기계공작법 비절삭가공 합덕제철고등학교 고 재 찬

1. 기계공작법 비절삭가공 합덕제철고등학교 고 재 찬

2. I – 비절삭 가공 1 I – 1 주조 2 I – II 소성 가공 3 I - III 용접 4 I – IV 단원 종합 문제 풀이 5

3. 1-1 < 주조 > • 주조 • 정의:용융된 금속, 즉 쇳물을 주형에 부어 응고시켜 만든 제품을 주물 또는 주조품이라 하며, 주물을 만드는 공정을 주조라 한다.

4. 1-1 < 주조 > • 주조 공정 • 1.주조 계획 수립 • 2.모형 제작 • 3.주형 제작 • 4.금속 융해 • 5.주입 • 6.주형 해체 • 7.탕도계 기타 제거 • 8.표면 청정 • 9.검사 • 10.완성

5. 1-1 < 주조 > • 주조 모형의 종류 • 현형 • 정의:가장 기본적이고 일반적인 모형으로 제작할 제품과 거의 같은 모양의 모형으로 주조 재료의 수축 여유, 가공 여유, 코어 프린트 등을 고려하여 만든 모형. • 현형의 종류 • -단체형 • -분할형 • -조립형

6. 1-1 < 주조 > • 회전형 • 정의:주물의 형상이 한 개의 축을 중심으로 회전체의 형상으로 되어 있을 때 판재로 주물 단면의 일부를 만들고, 중심축을 기준으로 모형을 회전시켜 제작함. • 효과:비용과 시간 절약

7. 1-1 < 주조 > 부분형 • 정의:크고 대칭이거나 기어와 같이 동일한 모양의 부분이 연속되어서 이루어져 있을 때 그 한 부분의 모형을 만들고, 모형을 이동하면서 주형을 제작할 때 사용한다.

8. 1-1 < 주조 > 골격형 • 정의:제작 개수가 적고 큰 주물품을 만들 때 재료와 제작비를 절약하기 위해 골격만 목재로 만들고, 골격 사이를 점토로 메워 만든 모형이다.

9. 1-1 < 주조 > 긁기형 • 정의:단면이 작고 일정하며 길이가 긴 주물품 제작에 주로 사용된다. • 단면형을 판에 그려 잘라 만든 긁기판을안내면을 따라 모래를 긁어서 주형을 만드는 데 사용하는 모형이다.

10. 1-1 < 주조 > 코어형 • 정의:주물의 빈 부분을 만들기 위한 주형으로 코어와 함께 코어 프린트를 만들어 준다.

11. 1-1 < 주조 > 모형 제작 시 고려 사항 • 1.수축 여유 • 2.가공 여유 • 3.기울기 • 4.라운딩 • 5.덧붙임 • 6.코어프린트

12. 1-1 < 주조 > • 모형 제작 시 고려 사항중 중요한 것 • 기울기:모래 주형에서 모형을 뽑아 낼때 주형이 파손되지 않도록 모형의 측면을 경사지도록 기울기를 부여한다.

13. 1-1 < 주조 > • 모형 제작 시 고려사항중 중요한 것 • 라운딩:모형 모서리를 둥글게 하여 모형을 주형에서 뽑을 때 주형의 파손과 주물의 결함을 막아 준다.

14. 1-1 < 주조 > • 모형 제작 시 고려 사항중 중요한 것 • 덧붙임:두께가 균일하지 못하고 형상이 복잡한 주물은 냉각될 때 내부 응력에 의하여 변형되고 파손되기 쉬우므로 이것을 방지하기 위해 허브 사이에 덧붙임을 연결하여 모형을 제작.

15. 1-1 < 주조 > • 모형 제작 시 고려 사항중 중요한 것 • 코어 프린트:코어는 소요치수보다 길게 만들고 주형에는 지지대를 만들어 주형 속 정해진 위치에 고정시켜줌.

16. 1-1 < 주조 > • 주형의 제작 • 구성요소 • 1.쇳물을 부어 넣는 탕구와 탕도, 압탕구, 라이저 • 2.쇳물받이

17. 1-1 < 주조 > 주물사(주물용 모래) • 갖추어야 할 구비 조건 • 1.주형 제작이 쉽고 형상을 정확히 만들 수 있으며 쇳물이 주입되어도 형상을 유지하여야 함. • 2.쇳물의 압력과 충격에 견뎌야 함. • 3.화학적 반응이 없으며 고온에서 견뎌야 함. • 4.가스나 공기의 배출성 • 5.쇳물의 유동성 보존 • 6.가격이 저렴하고 구입이 쉬워야 함.

18. 1-1 < 주조 > • 특수 주조법의 종류 • 1.원심 주조법 • 2.다이 캐스팅 주조법 • 3.셀 몰드주조법 • 4.인베스트먼트주조법 • 5.이산화탄소(CO2)주조법 • 6.연속 주조법

19. 1-1 < 주조 > • 특수 주조법 • 원심 주조법 • 정의:주형을 300~3000rpm으로 고속 회전시킨 상태에서 용융 금속을 주입하면 원심력에 의하여 주형 내면에 균일하게 압착 응고 되어 코어 없이 중공의 회전체인 원통 및 원형 고리 모양의 주물을 제작하는 주조법이다.

20. 1-1 < 주조 > • 특수 주조법 • 다이 캐스팅 주조법 • 정의:정밀 주조의 일종으로 정밀한 금형에 용융 금속을 고압, 고속으로 주입하여 주물을 얻는 방법. • 효과:표면이 미려하고 경도가 높아 기계 가공이 필요치 않으며 복잡한 형상과 얇은 주물도 제작 가능.

21. 1-1 < 주조 > 특수 주조법 • 셀 몰드주조법 • 정의:가열된 금형 모형에 실리콘 같은 이형제로 코팅한 후 레진 샌드를 뿌리고 피복시킨다. 그 후 셸 주형을 만들고 쇳물을 주입하여 주물을 만든다.

22. 1-1 < 주조 > • 특수 주조법 • 인베스트먼트주조법 • 정의:점결제와 미세한 내화물을 배합한 인베스트먼트 주형 재료를 사용한다.

23. 1-1 < 주조 > • 특수 주조법 • 이산화탄소(co2)주조법 • 정의:규사로 이루어진 주물사로 주형을 만들고, 이산화탄소를 주형 내에 불어 넣어 규산나트륨과 이산화탄소의 반응으로 주형을 경화시키는 방법. • 효과:복잡한 형상의 코어 제작에 적합

24. 1-1 < 주조 > • 특수 주조법 • 연속 주조법 • 정의:용융 금속을 주형에 주입하여 연속적으로 주괴를 주조 하는 방법이다. • 효과 • 1.품질이 균질한주괴를 얻으며, 편석과수축공이 없다. • 2.제조비가 저렴하다. • 3.최신식 주조 설비이다.

25. 1-2 <소성 가공> • 소성 변형 • 정의:재료에 힘을 가하면 변형이 생기는데, 이때 힘을 제거하여도 원형으로 완전히 복귀되지 않고 변형이 남게 되며 이를 소성 변형이라고 한다. • 소성 가공 • 정의:이와 같은 성질을 이용하여 재료를 가공 하는 것. • 소성 가공의 효과 • 1.칩이 생성되지 않으므로 재료의 이용률이 높다. • 2.생산율이 높다 • 3.주조품에 비하여 강도가 크다. • 4.대량생산이 가능하여 비교적 저렴하다. • 5.적용 범위가 넓다.

26. 1-2 <소성 가공>

27. 1-2 <소성 가공> 열간 가공 냉간 가공 정의:재결정 온도 이하에서 가공 하는 것 효과:제품을 정밀하게 하고 동시에 강도를 크게 할 목적으로 사용 표면이 미려하며, 두께가 얇은 박막이나 매우 가는 선도 만들 수 있다. • 정의:재결정 온도 이상에서 가공 하는 것 • 효과:금속을 변형시키는 데 작은 힘이 들며 한번에 큰 변형을 줄 수 있어 보다 경제적으로 가공이 가능.

28. 1-2 <소성 가공>

29. 1-2 <소성 가공> • 소성 가공의 종류 • 1.단조 • 2.압연 • 3.전조 • 4.인발 • 5.압출 • 6.프레스 가공

30. 1-2 <소성 가공> • 단조 • 정의:금속 재료를 해머나 프레스 등의 공작 기계를 사용하여 재료를 소성 가공하여 원하는 형태로 성형하는 가공법을 단조라고 한다. • 효과 • 1.금속의 결정립이 미세화 • 2.재결정에 의하여 조직이 균일 • 3.기포를 압착시켜 균질화 • 온도에 따른 구분 • 열간 단조:고온에서 작업하는 단조 • 냉간 단조:상온에서 작업하는 단조 • 작업 방식에 따른 구분 • 자유 단조 • 형 단조

31. 1-2 <소성 가공> 자유 단조 형 단조

32. 1-2 <소성 가공> • 압연 • 정의:재료를 회전하는 한 조의 롤러 사이에 놓고 압축 하중을 가하며 통과시켜 성형하는 작업이다. • 제품에 따른 구분 • 1.주괴를 제품의 중간재로 만드는 분괴 압연 • 2.t6mm 이상인 후판과 그 이하인 박판을 만드는 판재 압연 • 3.봉재, H형강, 기차 레일 등을 만드는 형재 압연 • 4.와이어등을 만드는 선재압연 • 온도에 따른 구분 • 1.열간 압연:재결정 온도 이상 • 2.냉간 압연:재결정 온도 이하

33. 1-2 <소성 가공> 압연 공정의 개략도 열간 압연에 의한 결정 입자의 변화

34. 1-2 <소성 가공> • 전조 • 정의:소재나 공구 또는 소재와 공구를 함께 회전시켜 외부 또는 내부에 공구의 표면 형상을 새기는 특수 압연법.

35. 1-2 <소성 가공> • 인발 • 정의:테이퍼 형상의 다이 구멍을 통하여 봉재나 관재를 잡아 당겨서 단면적을 줄이는 작업으로 봉재나 관재 등의 제품을 만든다.

36. 1-2 <소성 가공> • 압출 • 정의:소성이 큰 소재를 다이가 설치되어 있는 챔버에 넣고 플런저를 이용하여 큰 압력으로 다이 사이로 밀어내어 제품을 만드는 공정이다.

37. 1-2 <소성 가공> • 프레스 가공 • 정의:다이와 펀치 사이에 재료를 넣고, 프레스 기계를 사용하여 높은 압력으로 눌러 판재에 인장, 압축, 전단, 굽힘등의 응력을 가하여 필요한 형상으로 판재를 가공하는 방법이다.

38. 1-2 <소성 가공> • 비플래시 단조 • 정의:플래시 단조는 금형공동부를 채우고 남은 여분의 재료가 플래시를 형상하지만, 비플래시 단조는 플래시를 발생하지 않고 재료가 금형공동부를 완전히 채우는 공정이다.

39. 1-2 <소성 가공> • 하이드로포밍 • 정의:기존의 스탬핑 및 용접으로 부품을 생산하던 방식보다 더 간단한 공정이다. • 효과:쇼요 인력과 시간 단축 및 제품의 전체 무게를 경령화하고 강도를 증가.

40. 1-3 <용접> • 용접 • 정의:두 금속을 용융시켜 접합제로 붙이거나 높은 압력으로 눌러 접합하는 것.

41. 1-3 <용접> • 용접의 종류 • 1.융접 • 2.압접 • 3.납땜

42. 1-3 <용접> • 용접의 종류 • 융접 • 정의:접합하고자 하는 금속의 접합부에 열을 가하여 용융시키고 여기에 용접봉과 같은 용가재를 용융 첨가하여 접합한다.

43. 1-3 <용접> • 용접의 종류 • 압접 • 정의:접합되는 부분에 적당한 온도로 가열하거나 냉간 상태에서 압력을 주어 접합한다.

44. 1-3 <용접> • 용접의 종류 • 납땜 • 정의:접합하려는 금속을 녹이지 않고 용융점이 낮은 납과 같은 비철 합금을 녹여 접합부에 넣어 분자간의 친화력을 이용하여 접합하는 방법이다.

45. 1-3 <용접> • ※참고

46. 1-3 <용접> • 피복 아크용접법 • 정의:피복 아크 용접봉의 끝을 피용접부인모재에 접촉시켜 고온의 아크를 발생시켜 피복재를 녹인 후 접합하는 용접법

47. 1-3 <용접> • 피복 아크 용접법의 분류 • 정극성:모재(+극), 용접봉 (-극) • 효과:모재의용입이 깊어짐 • 역극성:모재(-극), 용접봉 (+극) • 효과:모재의용입이 얕아짐.

48. 1-3 <용접> • 불활성 가스 아크 용접 • 정의:아르곤,헬륨 등 고온에서 금속과 반응하지 않는 불활성 가스의 분위기 속에서 텅스텐 봉 또는 금속 전극선과 모재 사이에 아크를 발생시켜 용접하는 방법. • 전극선의 사용에 따라구분 • TIG:텅스텐 봉 • MIG:금속 전극선

49. 1-3 <용접> • TIG 용접 • 정의:가스 용접과 비슷한 조작 방법으로 텅스텐 봉으로 아크를 발생시켜 용가재를요융하면서 용접 • -비용극식 또는 비소모식 불활성 가스 아크용접법이라고도 한다.-

50. 1-3 <용접> • MIG 용접 • 정의:용가재인 전극 와이어를 연속적으로 보내서 아크를 발생시키는 방법으로 용극식 또는 소모식 불활성 가스 아크용접법이라고 한다.