신 등이 있다.

대량생산에 사용되는 전용기계는 다축(多軸) 또는 특수한 구조로 되어 있으며, 가공물을 회전시키는 선반(旋盤) 형식의 보링머신도 있다.

====세이퍼====

왕복운동을 하는 절삭공구(커터)에 의해 주로 평면절삭을 하는 공작기계이다. 절삭공구는 왕복운동을 하는 램에 장치되고 공작물은 상하·좌우로 움직이는 새들에 장치된 테이블 위에 고정한다. 새들의 움직임에 따라 임의의 단면 모양인 평면을 절삭할 수가 있다.

램이 왕복운동을 할 때 절삭을 하는 것은 갈 때뿐이고 돌아올 때는 절삭을 하지 않는다. 따라서 능률을 올리기 위해 갈 때는 천천히 움직이지만 돌아올 때는 빨리 오게 하는 급속귀환 운동기구가 짜넣어져 있다. 최근에는 밀링머신의 발달로 셰이퍼의 사용이 감소되어, 공구의 제작이나 소량생산공장에서 사용되고 있는 데 불과하다.

====플레이너====

셰이퍼 등으로는 절삭할 수 없는 큰 것의 절삭에 사용되는 평면절삭용 공작기계이다. 평삭기(平削機)·평삭반이라고도 한다.

아래쪽에 기다랗고 큰 베드가 있고 그 습동 홈에 따라 가공물을 고정해 놓은 테이블이 왕복운동을 한다. 바이트는 크로스레일 위를 이동하는 공구대에 장치되어 가로(전후)로 이송되지만 기둥 아래에도 장치할 수 있어 가공물의 측면절삭도 할 수 있다.

베드의 전진·후퇴 양쪽 모두 가공을 할 수 있는 형도 있다. 크로스레일을 장치하는 기둥이 베드 양쪽에 있는 문형(門形:hoasing type)과 한쪽에만 있는 외팔보형(cantilever type)이 있다. 문형은 기둥의 크기에 따라 가공물의 크기가 제한되고, 외팔보형은 대체로 문형보다 절삭력이 작다.

테이블을 왕복운동시키는 구동방식은 테이블 아랫면에 장치된 래크에 맞물리는 기어축을 전동기로 정역회전(正逆回轉)시키는 것과 래크대신 피스톤을 장치하고 베드에 장치한 실린더 속으로 기름을 보내어 유압기구(油壓機構)로 구동하는 것 등이 있다.

(출처 : '공작기계(선반,세이퍼,밀링 머신)에 대한 용도와 설명' - 네이버 지식iN)

기어를 가공하는 기계는 주로 창성법에 의한 가공 기계를 말하며 사용하는 공구나 기어 절삭 방식에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.

- 호브(hob)를 사용한 것

호빙 머신(hobbing machine). 스퍼나 헬리컬 기어, 웜기어를 깎을 수 있다.

- 피니언 커터(pinion cutter)를 사용한 것

기어 세이퍼(gear shaper). 피니언과 형상이 동일한 커터를 사용하여 기어를 절삭하며, 스퍼나 헬리컬, 내접 기어뿐만 아니라 단이 있는 기어를 깎을 수 있다. 헤링본 기어도 세이퍼로 절삭한다.

- 랙 커터(rack cutter)를 사용한 것

마그(magg)사의 기어 커팅머신이나 선더랜드(Sunderland)사의 기어 플레너(gear planer). 랙으로는 내접 기어를 깎을 수 없으나 피니언 커터와 같은 효과를 가진다.

이제 기어 절삭 기계를 하나씩 살펴보도록 하겠다.

① 밀링 머신(milling machine)

웜 기어나 스퍼 기어, 헬리컬 기어를 밀링 머신으로 가공할 수 있다. 베벨 기어 이를 절삭할 수 있으나 정확한 베벨 치형을 얻기 어려워 황삭(roughing cut)에 이용하는 경우가 많다. 분할대(dividing head)가 부착된 일반적인 밀링 머신은 대부분 기어 이를 치절할 수 있다.

"기어절삭 기계(gear cutting machines)"라는 이름으로 몇몇 특별한 기어 밀링 머신이 시중에 판매되고 있다. 이러한 기계는 기어 이나 클러치만을 치절할 목적으로 제조된 것이다. 웜을 치절하기 위해서는 반드시 나사 밀링머신(thread-milling machine)을 사용해야만 한다.

밀링 머신은 엔드 밀(end mill) 이나 총형 커터(formed cutter) 등 여러 모양의 커터를 이용하여 기어를 절삭한다. 밀링 머신으로 절삭된 기어는 치면이 정밀하지 못하기 때문에 정밀한 기어를 얻기 위해서는 열처리 후, 기어 이를 연마할 필요가 있다.

② 호빙 머신(hobbing machine)

호빙 머신은 호브(hob)를 사용하여 기어를 절삭하는 기계이다. 만능 호빙 머신(universal hobbing machine)은 스퍼 기어와 헬리컬 기어 뿐 아니라 웜기어와 체인기어(chain gear)와 특수한 여러 모양의 기어를 가공할 수 있다. 이러한 편리성 때문에 호빙 머신은 기어를 절삭하는데 가장 널리 사용되고 있다.

많은 기어가 호빙으로 마무리되나 정밀을 요할 경우, 호빙으로 먼저 절삭하고 열처리 후 연마하여 마무리한다. 호빙 머신은 대량 기어를 생산할 때 가장 적합하다. 여러 가지 기어를 소량으로 생산할 경우에는 자동 호빙 머신(CNC hobbing machine)을 사용하면 훨씬 생산성이 높다.

위의 왼쪽 그림은 CNC 호빙 머신의 구동 체계를 나타낸 것이다. 또한 CNC 호빙 머신은 다음과 같이 여러 가지 특수한 호빙 사이클로 기어 절삭이 가능하다.



③ 세이퍼(shaper)

세이퍼는 피니언 커터를 사용하여 상하 직선운동과 회전 운동으로 기어를 절삭할 수 있는 기계이다. 피니언 커터로 가공물을 조금씩 절삭하여 기어를 창성한다. 기어 세이퍼로 깎을 수 있는 기어는 스퍼 기어와 헬리컬 기어, 랙과 내접 기어 등이 있으나 헬리컬 기어를 가공하기 위해서는 특수한 장치가 필요하다. 세이퍼는 생산 속도가 빠르기 때문에 자동차 공업에 필요한 기어를 생산하는데 많이 사용되고 있다.

세이퍼는 단차를 가진 내기어를 가공하는데 매우 유리하다. 또한 스플라인을 가공하는데도 이용된다.

④ 브로칭 머신(broaching machine)

브로칭(broaching)은 많은 절삭 날을 가진 브로치(broach)라고 부르는 공구를 가지고 필요한 형상을 가공하는 절삭 작업 방식이다. 브로칭 머신으로 다양한 작업을 할 수 있다. 예를 들면 키이 홈을 가진 중공축을 가공한다든지 홈이 많은 스플라인이나 내기어를 가공하거나 다각형을 가진 중공축 등 정밀한 치수를 요하는 부분의 가공도 할 수 있다.

브로칭 공구는 제작이 상당히 어렵고 고가이기 때문에 대량 생산에 적합하다. 그러나 브로칭 만으로도 높은 정밀도를 얻을 수 있기 때문에 생산비를 절감할 수 있으며 내기어나 스플라인을 가공하는데 널리 사용되고 있다. 브로칭만으로 기어 이를 황삭한 후 다듬질 가공을 거치지 않고도 매끈한 표면을 얻을 수 있기 때문이다.

출처:

http://gsgear.com/geargeneratorkind.htm

1. 연삭기의 개요

- 연삭은 단단하고 미세한 입자를 결합하여 제작한 연삭숫돌을 고속으로 회전시켜, 가공물의 원통이나, 평면을 극히 소량씩

가공하는 정밀 가공방법이며 연삭을 하는 기계를 연삭기라 한다.

연삭가공의 특징

- 경화된 강과 같이 단단한 재료는 가공할수 있다.

- 칩이 미세하여 정밀도가 높고 표면거칠기가 우수하다.

- 절삭열이 매우높다 (가공시 불꽃이 발생)

- 연삭열 에 의해 연삭결함 연삭균열및, 연삭 번 등이 있다.

- 절삭속도가 대단히 빠르다.

- 자생작용이 있다.

자생작용이란 ? 연삭숫돌은 연삭할 때 입자가 둔화되어 절삭저항이 증가하면 입자가 탈락되어

새로 예리한 입자가 생성되어별도의 절인 가공 없이 절삭을 계속할수 있는데 이러한 현상을 자생작용 이라 한다.

2. 센터리스 연삭기

장점

1) 센터가 필요하지 않아 센터구멍을 가공할 필요가 없고, 중공의 가공물을 연삭할때 편리하다.

2) 숙련을 요구 하지 않는다.

3) 연삭여유가 작아도 된다.

4) 가늘고 긴 가공물의 연삭에 적합하다.

5) 연삭숫돌의 폭이 크므로, 연삭숫돌 지름의 마멸이 적고, 수명이 길다.

단점

1) 긴 홈이 있는 가공물의 연삭은 불가능하다.

2) 대형이나 중량의 연삭은 불가능하다.

3) 연삭숫돌의 폭보다 넓은 가공물을 플랜지 컷 방식으로 연삭할수 없는 단점이 있다.

3. 연삭숫돌

- 연삭숫돌의 3요소 : (입자) (결합제) (기공)

- 연삭숫돌의 입자 : 연삭숫돌의 입자는 연삭날에 해당되므로 가공물보다 경도가 크고 인성이 있어야 한다.

---------선반의 부속장치와 역할--------

=====척=====

공작기계의 하나인 선반의 주축(主軸) 끝에 장치하여 공작물을 유지하는 부속장치이다.

보통척·에어척·콜릿척(collet chuck) 등이 있다. 3개 또는 4개의 클로(claw)가 있으며,

그 하나하나를 핸들로 움직여 가공품을 잡게 되어 있다.

3개의 클로가 연동(連動)하여 동시에 움직이는 연동척은 가공품을 물리는 데 시간이 걸리지 않으므로,

다량생산 때 사용하면 능률적이다. 이 밖에 자석의 작용으로 설치하는 마그네트척도 있다.

====면판====

면판이란 공작물의 형상이 불규칙하여 chuck으로 지지할 수 없는 경우에

그림과 같이 주축의 나사부에 고정하여 공작물의 지지에 사용되는 부속이다.

====돌리개====

돌리개(dog)란 아래 그림과 같이 공작물을 양 center에 걸고 주축에 고정된 면판과 함께

작물을 회전시키는 부속품이다.

=====방진구====

방진구란 지름이 작고 긴 공작물의 가공에서 공구의 작용력에 의하여 공작물이 휘어지기 때문에

안정된 가공을 할 수 없을 때 공작물의 굽힘과 이로 인한 진동을 방지해주는 도구로서 bed 상의 일정 위치에서

고정하는 고정식 방진구(steady rest)와 왕복대에 고정되어 왕복대와 함께 이동하는 이동식 방진구(follower rest)가 있다.

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

나사의 종류와 용도

나사에는 나사산의 모양에 따라 삼각나사, 사각나사, 사다리꼴나사 등이 있고,

기준 치수의 단위에 따라 미터나사, 인치나사로 구분된다.

아래 그림은 나사산의 모양에 따른 나사 종류를 나타낸다.

(1) 체결용 나사

기계 부품의 접합 또는 위치의 조정에 사용되는 나사로서 삼각나사가 주로 사용되며,

나사산의 단면이 정삼각형에 가까운 나사이다.

그 나사산의 모양에 따라 미터나사, 휘트워어드나사, 유니파이나사 등으로 나뉘고,

또 파이프용으로 사용되는 관용 나사도 있다. 다음 그림은 삼각나사의 종류이다.

① 미터나사(metric screw thread)

우리 나라를 비롯하여 미터법을 실시하고 있는 나라에서 사용되며, 기호 M으로 나타낸다.

호칭치수는 수나사의 바깥 지름과 피치를 mm으로 나타내고, 나사산의 각도는 60˚로써,

미터 보통나사와 미터 가는나사가 있다.

산마루는 평탄하게 깎고, 골의 밑 부분은 둥근틈을 주고 있다.

따라서 체결을 하였을 때에 산마루와 골 사이에 반월형의 틈이 생기고, 따라서 경사면이 잘 맞물린다.

또, 보통나사에는 피치가 하나이나, 가는 나사는 동일 치수에 대하여 피치가 여러종류로 정하여져서

태핑(tapping)두께에 따라서 적당한 것을 선택할 수 있도록 되어있다.

특히, 가는나사는 지름에 대한 피치의 비율이 보통나사보다 작은 것이지만 관용나사보다는

약간 크게한 미터나사로서 보통나사보다 강도를 필요로 하는 곳, 살이 얇은 원통부, 수밀, 기밀을 유지하는 곳이나,

항공기, 자동차,정밀기계,공작기계 등 진동이 매우 심한 부분의 이완방치용으로 사용된다.

② 유니파이 나사(unified screw thread)

1948년 미국, 영국, 캐나다의 3국 협정에 의하여 제정된 것으로서,

주로 미국에서 사용하고 있으나 실질적으로는 세계의 표준 나사라 볼 수 있으며 ABC나사라고도 부른다.

기호 U로 나타내고, 호칭 치수는 수나사의 바깥 지름을 인치로 나타낸 값과 1인치(25.4mm) 사이의 수로 나타낸다.

나사산의 각도가 60˚인 것은 미터나사와 같으나, 각 부분의 치수를 결정하는 방법이 미터나사에서는

P(피치)를 기준으로 해서 결정하는데 비하여 U나사에서는 1인치당 나사산의 수 n을 기준으로 하여 결정하는 것이 다르다.

유니파이 보통나사와 유니파이 가는나사가 있다. 유니파이 가는나사는 특히 항공기용 작은나사에 사용된다.

③ 휘트워드나사(whitworth screw thread)

영국의 나사 규격으로서, 우리 나라에서도 처음에는 채용하였으나 1972년 규격에서 폐지하였다.

W기호로 나타내며, 나사산의 각도가 55˚이고, 호칭 치수는 수나사의 바깥 지름을 인치로 나타낸 값과

1인치 사이의 나사산의 수로 나타낸다.

④ ISO나사(international oranizstion for standardization screw thread)

국제 표준화 기구에 의하여 제정된 나사로서, 나사산의 모양은 미터나사, 유니파이 나사와 같다.

ISO 미터나사와 ISO 인치나사의 두 계열이 있다.

⑤ 관용나사

파이프를 연결할 때에 연속된 두 파이프의 끝에 나사를 절삭하여 연결한다.

이때 파이프는 살의 두께가 얇으므로 위에 말한 여러 가지 기본 나사를 사용하면,

나사산이 너무 높아서 파이프의 강도를 감소시킨다.

이 점을 고려하여 제정된 것이 파이프나사이며, 누설을 방지하고 기밀을 유지하는데 사용된다.

여기에는 관용 테이퍼나사와 관용 평행나사의 두 종류가 있고, 기밀용에는 특히 테이퍼형이 좋다.

테이퍼 수나사는 테이퍼 암나사 또는 평행 암나사에 대하여, 평행 수나사를 사용하는 것을 원칙으로 하고 있다.

관용 나사의 기본산형은 평행나사에 대해서는 KS B 0221에 테이퍼나사에 대해서는

KS B 0222에 규격화되어 있으며, 테이퍼는 1/16로 정하고 있다.

(2) 운동용 나사

① 사각나사(square screw thread)

축 방향에 큰 하중을 받아 운동을 전달하는데 적합하며, 하중의 방향이 일정하지 않고

교번하중을 받을때 효과적인 나사이다. 그러나 가공이 어렵고 자동 조심작용이 없으므로

높은 정밀도의 나사로서는 적합하지 않다.

② 사다리꼴 나사(trapezoidal screw thread)

애크미나사(acme screw thread)라고도 하며, 나사산의 각도는 미터계에서는 30°, 인치계에서는 29°이다.

스러스트(thrust)를 전달시키는 운동용 나사로서 기구학적으로는 사각나사가 우수하나 제작이 곤란하므로,

가공하기 쉽고 맞물림 상태가 좋은 사다라꼴나사를 사용하는 경우가 많다. 또 마멸에 대해서도

조정하기 쉬우므로 공작기계의 이송나사(feed screw)로서 널리 사용된다. 미터계는 피치를 mm로,

인치계는 인치에 대한 나사산의 수로 나타내고 있는데 점차 미터계로 바뀌여 지고 있다.

③ 톱니나사(buttress screw thread)

압착기 등과 같이 압력의 방향이 항상 일정할 때 사용되는 것으로, 압력쪽을 사각나사,

반대쪽을 삼각나사를 깎아서 양자의 이점을 구비한 것이다. 나사각에서는 30°의 경우와 45°의 경우가 있고

하중을 받지 않는 뒷면에 대략 0.2mm 틈새를 준다. 그리고 압력쪽은 완전한 사각나사가 아니고,

제작을 간단하게 하기 위하여 나사각이 30°의 경우에는 3°의 경사를 붙이고, 45°의 경우에는 5°의 경사를 붙인다.

힘을 받는 면은 거의 축에 직각 방향이며 바이스, 압착기 등에 사용된다.

④ 너클나사(knuckle thread)

원형나사, 둥근나사라고도 하는데, 나사산의 산마루와 골의 모양을 둥글게 만든 나사로서 전구입구의 쇠붙이,

먼지나 모래 등이 들어가기 쉬운 경우에 사용되며, 박판의 원통을 전조하여 만든다.

원호의 접촉점인 변곡점에서의 접선이 만드는 각 α는 피치에 따라 달라지기도 하지만,

KS의 전기 부문 규격에서는 75˚~ 93˚로 한다.

⑤ 볼나사(ball serew)

볼나사는 볼에 의하여 작동하는 리드 스크루(lead screw)이다.

너트(nut)는 볼이 연속적으로 회전하도록 구성되어 있고 너트의 한쪽 끝에서 다른쪽 끝으로 순환하여

되돌아 올 수 있도록 되어 있다.

절삭 공구의 재료와 특성

1. 탄소공구강(high carbon tool steel)

탄소가 0.9% ~ 1.5% 정도 함유된 고탄소강으로 담금질하여 경화시킨 종류이다.

그러나 이것은 고온경도가 적어 일반적으로 절삭온도 약 300 이하의 저온에서 사용된다.

주로 저온절삭용, 총형바이트, 또는 수공구에 많이 이용된다.

2. 합금 공구강(alloy tool steel)

탄소 공구강에 W, Cr, V, Mo 등의 합금원소 중에서 한 종류 또는 두 종류의 원소를 소량 첨가하여

경화능을 개선시킨 종류이다.

이것은 내열성이 부족한 결점이 있으나, 인성이 다소 높기 때문에 탭(tab), 다이스(dies), 톱날 등에 사용되며

프레스용 금형재료(SKDII)에도 널리 사용된다.

3. 고속도강(high speed steel : HSS)

합금 공구강 보다 W, Cr, V, Mo 등의 합금원소를 더 많이 함유하는 고합금 공구강이다.

이 종류는 내열성이 뛰어나고, 인성도 양호하므로 절삭공구재료로 널리 사용되고 있다.

특히 트위스트 드릴(twist drill), 탭(tap), 호브(hob), 피니언커터(pinion cutter),

브로우치(broach), 엔드밀(end mill). 밀링커터(milling cutter) 등에 사용된다.
고속도강 공구의 종류로는

(1) W계 고속도강

고속도강의 표준형이며 18-4-1형이 대표적이다.

이 종류는 18% W, 4% Cr, 1% V의 첨가원소로 구성되어 있고

고온경도가 높아 연강을 가공할 때는 30 m/min 이상의 절삭속도가 가능하다.

(2) Mo계 고속도강

표준고속강의 텅스텐(W) 함유량을 줄이고 대신 몰리브덴(Mo)을 4 ~ 10% 추가 첨가한 종류로써

유럽에서는 표준고속도강의 대용품으로 널리 사용된다.

(3) CO 계 고속도강

표준고속도강에 코발트를 5% ~ 10% 첨가한 것으로 내열성을 필요로 하는 공구에 사용된다.
다음은 고속도강의 종류 및 화학성분을 표시한다.

4. 주조코발트합금강( cast – cobalt alloy tool steel)

1915년에 처음 소개된 주고코발트 합금은 그 성분이 38% ~53%의 코발트, 30%~33%의 크롬,

그리고 10%~ 20%의 텅스텐으로 구성되어 있다.

주조 코발트합금은 흔히 스텔라이트(stellite)공구로 알려져 있고,

주조로 성형된 후 연삭하여 제조되며 담금질(quenching), 템퍼링(tempering), 등의 열처리를 필요로 하지 않는다.
이 합금은 약 56~64HRC의 높은 경도를 가지므로 내마멸성이 좋으며

고온경도가 우수하여 절삭온도 500~850 정도에서도 거의 상온경도를 잃지 않으므로

고속도강의 약 2배의 절삭속도에도 견딜 수 ..

CAD시스템을 이용하여 도면을 작성하거나 수정, 출도를 하며 부품도를 도면의 형식에 맞게 배열하고

단면 형상의 표시 및 치수 노트를 작성. 또한 컴퓨터 그래픽을 이용하여

부품의 전개도, 조립도, 재단도, 유압회로, 전기회로, 배관회로 등을 제도하는 업무 수행.

(1974년 전기계제도기능사2급으로 신설되어 1991년 기계제도기능사로 변경, 2004년 전산응용기계제도기능사로 개정)

<2011년 전산응용기계제도기능사 시험일정>

1. 시행처
한국산업인력공단

2. 시험과목
- 필기 : 1.기계재료 및 요소 2.기계가공법 및 안전관리 3.기계제도(CAD)
- 실기 : 전산응용기계제도작업

3. 검정방법
- 필기 : 전과목 혼합, 객관식 60문항(60분)
- 실기 : 작업형(4시간정도)

4. 합격기준
- 필기·실기 : 100점을 만점으로 하여 60점이상

5. 검정수수료
필기 : 11000원
실기 : 21100원

지난 금요일에 기능사 시험 접수를 하였습니다.

처음 공부를 시작할때,

시험을 목적으로 학원등록을 하였는데

학원선생님과의 상담에서

시험까지 준비하기에는 무리가 있다는 이야기와

많이 힘들거라는거,

대학 나온 젊은 아이들도 힘든 공부라고 했던 이야기

지난과정에서 자격증 대비로 공부한 사람과 붙은 확률이 현저히적다는거,

아마도 선생님께서 자격증 대비까지 해주시기에 너무 부담이 크셨던거 같습니다.

세달 과정이 지나고 이제는 시험대비 준비로 들어가야합니다.

다행히도 시험을 준비하겠다는 학생이 많아서

선생님께서 수업후 필기 보강을 한시간씩 더 해주시기로 했습니다.

취업준비반으로 개강한 반이라

시험준비를 선생님께서 해주신다는게 보통 부담이 아니실텐데

너무 고맙고 감사합니다.

필기 문제와 요점정리를 프린트해서 나눠주시고

수업끝난후 한시간의 보강까지

더군다나

시험도 같이 응시하셔서 같이 보시겠다고 하니

정말 너무 감사한 마음입니다.

심리적으로 많은 부담이 되실텐데도

많이 도와주시려 애쓰시는 모습에 너무 죄송하기도 하고 미안하기도 하고

붙을 확률이 낮아도 어쨌든 열심히 하는데까지 해보겠습니다.

여러 가지 나사의 KS 규격

KS에서 규정하고 있는 여러 가지 나사에는 미터 보통 나사의 기준 치수 (KS B 0201), 미터 가는 나사의 기준 치수 (KS B 0204), 유니파이 보통 나사의 기준 치수 (KS B 0203), 유니파이 가는 나사의 기준 치수 (KS B 0206), 관용 평행 나사

(KS B 0221), 관용 테이퍼 나사 (KS B 0222), 30?사다리꼴 나사 (KS B 0227), 29? 사다 리꼴 나사 (KS B 0226),

미터 사다리꼴 나사의 기준 치수 (KS B 0229) 등이 있다.